Устройство для коррекции дисбаланса коленчатого вала

оСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ (11) з(50 С О 1 М 1/24 АНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ д К АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВУ Окой техикова.1975,етильнние",ель 2. Авторское по заявке У 3422 кл. 4 01 М 1/38 виде 90/2 1982 н оеди поГОСУДАРСТВЕННЮ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Минское станкостроительноепроизводственное объединение им.тябрьской Революции.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ . ДИСБАЛАНСА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА, содержащее блок измерения, блок отсчета, выполненный в виде схемы совпадения и двух аналоговых ключей, выходы которых соединены между собой и с первым .входом схемы совпадения, блок коррекции, выполненный в виде привода установочного вращения, кинематически связанных.с ним диска и первого датчика углового положения, исполнительного механизма, кинематически связанного с ним датчика отсчета перемещений, выход которого связан вторым входом схемы совпадения, и привода подачи исполнительного механизма, датчика исходного положения и датчика ориентации по координате, блок .управления и блок формирования команд, включающий логический эле-, ме т 3 И, первый вход которого с нен с выходом датчика ориентации координате, три триггера, инвертор и три логических элемента 2 И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, балансировки, оно снабжено тремя аналоговыми ключами, четырьмя логическими элементами 2 И, двумя логическими элементами 2 ИЛИ,. аттенюатором, вход которого подсоединен к выходу блока измерения и к входу второго аналогового ключа, а выход - к входу первого аналогового ключа, вторым и третьим датчиками углового положения, выход каждого из которых соединен соответственно с входом четвертого и пятого аналогоФ вых ключей, фазовым детектором, пер вый вход которого соединен с выходом первого датчика углового положения, выход - с вторым входом логического элемента 3 И и входом инвертора, а второй вход - с соединенными Я между собой выходами третьего, чет - вертого и пято 1 о аналоговых ключей, второй вхоц каждого из которых соединен с выходом первого, щ орого и третьего логических элементов 2 И соответственно, первый вход первого логического элемента 2 ИЛИ связан с первым входом логического элемента 3 И, второй вход - с выходом инвертора и первым входом четвертого логического элемента 2 И, а выход - со счетным входом первого триггера, прямой выход которого соединен с ф), первыми входами второгЬ и третьего логических элементов 2 И и вторым входом второго аналогового ключа, а инверсный выход в . с первыми входами первого и пятого логических элементов 2 И и вторым входом первого аналогового ключар первый вход второ101701 го логического элемента 2 ИЛИ соединен с выходом пятого логического элемента 2 И, второй вход - с вьгходомшестого логического элемента 2 И,а выход - с входом блока управления,выход которого соединен с третьим входом логического элемента 3 И, вторымвходом первого логического элемента2 И и первым входом седьмого логического элемента 2 И Б -вход второготриггера соединен с выходом схемысовпадения, вторым входом пятогологического элемента 2 И, первымвходом шестого логического элемента2 И и счетным входом третьего триггера Р -вход второго триггера - свыходом датчика исходного положенияи вторым входом четвертого логичес 1 Изобретение относится к балансг. -ровочной технике, а именно к средствам автоматической балансировки коленчатых валов.Известно устройство для коррекциидисбаланса коленчатого вала, содержащее последовательно соединенные блокизмерения, блок отсчета и блок коррекции, выполненный в виде исполнительного механизма и кинематическисвязанного с ним датчика отсчетаперемещений, привода установочноговращения и кинематически связанногос ним датчика углового положенця,в качестве которого применен сельсин,15и связанный с блоками блок управления 11,Недостаток данного устройства заключается н том, что оно неприме нимодля коррекции дисбаланса коленчатых 20валов, в противовесах которых имеются места, запрещенные для" сверле -ния, например технологическая площадка, болты для крепления противовеса и пр. 25 Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для коррекции дисбаланса коленчатого вала, содержащее блокЗО измерения, блок отсчета, выполненный в виде схемы совпадения и двух аналоговых ключей, выходы которых соекого элемента 2 И, а выход второготриггера - с первым входом приводаподачи исполнительного механизма,второй вход которого соединен с выходом логического элемента 3 И, прямойвыход третьего триггера соединен свторыми входами третьего и шестогологического элемента 2 И, а инверсный выход третьего триггера - с вторым входом второго логического элемента 2 И, первый вход третьего ана.