Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин

Авторы патента:

Аскарова Алсу Якуповна (RU)

Кравченко Николай Александрович (RU)

Колчин Александр Владиславович (RU)

Кравченко Алексей Николаевич (RU)

Панин Евгений Петрович (RU)

Шекриладзе Майя Давидовна (RU)

G01L3/10 - с электрическими или магнитными индикаторными средствами

Владельцы патента RU 2526553:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного определения величины момента, создаваемого различными пружинами, и контроля качества этапов технологического процесса их изготовления. Устройство включает в себя стенд, выходной вал которого соединен с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, зажим наружного конца испытуемой пружины, связанный с входным валом стенда, соединенным в свою очередь через редуктор с электродвигателем, который подключен к выходу блока управления приводом, блок реверсирования, счетчик импульсов, вход которого связан с выходом датчика угла, а информационный выход с дешифратором конца измерения, компаратор, вход которого подключен к фотоприемнику, связанному с источником света через зеркало оптической системы, интегратор, выход которого связан со входом аналого-запоминающего блока, выход которого соединен с входом блока управления током, информационный выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с входом регистратора, а запускающий выход - с запускающим входом регистратора. Также оно включает регулировочное устройство, коромысло, подвижный балансировочный груз, тяговую обмотку электромагнита, подключенную к управляющим выходам блока управления током, сердечник электромагнита, установленный на первом плече коромысла, которое жестко закреплено на выходном валу стенда, а на втором плече коромысла установлено зеркало оптической системы и подвижный балансировочный груз, механически соединенный с регулировочным устройством, ключ, блок запуска измерения, узел сцепления, который связывает входной вал датчика угла с входным валом стенда, а его управляющий вход подсоединен к управляющему входу ключа. Технический результат заключается в повышении точности измерений момента, создаваемого пружиной, расширении диапазона измеряемых моментов, а также увеличении производительности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного определения величины момента, создаваемого плоской спиральной пружиной или торсионом с неограниченным углом закрутки, плоской пружиной, работающей на изгиб, селективного подбора близких по характеристикам пружин с заданной точностью, контроля качества этапов технологического процесса их изготовления.

Известно устройство контроля крутящих моментов спиральных пружин согласно а.с. СССР SU №1081446, G01L 3/10, опубл. 23.03.1984 г., бюллетень №11, содержащее основание, гнездо, закручивающий шпиндель с жестко закрепленным на нем контрольным рычагом, датчик и электромеханический привод, связанный с закручивающим шпинделем.

Устройство для измерения момента спиральных пружин согласно а.с. СССР №777504, G01L 3/10, опубл. 07.11.1980 г., бюллетень №41 содержит подвижную часть, установленную в корпусе с помощью растяжек, датчик углового положения подвижной части, усилитель, моментный датчик в виде постоянного магнита, закрепленного на подвижной части, и неподвижных катушек и компенсатор жесткости растяжек.

Полуавтомат для проверки крутящих моментов спиральных пружин согласно а.с. СССР №433367, G01L 3/10, опубл. 25.06.1974 г., бюллетень №23 содержит гильзу, свободно посаженную на закручивающий шпиндель, несущий на себе поводок с собачкой, сцепляющейся с храповым колесом шпинделя, и двумя упорными кулачками, определяющими поочередно величину углового спуска проверяемой пружины, механически взаимодействующими с жесткими откидными упорами, два электромагнитных датчика, два грузовых рычага.

Стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин согласно а.с. СССР №1732196, G01L 3/10, опубл. 07.05.1992 г., бюллетень №17 содержит датчик угла, счетчик импульсов, блок управления, привод, компаратор, интегратор, аналого-запоминающий блок, блок управления током, аналого-цифровой преобразователь, дешифратор, мультиплексор, блок запуска, блок задержки, привод, источник света, фотоприемник, диск с отверстием датчик угла, опоры, электромагнитную рамку, входной вал, выходной вал, регистратор.