логового ключа соединен с вторымвыходом блока измерения, а выходчетвертого логического элемента 2 Ис вторым входом седьмого логическогоэлемента 2 И, выход которого соединен с входом привода установочноговращения. динены между собой и с первым входом схемы совпадения, блок коррекции, выполненный в виде привода установочного вращения и кинематически связанных с ним диска и первого датчика углового положения, исполнительного механизма и кинематически связанного с ним датчика отсчета перемещений, выход которого связан с вторым входом схемы совпадения, и привода подачи исполнительного механизма, датчика исходного положения и датчика ориентации по координате, блок управления и блок формирования команд, включающий логический элемент 3 И, первый вход которого соединен с выходом датчика ориентации по координате, три триггера, инвертор и три логических элемента 2 И 12.Недостаток известного устройства заключается в том, что в нем не учтено изменение масштаба коррекции при замене одного сверления, попадающего в запрещенную для коррекции зону, двумя сверлениями по краям запрещенной зоны. Это приводит к большим ошибкам при коррекции дисбаланса. Цель изобретения - повышениеточности балансировки.версный выход - с первыми входамипервого и пятого логических элементов 2 И и вторым входом первого аналогового ключа, первый вход второго логического элемента 2 ИЛИ соединен с выходом пятого логическогоэлемента 2 Ивторой вход - с выходомшестого логического элемента 2 И,а выход - с входом блока управления,выход которого соединен с третьимвходом логического элемента ЗИ ивторым входом первого логическогоэлемента 2 И и первым входом седьмого логического элемента 2 И,5-вход второго триггера соединенс выходом схемы совпадения,вторымвходом пятого логического элемента,. 2 И, первым входом шестого логического элемента 2 И и счетным входомтретьего триггера, Р -вход второготриггера с выходом датчика исходного положенияи вторым входом четвертого логического элемента 2 И, а выход второго триггера - с первым входом привода подачи исполнителЬногомеханизма, второй вход которогосоединен с выходом логического элемента 3 И, прямой выход третьеготриггера соединен. с вторыми входамитретьего и шестого логических элементов 2 И, а инверсный выход третьего триггера - с вторым входом второго логического элемента 2 И, первый вход третьего аналогового ключасоединен с вторым выходом блока измерения, а выход четвертого логического элемента 2 И с вторым входом седьмого логического элемента2 И, выход которого соединен с входом привода установочного вращения.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для коррекциидисбаланса коленчатого вала" ,нафиг. 2 - векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство для коррекции дисбаланса коленчатого вала содержитблок 1 измерения, выполненный в виде двухканального измерителя 2,обеспечивающего измерение параметров дисбаланса в полярной системекоординат, запоминающего блока 3величины дисбаланса и запоминающегоблока 4 угла дисбаланса, блок 5 отсчета, выполненный в виде аттенюатора 6, двух аналоговых ключей 7и 8, первый вход первого из которых соединен с входом аттенюатора 15 Э 11 О 17 О 1ОПоставленная цель достигаетсятем, что устройство для коррекциидисбаланса коленчатого вала, содержащее блок измерения, блок отсчета,выполненный в виде схемы совпадения 5и двух аналоговых ключей, выходыкоторых соединены между собой ис первым входом схемы совпадения,блок коррекции, выполненный в видепривода установочного вращения, .1 Окинематически связанных с ним дискаи первого датчика углового положения, исполнительного механизма, кинематически связанного с ним датчика от- .