К недостаткам этих устройств следует отнести наличие погрешностей механизмов задания и отсчета моментов закручивания пружин за счет трения между подвижными элементами конструкции, сложность измерения параметров пружин и торсионов с малым моментом и углом закручивания более одного оборота, отсутствие автоматизированного сбора по точкам информации в заданном диапазоне рабочего угла пружин, обработки информации о качестве пружин и отбора пружин регистратором с близкими характеристиками, что важно для измерительных приборов.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению, взятым за прототип, является автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин (Патент на изобретение RU №2075895, G01L 3/10, опубл. 20.03.1997 г., бюллетень №8), содержащий подвижную электромагнитную рамку, соединенную через выходной вал стенда с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, и зажим наружного конца испытуемой пружины, соединенный с выходным валом стенда, входной вал стенда, связанный с выходным валом датчика угла и с редуктором, соединенным с электродвигателем, блок управления приводом, первый вход которого связан с выходом элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом блока запуска, второй выход которого соединен с установочными входами соответственно счетчика импульсов и аналога запоминающего блока, а вход - с выходом регистратора, компаратор, вход которого подключен к фотоприемнику, связанному с источником света через оптическую систему, а выход через интегратор подключен к информационному входу аналого-запоминающего блока, выход которого соединен с входом блока управления током, управляющие выходы которого через токопроводящие опоры подключены к электромагнитной рамке, а информационный выход подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого связан с первым информационным входом мультиплексора, запускающий вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, запускающий вход которого соединен с выходом блока задержки, вход которого соединен с вторым входом блока управления приводом и тактовым выходом счетчика импульсов, счетный вход которого связан с выходом датчика угла, а информационный выход - с выходом дешифратора конца измерения и вторым входом мультиплексора, выход которого соединен с регистратором, зеркало на выходном валу стенда, оптически связанное с фотоприемником и через оптическую систему - с источником света, а также дешифратор начала рабочего угла пружины, элемент ИЛИ и блок реверсирования, первый вход которого соединен с выходом блока управления привода, а второй вход - с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с установочными входами соответственно счетчика импульсов и аналого-запоминающего блока, и вторым выходом блока запуска, второй вход - с входом реверсирования счетчика импульсов и выходом дешифратора конца рабочего угла пружины, а выход дешифратора начала рабочего угла пружины соединен с вторым входом элемента И.

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточную эффективность работы стенда контроля: недостаточную точность за счет наличия токопроводящих опор магнитной рамки, вызывающих контактное переходное сопротивление при ее движении и в результате установки зеркала на выходной вал стенда; заниженный диапазон измерения из за недостаточного усилия, развиваемого рамкой; низкую производительность из за наличия блока задержки в схеме контроля.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности работы стенда: повышении точности измерения момента, создаваемого пружиной в процессе контроля, расширении диапазона измеряемых моментов и устранении погрешности от изменения свойств постоянного магнита поворота рамки во времени за счет старения, а также увеличении производительности контроля за счет исключения блока задержки из функциональной схемы контроля.

Технический результат достигается тем, что в автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин, содержащем выходной вал стенда, соединенный с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, и зажим наружного конца испытуемой пружины, связанный с входным валом стенда, соединенным через редуктор с электродвигателем, который подключен к выходу блока управления приводом, блок реверсирования, дешифратор конца измерения, аналого-цифровой преобразователь, регистратор, аналого-запоминающий блок, блок управления током, счетчик импульсов, вход которого связан с выходом датчика угла, а информационный выход с дешифратором конца измерения, компаратор, вход которого подключен к фотоприемнику, связанному с источником света через зеркало оптической системы, интегратор, выход которого связан со входом аналого-запоминающего блока, выход которого соединен с входом блока управления током, информационный выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с входом регистратора, а запускающий выход с запускающим входом регистратора, новым является то, что в него введены регулировочное устройство, коромысло, балансировочный груз, тяговая обмотка электромагнита, подключенная к управляющим выходам блока управления током, сердечник электромагнита, установленный на первом плече коромысла, которое жестко закреплено на выходном валу стенда, а на втором плече коромысла установлено зеркало оптической системы и подвижный балансировочный груз, механически соединенный с регулировочным устройством, ключ, вход которого подключен к выходу компаратора, а выход со входом интегратора, блок запуска измерения, узел сцепления, который связывает входной вал датчика угла с входным валом стенда, а его управляющий вход подсоединен к управляющему входу ключа, первому входу первого элемента И, выход которого через блок реверсирования подключен к выходу блока управления приводом и электродвигателю, выходной вал которого через редуктор соединен с входным валом стенда, и выходу блока управления сцеплением, первый вход которого соединен с первым выходом блока запуска измерения, а второй вход связан с установочными входами счетчика импульсов, аналого-запоминающего блока, интегратора и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого подсоединен ко второму выходу блока запуска измерения, третий выход которого связан с первым входом блока управления приводом, а второй вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ, второй вход связан с выходом регистратора и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом блока управления приводом, а второй вход подключен к выходу дешифратора конца измерения, входу элемента НЕ и первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к тактовому выходу счетчика импульсов, а выход соединен с третьим входом блока управлении приводом и первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к запускающему входу аналого-цифрового преобразователя, а второй вход подключен к выходу компаратора, ко второму входу первого элемента И, входу ключа и запускающему входу аналого-запоминающего блока, причем входные валы датчика угла и узла сцепления, входной вал стенда и выходной вал стенда расположены на опорах соосно.

В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин тяговая обмотка электромагнита снабжена магнитопроводом. В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин узел сцепления выполнен в виде электромагнитной муфты. В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин сердечник магнита имеет геометрическую форму профиля, обеспечивающую линейность преобразования тока через тяговую обмотку электромагнита в момент. В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин электродвигатель снабжен электромагнитной муфтой торможения.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, где представлена структурно-функциональная схема автоматизированного стенда контроля выходных характеристик спиральных пружин.