счета перемещений, выход которогосвязан с вторым входом схемы совпадения и привода подачи исполнительОного механизма, датчика исходногоположения и датчика ориентации покоординате, блок управления и блок 20формирования команд, включающий логический элемент 3 И, первый входкоторого соединен с выходом датчикаориентации по координате, три триггера, инвертор и три логических 25элемента 2 И, снабжено тремя аналоговыми ключами, четырьмя логическимиэлементами 2 И, двумя логическимиэлементами 2 ИЛИ; аттенюатором, входкоторого подсоединен к выходу блока ЗОизмерения и к .входу второго аналогового ключа, а выход - к входу первого аналогового ключа, вторым и третьим датчиками углового положения, выход каждого из которых соединен соот 35ветственно с входом, четвертого и пятого аналоговых ключей, фазовым детектором, первый вход которого соединен с выходом первого датчика углового положения, выход - с вторым вхо Рдом логического элемента 3 И и входом инвертора, а второй вход - с сое- фдиненными между собой выходами третьего четвертого и пятого аналоговыхключей, второй, вход кащого из которых соединен с выходом первого, второго и третьего логических элементов2 И соответственно, первый входпервого логического элемента 2 ИЛИсвязан с первым входом логическогоэлемента 3 И, второй вход - с выходоминвертора и первым входом четвертогологического элемента 2 И; а выходсо счетным входом первого триггера,прямой выход которого соединен с первыми входами второго и третьего логических элементов 2 И и вторым входом второго аналогового ключа, а ин6 и с выходом запоминающего блока 3, а первый вход второго - с выходом аттенюатора 6, и схемы 9 совпадения, первый вход которой соединен с входами аналоговых ключей 7 и 8, блок 5 10 коррекции, выполненный в виде привода 11 установочного вращения, кинематически соединенный с коленчатым валом 12, металлического диска 13 с прорезью, установленного на . выходном валу привода 11, датчика 14 углового положения, в качестве которого может быть применен сельсин, ротор которого кинематическисвязан с выходным валом привода 11, второго 15 и третьего 16 датчиков углового положения, в качестве которых могут быть применены сельсины, датчика 17 ориентации по координате, исполнительного механизма 18, представляющего собой, например, сверлильную головку, датчика 19 отсчета перемещений и привода 20 подачи исполнительного механизма, кинематически связанных с исполнительным механизмом 18, и датчика 21 исходного положения, блок 22 управления и блок 23 формирования команд, который выполнен в виде логического элемента 3 И24,первый вход которого соединен с0 выходом датчика 17 ориентации.по координате, а третий вход - с выходом блока 22 управления, трех триггеров 25-27, третьего, четвертого и пятого аналоговых ключей 28-30, инвертор, 31 3 .семи логических элеМентов 2 И 32 38, фазового детектора 39, первый вход которого соединен с выходом первого датчика 14 углового положения, выход - с вторым входом логи ческого элемента 3 И 24 и входом инвертора 31, а второй вход - с соединенными между собой выходами третьего, четвертого и пятого аналоговых ключей 28-30, второй вход каждого 45 из которых соединен с выходом первого 32, второго 33 и третьего 34 логических элементов 2 И, и двух логических элементов 2 ИЛИ 40 и 41, 1первый вход первого из которых соединен с первым входом логическогоэлемента 3 И 24, второй вход - с выходом инвертора 31 и первым входомчетвертого логического элемента 2 И35, а выход - со счетным входомпервого триггера 25, прямой выходкоторого соединен с первыми входамивторого и третьего логических элементов 2 И 33 и 34 и вторым входом второго аналогового ключа 8, а ин - версный выход - с первыми входами первого 32 и пятого 36 логических элементов 2 И и вторым входом первого аналогового ключа 7, первый вход второго логического элемента 2 ИЛИ 41 соединен с выходом пятого логи-ческого элемента 2 И 36, второй вход - с выходом шестого логического элемента 2 И 37, а выход - с входом блока 22 управления, выход которого, соединен с вторым входом первого логического элемента 2 И 32 и первым входом седьмого логического элемента 2 И 38, 5 -вход второго триггера 26 соединен с выходом схемы 9 совпадения, вторым входом пятого логического элемента 2 И 36, первым входом шестого логического элемента 2 И 37 и счетным входом третьего триггера 27, Я -вход второго триггера 26 - с выходом датчика .21 исходного положения и вторым входом четвертого логического элемента 2 И 35, а выход второго. триггера - с первым входом привода 20 исполнительного механизма, второй вход которого соединен с выходом логического, элемента 3 И 24, прямой выход третьего триггера 27 соединен с вторыми входами третьего 34 и шестого 37 логических элементов 2 И, а инверсный выход третьего триггера 27 - с вторым входом второго логического элемента. 2 И 33, первый вход третьего аналогового ключа 28 соединен с выходом запоминающего блока 4 угла дисбаланса, а выход четвертого логического элемента 2 И 35 - с вторым входом седьмого логического элемента 2 И 38, выход которого соединен с входом привода 11 установочного вращения,На векторной диаграмме (фиг. 2) нанесенной на противовесколенчатого вала) через Ин обозначен вектор начального дисбаланса в плоскости коррекции, через Ини Уц его про - екции на разрешенные направления коррекции, угломограничена зона коррекции в противовесе коленчатого вала 12, углом -запрещенная зона для коррекции дисбаланса.Устройство работает следующим образом. Параметры дисбаланса коленчатого вала 12,поступившего на коррекцию, измерены двухканальным измерителем2 и хранятся в запоминающих блоках 3 и 4 соответственно величины и угла дисбалансаБлок 3 величины дисба,ланса может быть реализован с помощью аналогового запоминающего уст ройства с емкостной памятью, а блок 4 угла - с помощью,- например, сель- сина, работающего в режиме фазовращателя. В противовесе коленчатоговала 12 имеется площадка, в которой запрещена коррекция дисбаланса, так как в случае попадания режущего инструмента, например сверла в площадку, получаются большие ошибки при учете глубины сверления, или15 поломка режущего инструмента. Предположим, что в блоке 4 угла запомнен угол дисбаланса, который находится в зоне, ограниченной угломь но не попадающий в зону, ограниченную углом 3 . По команде отблока 22 управления на начало коррекции высокий. уровень напряжения (логическая 1) поступает на вторые входы первого 32 и седьмого 38 логических элементов 2 И и на третий вход логического элемента 3 И 24. Триггеры 25 и 27 устанавливаются перед началом коррекции в начальное положение командой от блока 22 уп- ЗО равления (эти связи не показаны). На инверсном выходе триггера 25 появится высокий уровень, который поступит на второй вход первого логичес, кого элемента 2 И 32,высокий уровень з 5 с выхода которого включит аналоговый ключ 28 и на второй вход фазового детектора 39 поступит сигнал с выхода запоминающего блока 4 угла.В состав фазового детектора 3940входит пороговый элемент (не показан)и в случае совпадения по фазе сигналов на обоих входах детектора 39 наего выходе формируется высокий уровень напряжения, а при несовпадении .низкий. При наличии на выходе детектора 39 низкого уровня напряжения,на выходе инвертора 31 получим высокий уровень, который поступит напервый вход четвертого логическогоэлемента 2 И 35, на втором входекоторого также имеется высокий уро- .вень напряжения, так как исполнительный механизм 18 находится в исходном положении. Высокий уровень с выхода четвертого логического элемента 2 И 35 поступит на первый вход , седьмого логического элемента 38 2 И и далее на вход привода 11 установочного вращения, который представляет собой, например, электродвигатель со схемой управления, высокий уровень на входе которой вызывает вращение электродвигателя, а низкий - остановку. Электродвигатель начнет медленно вращаться, приводя во вращение коленчатый вал 12, диск 13 и датчик 14 углового положения. Фаза сигнала на выходе датчика 14 начнет изменяться (сельсин работает в фазовращательном режиме) и при совпадении с. фазой сигнала запоминающего блока 4 на выходе)фазового детектора 39 появится высокий уровень напряжения. При этом на выходе инвертора 31 появится низкий уровень, который через четвертый 35 и седьмой 38 логические элементы 2 И остановит вращение выходного ва- ла привода 11, а. на выходе логического элемента 3 И 24 появится высокий уровень, который дает команду приводу 20 исполнительного механизма 18, представляющего собой, например, гидроцилиндр с двумя золотниками для управления ходами "Вниз" и 11 1Вверх на перемещение вниз сверлильной головки исполнительного механизма 18. На выходе датчика 19 отсчета перемещений, в качестве которого может быть применен вращающийся трансформатор со схемой линеаризации выхрдного напряжения от угла поворота, начнет нарастать напряжение, которое, поступая на второй вход схемы 9 совпадения, сравнивается по величине с опорным напряжением сигнала