Здесь:

1 - выходной вал стенда;

2 - зажим внутреннего конца пружины;

3 - испытуемая пружина;

4 - зажим наружного конца пружины;

5 - блок реверсирования;

6 - входной вал датчика угла и узла сцепления 30;

7 - датчик угла;

8 - входной вал стенда;

9 - электродвигатель;

10 - блок управления приводом;

11 - счетчик импульсов;

12 - дешифратор конца измерения;

13 - компаратор;

14 - фотоприемник;

15 - источник света;

16 - зеркало;

17 - оптическая система;

18 - интегратор;

19 - аналого-запоминающий блок;

20 - блок управления током;

21 - аналого-цифровой преобразователь;

22 - регистратор;

23 - третий элемент И;

24 - блок управления сцеплением;

25 - регулировочное устройство;

26 - подвижный балансировочный груз;

27 - коромысло;

28 - тяговая обмотка электромагнита;

29 - сердечник электромагнита;

30 - узел сцепления;

31 - первый элемент ИЛИ;

32 - блок запуска измерения;

33 - второй элемент И;

34 - элемент НЕ;

35 - второй элемент ИЛИ;

36 - четвертый элемент И;

37 - первый элемент И;

38 - редуктор;

39 - ключ;

40 - опора.

Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин включает в себя выходной вал 1 стенда, соединенный с зажимом 2 внутреннего конца испытуемой пружины 3, зажим 4 наружного конца испытуемой пружины 3, связанный с входным валом 8 стенда, соединенным через редуктор 38 с электродвигателем 9, который подключен к выходу блока 10 управления приводом, блок 5 реверсирования, дешифратор 12 конца измерения, аналого-цифровой преобразователь 21, регистратор 22, аналого-запоминающий блок 19, блок 20 управления током, счетчик 11 импульсов, вход которого связан с выходом датчика 7 угла, а информационный выход с дешифратором 12 конца измерения, компаратор 13, вход которого подключен к фотоприемнику 14, связанному с источником 15 света через зеркало 16 оптической системы 17, интегратор 18, выход которого связан со входом аналого-запоминающего блока 19, выход которого соединен с входом блока 20 управления током, информационный выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 21, информационный выход которого соединен с входом регистратора 22, а запускающий выход с запускающим входом регистратора 22, регулировочное устройство 25, подвижный балансировочный груз 26, коромысло 27, тяговая обмотка 28 электромагнита, подключенная к управляющим выходам блока 20 управления током, сердечник 29 электромагнита, установленный на первом плече коромысла 27, которое жестко закреплено на выходном валу 1 стенда, а на втором плече коромысла 27 установлено зеркало 16 оптической системы и подвижный балансировочный груз 26, механически соединенный с регулировочным устройством 25, ключ 39, блок 32 запуска измерения, узел 30 сцепления, который связывает входной вал датчика 7 угла с входным валом 8 стенда, а его управляющий вход подсоединен к управляющему входу ключа 39, первому входу первого элемента И 37, выход которого через блок 5 реверсирования подключен к выходу блока 10 управления приводом и электродвигателю 9, выходной вал которого через редуктор 38 соединен с входным валом 8 стенда, и выходу блока 24 управления сцеплением, первый вход которого соединен с первым выходом блока 32 запуска измерения, а второй вход связан с установочными входами счетчика 11 импульсов, аналого-запоминающего блока 19, интегратора 18 и выходом первого элемента ИЛИ 31, первый вход которого подсоединен ко второму выходу блока 32 запуска измерения, третий выход которого связан с первым входом блока 10 управления приводом, а второй вход первого элемента ИЛИ 31 подключен к выходу второго элемента И 33, первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ 34, второй вход связан с выходом регистратора 22 и первым входом третьего элемента И 23, выход которого соединен со вторым входом блока 10 управления приводом, а второй вход подключен к выходу дешифратора 12 конца измерения, входу элемента НЕ 34 и первому входу второго элемента ИЛИ 35, второй вход которого подсоединен к тактовому выходу счетчика 11 импульсов, а выход соединен с третьим входом блока 10 управлении приводом и первым входом четвертого элемента И 36, выход которого подключен к запускающему входу аналого-цифрового преобразователя 21, а второй вход подключен к выходу компаратора 13, ко второму входу первого элемента И 37, входу ключа 39, и запускающему входу аналого-запоминающего блока 19, причем входные валы датчика 7 угла и узла 30 сцепления, входной вал 6 стенда и выходной вал 1 стенда расположены на опорах соосно.

В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин тяговая обмотка 28 электромагнита снабжена магнитопроводом. В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин узел 30 сцепления выполнен в виде электромагнитной муфты. В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин сердечник 29 магнита имеет специальную геометрическую форму профиля. В автоматизированном стенде контроля выходных характеристик спиральных пружин электродвигатель 9 снабжен электромагнитной муфтой торможения.

Стенд контроля работает следующим образом. Перед включением процесса контроля пружины балансируют коромысло 27 с помощью груза 26 путем перемещения его регулировочным устройством 25, ориентируясь на срабатывание компаратора 13 по его индикации. Испытуемую пружину 3 закрепляют в зажимах 2 и 4 при отсутствии сцепления между выходным валом 6 датчика 7 угла и входным валом 1 стенда. Далее включают блок 32 запуска измерения, который генерирует последовательность импульсов: первый импульс с выхода 2 через схему ИЛИ 31 поступает соответственно на установочные входы блока 24 управления сцеплением, подтверждая его отключенное состояние, на установочный вход счетчика импульсов, обнуляя его, установочный вход аналого-запоминающего блока 19, обнуляя его, установочный вход интегратора 18, обнуляя его, второй импульс с первого выхода блока 32 запуска измерения через блок 24 управления сцеплением открывает ключ 39 для прохождения сигнала от компаратора 13 к интегратору 18 и включает узел 30 сцепления входного вала 8 стенда с выходным валом 6 датчика угла, третий импульс с третьего выхода блока 32 запуска измерения через блок 10 управления приводом включает электродвигатель 9, который через редуктор 38 начинает вращать входной вал 8 стенда, который связан с зажимом 4 внешнего конца пружины 3. При закручивании исследуемой пружины 3 через зажим 4 внешнего конца пружины 3 создается через пружину 3 вращение выходного вала 1 стенда, которое выводит из равновесия коромысло 27 и луч, создаваемый от источника 15 света через оптическую систему 17, при отражении от зеркала 16 не попадает на фотоприемник 14, а это вызывает срабатывание компаратора 13, на выходе которого возникает напряжение, поступающее через ключ 39 на вход интегратора 18, выходное напряжение которого нарастает и через аналого-запоминающий блок 19 и блок 20 управления током и тяговую обмотку 28 воздействует на сердечник 29 электромагнита, увеличивая силу втягивания, т.е. создается нарастающий противодействующий момент на плечо коромысла 27 моменту закручивания пружины 3 входным валом 5. При вращении входного вала 8 стенда вращается связанный с ним входной вал 6 датчика 7 угла, который вырабатывает импульсы, количество которых будет пропорционально углу закручивания пружины 3. Эти импульсы подаются на счетный вход счетчика импульсов 11, а при достижении их количества, соответствующего заданной в регистраторе точке отсчета характеристики пружины, на его тактовом выходе появляется сигнал отсчета, который через элемент ИЛИ 35 поступает на третий вход блок 10 управления приводом и останавливает электродвигатель 9. В это время ток в тяговой обмотке 28 еще нарастает до полной компенсации момента закручивания пружины, созданного входным валом 8 стенда. При уравновешивании коромысла 27 срабатывает компаратор 13, который включает аналого-запоминающий блок 19, фиксирующий значение момента пружины пропорционального значению тока через тяговую обмотку 28 электромагнита от управляющего выхода блока 20 управления током, а через схему И 36 запускает аналого-цифровой преобразователь 21 точки измерения момента пружины 3 от информационного выхода блока 20 управлении током. При этом первый элемент И 37 закрыт для прохождения сигнала, т.к. нет разрешающего сигнала от блока 24 управления сцеплением. После окончания преобразования в аналого-цифровом преобразователе 21 он вырабатывает сигнал конца измерении, который включает регистратор 22 для сбора и обработки информации значений момента закручивания по заданным точкам значения угла, заложенным в программе регистратора. При окончании процесса фиксации точки измерения регистратор 22 выдает сигнал запуска следующей точки измерения через открытый элемент И 23 на блок 10 управления приводом и включает электродвигатель 9 для перехода к следующей точке контроля, а в это время элемент И 33 закрыт для прохождения того же сигнала. После достижения конечной точки измерения угла закручивания пружины срабатывает дешифратор конца измерения, который через элемент ИЛИ 35 и блок 10 управления приводом останавливает двигатель 9 через третий вход блока 10 управления приводом. При достижении момента срабатывания компаратора 13 запускается аналого-цифровой преобразователь 21 через четвертый элемент И 36 для регистрации значения момента, соответствующего конечному углу закручивания испытуемой пружины. При срабатывании дешифратора 12, кроме того, третий элемент И 23 закрывает прохождение сигнала запуска следующей точки измерения к блоку 10 управления приводом от регистратора 22 и открывает через элемент НЕ 34 второй элемент И 33 для его прохождения этого сигнала и в результате он через первую схему ИЛИ 31 воздействует на установочные входы счетчика 11 импульсов, интегратора 18, обнуляя его, аналого-запоминающего блока 19, обнуляя его, и, соответственно, через блок 20 управления током отключается тяговая обмотка 28 электромагнита. В результате этого испытуемая пружина 3 выводит из равновесия коромысло 27 и срабатывает компаратор 13. При этом обнуляется также и блок 24 управления сцеплением, который отключает узел 30 сцепления, закрывает ключ 39 для прохождения сигнала на интегратор 18 и открывает элемент И 37 для прохождения сигнала от компаратора 13 на блок 5 реверсирования, который включает вращение двигателя в обратном направлении. Процесс реверсирования будет продолжаться до момента срабатывания компаратора 13, который через элемент И 37 и блок 5 реверсирования отключает электродвигатель 9. При реверсировании датчик 7 угла не вращается, поэтому процесс регистрации не функционирует, а работает реверсирование в ожидании срабатывания компаратора 13, который отключен от интегратора 18, т.е. полной раскрутки испытуемой пружины 3.