дисбаланса, поступающим с выхода запоминающего блока 3 величины дисбаланса через первый аналоговый ключ 7, открытый высоким уровнем с инверсного выхода триггера 25. При совпадении глубины сверления в противовесе коленчатого вала 12 с заданной в запоминающем блоке 3 величины дисбаланса схемы 9 совпадения сработает и на ее выходе появится высокий уровень и поступит на 5 -вход триггера 26, высокий уро-. вень на выходе которого даст команду приводу 20 исполнительного механизма на движение головки вверх, и на второй вход пятого логического элемента 2 И 36, на первом входе которого есть высокий уровень с инверсного выхода триггера 25. На выходе пятого логического элемента 2 И 36 поя20 вится высокий уровень, который че-рез логический элемент 2 ИЛИ 41даст команду в блок 22 управлейияоб окончании коррекции коленчатоговала 12. 5Если начальный дисбаланс коленчатого вала попадает в зону, запрещенную для коррекции (ограниченнуюуглом), то сверление отверстияпо координате Х на измеренную блоком 1 глубину приводит к ошибке,пропорциональной з 1 п(. При углео) 5 это приводит к большому проценту бракованных коленчатых валов после балансировки, Замена одного сверления по координате Х двумя по обоим координатам, но на меньшую глубину (примерно 1/2 Иц и зависит от угла) приводит к с"аюбке, пропорциональной з 1 п 3/4, т,е. уменьшаетошибки при коррекции в 2 раза,Рассмотрим работу схемы при попадании К в зону, ограниченную угломПосле ориентации коленчатого вала 12 по углу, соответствующему ИнпрореЗь на диске 13 совпадает с датчиком 17 ориентации по координате ина его выходе получим низкий уровеньнапряжения, который поступит на первый вход логического элемента 3 И24 и запретит подвод сверлильнойголовки вниз. На выходе первогологического элемента 2 ИЛИ 40 приналичии на обоих входах низких 35уровней появится низкий уровеньнапряжения, который установит в единичное состояние триггер 25, высокийуровень с прямого выхода которогопоступит на первые входы второго 33 40и третьего 34 логических элементов2 И и включит второй аналоговыйключ 8, на входе которого аналоговыйсигнал пропорционален И и У(ониравны между собой). При изменении фа зы сигнала на входе фазового детектора 39 на его выходе появится низкий уровень напряжения, а на первомвходе четвертого логического элемента 2 И 35 - высокий уровень, 50который поступит на первый вход седьмого логического элемента 2 И 383 и разрешит вращение электродвигателя привода 11. Фаза сигнала на выходе второго датчика 15 углового положения соответствует координате Х,а третьего датчика 16 - координате 1При установке коленчатого вала 12под координату Х на выходе фазовогодетектора 39 появится высокий уровень, который остановит вращениеколенчатого вала 12 и разрешит ходвниз исполнительного механизма 18(по аналогии с выше описанным). Поокончании сверления отверстия покоординате Х на глубину, соответствующую в начале перемещения исполнительного механизма 18 вверх,. отрицательный фронт импульса с выходасхемы 9 совпадения установит триггер 27 в единичное состояние, высокий уровень с прямого выхода которого через третий логический элемент2 И 34 включит аналоговый ключ 30,а низкий уровень с инверсного выходатриггера 27 отключит аналоговый ключ29. Таким образом, к входу фазовогодетектора 39 вместо второго датчика15 углового положения окажется подключенным третий датчик 16 угловогоположения, и низкий уровень с выходадетектора 39 разрешит установочноевращение коленчатого вала 12 послевозвращения исполнительного механизма 18 в исходное положение. По аналогии с выше описанным, после окончания сверления по координате У наглубину Ы .высокий уровень с выходасхемы 9 совпадения поступит на втбройвход шестого логического элемента2 И 37, с выхода которого через логический элемент 2 ИЛИ 4 1 поступитв блок 22 управления и даст командуоб окончании коррекции дисбаланса,попавшего в запрещенную для коррекции зону. Таким образом, независимо от углового расположения дисбаланса в зоне противовеса коленчатого вала обеспечиваетея полностью автоматизированный цикл коррекции дисбаланса, что повысит .точность балансировки коленчатых валов,1101701 Составитель А.БарановА. Козориз Техред Л.Иикеш Корректор О.Билак едак иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул . Проектная, 4Ф аз 4755/27 ВНИИПТираж 823 Государственного комите елам изобретений и открыт осква, Ж, Раушская н