Все блоки в стенде реализуются на известных аналоговых и цифровых интегральных микросхемах, узел сцепления может быть выполнен в виде электромагнитной муфты сцепления.

Таким образом, заявляемый автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин позволяет увеличить точность измерения устранением погрешности от изменения свойств постоянного магнита поворота рамки во времени за счет старения, за счет предварительной балансировки подвижным грузом на коромысле, т.е. исключить систематическую погрешность измерения, а также точности срабатывания компаратора путем установки зеркала на плечо коромысла, а за счет введения в конструкцию электромагнита расширить диапазон измерения моментов пружины или торсиона, для исследования которого достаточно заменить зажимы на торцевые, а для контроля плоских пружин схема зажима практически не изменяется, уменьшить время исследования пружины, которое определяется для каждой точки измерения только временем преобразования аналого-цифрового преобразователя и регистратора, а не за счет блока задержки из функциональной схемы контроля прототипа. В результате сбора и обработки информации о характеристиках некоторого количества пружин можно по заданной программе обработки информации, заложенной в регистраторе, подобрать пружины с близкими характеристиками с заданной точностью.

1. Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин, содержащий выходной вал стенда, соединенный с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, зажим наружного конца испытуемой пружины, связанный с входным валом стенда, соединенным через редуктор с электродвигателем, который подключен к выходу блока управления приводом, блок реверсирования, дешифратор конца измерения, аналого-цифровой преобразователь, регистратор, аналого-запоминающий блок, блок управления током, счетчик импульсов, вход которого связан с выходом датчика угла, а информационный выход с дешифратором конца измерения, компаратор, вход которого подключен к фотоприемнику, связанному с источником света через зеркало оптической системы, интегратор, выход которого связан со входом аналого-запоминающего блока, выход которого соединен с входом блока управления током, информационный выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с входом регистратора, а запускающий выход с запускающим входом регистратора, отличающийся тем, что в него введены регулировочное устройство, коромысло, подвижный балансировочный груз, тяговая обмотка электромагнита, подключенная к управляющим выходам блока управления током, сердечник электромагнита, установленный на первом плече коромысла, которое жестко закреплено на выходном валу стенда, а на втором плече коромысла установлено зеркало оптической системы и подвижный балансировочный груз, механически соединенный с регулировочным устройством, ключ, выход которого подключен ко входу интегратора, блок запуска измерения, узел сцепления, который связывает входной вал датчика угла с входным валом стенда, а его управляющий вход подсоединен к управляющему входу ключа, первому входу первого элемента И, выход которого через блок реверсирования подключен к выходу блока управления приводом и электродвигателю, и выходу блока управления сцеплением, первый вход которого соединен с первым выходом блока запуска измерения, а второй вход связан с установочными входами счетчика импульсов, аналого-запоминающего блока, интегратора и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого подсоединен ко второму выходу блока запуска измерения, третий выход которого связан с первым входом блока управления приводом, а второй вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ, второй вход связан с выходом регистратора и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом блока управления приводом, а второй вход подключен к выходу дешифратора конца измерения, входу элемента НЕ и первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к тактовому выходу счетчика импульсов, а выход соединен с третьим входом блока управления приводом и первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к запускающему входу аналого-цифрового преобразователя, а второй вход подключен к выходу компаратора, ко второму входу первого элемента И, входу ключа и запускающему входу аналого-запоминающего блока, причем входные валы датчика угла и узла сцепления, входной вал стенда и выходной вал стенда расположены на опорах и соосно.

2. Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин по п.1, отличающийся тем, что тяговая обмотка электромагнита снабжена магнитопроводом.

3. Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин по п.1, отличающийся тем, что узел сцепления выполнен в виде электромагнитной муфты.

4. Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин по п.1, отличающийся тем, что сердечник электромагнита имеет геометрическую форму профиля, обеспечивающую линейность преобразования тока через тяговую обмотку электромагнита в момент, создаваемый пружиной.

5. Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель снабжен электромагнитной муфтой торможения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения тормозного момента от действия вихревых токов и гистерезиса в роторных механизмах на электромагнитных опорах.

Устройство для измерения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности // 2497087

Настоящее изобретение относится к устройствам для измерения крутящего момента, передаваемого валом двигателя, например валом газотурбинного двигателя самолета. Изобретение относится к устройству для измерения крутящего момента, содержащему: вал (12) отбора мощности для передачи крутящего момента вращения вокруг оси (A) вала отбора мощности; первое колесо (18), содержащее угловые метки, причем упомянутое колесо прикреплено к валу отбора мощности; опорный вал (20), содержащий второе колесо с угловыми метками; и датчик (26), расположенный напротив, по меньшей мере, одного из колес с возможностью определения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности, согласно изобретению первое колесо (18) содержит первую и вторую последовательности угловых меток; и второе колесо (22) содержит третью и четвертую последовательности угловых меток, причем метки первой и третьей последовательностей взаимно параллельны, а метки второй и четвертой последовательностей взаимно параллельны и расположены под углом относительно первой осевой плоскости, содержащей ось (A), причем метки первой последовательности расположены под углом относительно меток второй последовательности, посредством чего сигнал, выдаваемый упомянутым датчиком (26), также характеризует температуру вала (12) отбора мощности.

Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента // 2428666

Изобретение относится к измерительной технике. .

Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах // 2380667

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента и осевого усилия валов различных силовых установок, используемых на морских судах, в металлургии и других областях техники.

Магнитоупругий датчик крутящего момента вала // 2357219

Изобретение относится к автомобилестроению и может использоваться в качестве датчика для бесконтактного измерения крутящего момента рулевого вала в системе управления электромеханическим усилителем руля.

Датчик крутящего момента // 2334962

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения крутящего момента вала рулевого колеса, скорости и положения ротора в системе управления электромеханическим усилителем руля.

Устройство для измерения импульсов крутящего момента // 2322653

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения крутящего момента. .

Способ оценивания массы полезного груза, поднимаемого грузоподъемной установкой, приводимой асинхронным двигателем с фазным ротором, и устройство для его реализации // 2306535

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента электродвигателя. .

Способ определения электромагнитного момента трехфазного асинхронного двигателя // 2301975

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электромагнитного момента погружных асинхронных двигателей, применяемых в нефтяной и газовой промышленности.

Устройство для измерения нагрузок на вращающихся деталях // 2297606

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации нагрузок, в частности крутящего момента, изгибающего момента и осевого усилия, на вращающихся деталях, таких как валы, шпиндели или цапфы.

Система управления с обратной связью для управления сгоранием в двигателях // 2529983

Изобретение может быть использовано в системах управления с обратной связью для управления сгоранием в двигателях внутреннего сгорания. Система (10) двигателя внутреннего сгорания содержит многоцилиндровый двигатель (12), нагрузку (14), соединенную с двигателем посредством коленчатого вала (16), магнитный датчик (24) крутящего момента, расположенный между двигателем (12) и нагрузкой (14) и управляющий модуль (26). Магнитный датчик (24) крутящего момента выполнен с возможностью прямого измерения крутящего момента двигателя (12) и формирования выходного сигнала (28) крутящего момента, указывающего крутящий момент двигателя (12). Управляющий модуль (26) соединен для взаимодействия с магнитным датчиком (24) крутящего момента. Управляющий модуль (26) содержит модуль (30) сбора данных, выполненный с возможностью приема сигнала (28) крутящего момента и формирования одного или более выходных сигналов (32, 34, 36, 38), соответствующих одному или более параметрам сгорания, на основе сигнала (28) крутящего момента. Модуль (30) сбора данных содержит фильтр высоких частот для формирования выходного сигнала детонации, выполненный с возможностью приема сигнала крутящего момента и формирования выходного сигнала детонации, соответствующего цилиндру двигателя из множества цилиндров (20) двигателя (12). Управляющий модуль (26) выполнен с возможностью управления одним или более управляющими параметрами двигателя (12) на основе одного или более параметров сгорания для управления сгоранием в каждом цилиндре двигателя (12). Раскрыт вариант выполнения системы. Технический результат заключается в повышении точности управления параметрами двигателя. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для измерения угла закрутки вала, передающего крутящий момент // 2540938

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано на тепловых электростанциях (ТЭС) на энергетическом оборудовании, имеющем открытые участки валопровода, и предназначено для измерения угла закрутки валопровода с возможностью пересчета данного угла в единицы мощности, передаваемые данным валопроводом. Устройство для измерения величины закрутки вала включает индукторы на валу, датчики на статорной части, генерирующие импульсный электрический сигнал при прохождении индуктора под датчиком в процессе вращения вала, и контроллер, фиксирующий время прихода каждого импульса в виде сигналов от датчиков. Индукторы установлены в торцевых сечениях вала и расположены по два диаметрально противоположно в плоскости, проходящей через ось вращения вала. Индукционные датчики расположены в статорной части напротив каждого индуктора. Перед одним из индукторов в торцевом сечении вала установлен дополнительный индуктор для получения метки синхронизации при вращении вала. Величина угла закрутки вала φ определяется по соответствующему соотношению. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения величины закрутки вала. 2 ил.

Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента // 2555189

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента на вращающих валах машин и механизмов. Устройство содержит ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающей обмоткой трансформатора, вращающей пластиной конденсатора емкостной связи и статор с первой неподвижной пластиной конденсатора емкостной связи, усилитель импульсов, входом через конденсатор емкостной связи подключенный к преобразователю напряжения в частоту, неподвижную обмотку трансформатора и электронного блока обработки информации, с модулем измерения крутящего момента, преобразователь напряжения в частоту и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой. Выход усилителя подключен ко входу модуля измерения крутящего момента. Конденсатор емкостной связи выполнен переменной емкости, причем емкость конденсатора связи изменяется в зависимости от угла поворота ротора относительно статора несколько раз за один оборот ротора от минимального до максимального значения, первая неподвижная пластина конденсатора связи через первый детектор подключена ко входу модуля измерения частоты вращения блока обработки информации, конденсатор связи выполнен дифференциальным, вторая неподвижная пластина которого подключена ко входу второго детектора, а электронный блок обработки информации снабжен модулем определения направления вращения, первым входом подключенного к выходу первого детектора, а вторым входом к выходу второго детектора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет возможности измерения направления вращения. 3 ил.

Способ определения крутящего момента и/или угловой скорости вращающегося вала и устройство для выполнения способа // 2558714

Изобретения относятся к измерительной технике и могут быть использованы для измерения крутящего момента и угловой скорости вращающегося вала. Способ содержит этапы генерации первого и второго аналоговых сигналов с помощью датчика, генерирующего сигнал при прохождении перед ним зуба одного или нескольких колес, снабженных зубьями и закрепленных на валу, при этом второй аналоговый сигнал сдвинут во времени относительно первого сигнала и имеет длительность, равную длительности первого аналогового сигнала, преобразования первого и второго сигналов в первый и второй цифровой сигналы. Также он содержит этап корреляции первого и второго цифровых сигналов, и затем вычисляют промежуток времени между двумя прохождениями зубьев посредством интерполяции функции взаимной корреляции с помощью метода наименьших квадратов. Устройство содержит одно или несколько колес, снабженных зубьями, причем каждое колесо жестко соединено с одной точкой вала, датчик, выполненный с возможностью преобразовывать прохождение каждого зуба перед ним в импульсы аналогового сигнала, аналого-цифровой преобразователь, выполненный с возможностью преобразовывать выдаваемый датчиком аналоговый сигнал в цифровой сигнал, вычислительный блок, предназначенный для вычисления функции взаимной корреляции двух цифровых сигналов, выдаваемых аналого-цифровым преобразователем, и вычисления промежутка времени между двумя импульсами аналогового сигнала исходя из функции взаимной корреляции. Технический результат заключается в повышении точности и надежности измерений. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система датчиков для измерения крутящего момента и вал с системой датчиков для измерения крутящего момента // 2563604

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к системе датчиков для измерения крутящего момента и валу, снабженному системой датчиков. Система датчиков содержит датчик крутящего момента, который расположен на каретке с электроприводом, датчик расстояния, который расположен на той же каретке и выполнен с возможностью измерения расстояния до объекта, у которого должен быть определен крутящий момент. При этом блок управления соединен с датчиком расстояния и соединен с кареткой для вывода сигнала управления, и который предназначен для определения сигнала управления на базе сигнала о расстоянии, подаваемого датчиком расстояния. Сигнал управления представляет собой смещение датчика крутящего момента посредством каретки с электроприводом на величину, на которую подводится датчик крутящего момента на заданное расстояние до объекта. Вал имеет, по меньшей мере, один участок, который содержит, по меньшей мере, одну систему датчиков для измерения крутящего момента, раскрытую ранее. Технический результат заключается в повышении точности измерений, обеспечении защиты датчика от повреждений. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Автоматизированный измеритель выходных характеристик спиральных пружин // 2586411

Изобретение относится к области измерительной техники. Отличительной особенностью заявленного автоматизированного измерителя выходных характеристик спиральных пружин является то, что в него введены шаговый двигатель, выходной вал которого соединен с входным валом измерительного блока, который установлен на опоре, модуль управления шаговым двигателем, второй электромагнит с сердечником, расположенным симметрично и перевернуто первому на втором конце коромысла, причем тяговые обмотки второго и первого электромагнитов соединены последовательно, в центре симметрии которого установлено зеркало оптической системы, модуль управления процессом контроля, входная шина которого соединена с выходной шиной регистратора, выход которого подключен к первому входу модуля управления процессом контроля, второй вход связан с выходом компаратора, а первый выход подключен к управляющему входу ключа, второй выход подключен к установочному входу интегратора, третий выход соединен с установочным входом аналого-запоминающего блока, четвертый выход подключен к запускающему входу аналого-цифрового преобразователя. Техническим результатом является повышение эффективности работы. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство регистрации крутящего момента при вращательном и возвратно-вращательном движениях исполнительного органа // 2586962

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для регистрации крутящего момента статически и динамически нагруженных узлов при вращательном и возвратно-вращательном движениях активных и пассивных органов машин и механизмов. Устройство представляет собой подшипниковый узел, в опорах которого установлены разрезные полумуфты, фиксирующие торсионный вал. По величине угла и полярности выходного напряжения судят о величине крутящего момента и направлении вращения исполнительного органа. Величина крутящего момента зависит от технических характеристик привода вращательного действия, либо приводимой в движение исполнительного органа машины или механизма. Технический результат заключается в повышении производительности, уменьшении погрешности измерений и расширении функциональных возможностей. 4 ил.

Магнитоупругий датчик крутящего момента // 2591587

Предложен магнитоупругий датчик (1) крутящего момента. Отличительной особенностью изобретения является то, что торцевые плоскости 17 приемных катушек той пары приемных катушек, соединительная линия которых проходит параллельно оси R вращения вала 3, должны лежать в той же плоскости, что и торцевая плоскость 15 передающей катушки. Торцевые плоскости 17 приемных катушек той пары приемных катушек, соединительная линия которых проходит перпендикулярно оси R вращения вала 3, должны, напротив, выступать над торцевой плоскостью 15 передающей катушки и тем самым также над торцевыми плоскостями 17 приемных катушек другой пары приемных катушек, чтобы добиться того, чтобы все торцевые плоскости катушек имели одинаковое расстояние от вала 3. Технический результат - оптимизация геометрии и соответственно возможность предпочтительного позиционирования и ориентирования магнитоупругого датчика крутящего момента для осуществления более точного измерения. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ калибровки измерителя крутящего момента // 2596178

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам измерения крутящего момента, передаваемого валом двигателя, а именно к средствам и методам калибровки измерителя крутящего момента. В ходе реализации способа калибровки помещают измеритель крутящего момента в первое состояние, выполняют первую серию измерений, посредством чего определяются первое и второе угловые смещения, и измеряют крутящий момент, выдаваемый приводным валом, с использованием эталонного измерителя крутящего момента, помещают измеритель крутящего момента во второе состояние, выполняют вторую серию измерений, посредством чего определяют первое и второе угловые смещения, и измеряют крутящий момент, выдаваемый приводным валом. Затем помещают измеритель крутящего момента в третье состояние, выполняют третью серию измерений, посредством чего определяют первое и второе угловые смещения, и измеряют крутящий момент, выдаваемый приводным валом, помещают измеритель крутящего момента в четвертое состояние и выполняют четвертую серию измерений, посредством чего определяют первое и второе угловые смещения, и измеряют крутящий момент, выдаваемый приводным валом, калибруют блок вычислений на основании первой, второй, третьей и четвертой серий измерений. Калиброванный измеритель содержит приводной вал, предназначенный для передачи момента вращения вокруг оси, причем упомянутый приводной вал обеспечен первым колесом, имеющим первый и второй наборы контрольных меток (D1, D2) угловых координат, эталонный вал, имеющий первый конец, присоединенный к одному концу приводного вала, и второй конец, обеспеченный вторым колесом, имеющим третий и четвертый наборы контрольных меток угловых координат, при этом контрольные метки угловых координат первого и третьего наборов параллельны друг другу, в то время как контрольные метки угловых координат второго и четвертого наборов параллельны друг другу, будучи при этом наклоненными относительно контрольных меток первого и третьего наборов, измерительное устройство для измерения первого углового смещения между двумя контрольными метками, соответственно принадлежащими первому и третьему наборам контрольных меток угловых координат, и второго углового смещения между двумя контрольными метками, соответственно принадлежащими второму и четвертому наборам контрольных меток угловых координат, блок вычислений для определения значения крутящего момента, выдаваемого приводным валом, на основании первого и второго угловых смещений, измеренных измерительным устройством, причем упомянутый измеритель крутящего момента отличается тем, что блок вычислений содержит память для хранения калибровочных данных, полученных путем реализации способа калибровки, и тем, что значение крутящего момента, определенного блоком вычислений, является функцией первого и второго угловых смещений и калибровочных данных. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Автоматизированный измеритель выходных характеристик спиральных пружин // 2608330

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества этапов технологического процесса изготовления пружин. Автоматизированный измеритель выходных характеристик спиральных пружин отличается тем, что в него введен шаговый двигатель 20, выходной вал 21 которого соединен с входным валом 5 измерительного блока, который установлен на опоре 25, модуль 19 управления шаговым двигателем 20, модуль 18 управления процессом контроля, входная шина которого соединена с выходной шиной регистратора 9, выход которого подключен к первому входу модуля 18 управления процессом контроля, второй вход связан с выходом компаратора 12, а первый выход подключен к управляющему входу ключа 16, второй выход подключен к установочному входу интегратора 17, третий выход соединен с установочным входом аналого-запоминающего блока 10, четвертый выход подключен к запускающему входу аналого-цифрового преобразователя 8, а выходная шина связана с входной шиной модуля 19 управления шаговым двигателем, выходная шина которого соединена с входной шиной шагового двигателя 20. Технический результат заключается в повышении эффективности работы, упрощении схемы задания пошагового угла закручивания пружины в процессе контроля и упрощении схемы управления процессом контроля и обработки результатов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.