Устройство для автоматической балансировки вращающихся деталей

 

ислентно1 б,; ">;! g c т .-." - п 548777

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.10.74 (21) 2066525/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 04.04.77 (51) M. Кл.з G 01М 1/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений

0TKPhlTHH (53) УДК 620.1.05:531. .24 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е, А. Бондаренко, А. А. Гусаров и Л. Н. Шаталов (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский институт машиноведения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ

ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для балансировки вращающихся деталей.

Известно устройство для автоматической балансировки вращающихся деталей, содержащее датчик вибрации, последовательно подключенные к датчику усилитель, систему управления, генератор импульсов и исполнительный орган.

Недостатками известного устройства являются невысокая производительность и недостаточная точность балансировки, которая снижается вследствие влияния на сигнал датчика вибрации вынужденных колебаний детали, вызываемых ударом наносимой на деталь порции балансирую:цего вещества, а также вследствие того, что момент подачи управляющего сигнала зависит от величины дисбаланса.

Целью изобретения является повышение производительности и точности балансировки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя коммутирующими элементами, выполненными в виде тиристоров, один из которых включен в зарядную, другой — в разрядную цепи генератора импульсов, а система управления содержит пороговый блок, представляющий собой, например, триггер Шмитта, вход которого подключен .к усилителю, а выход — к управляющему электроду тиристора, включенного в разрядную цепь генератора импульсов, и блок задержки, вход которого подключен к пороговому блоку, а выход — к управляющему элек5 троду тиристора, включенного в зарядную цепь генер а тор а импульсов.

Кроме того, система управления снабжена счетчиком импульсов, вход которого подключен .к выходу порогового блока, а выход сое10 динен с управляющими электродами тиристоров зарядной и разрядной цепей генератора импульсов. Система управления снабжена цепью, включенной параллельно пороговому блоку и состоящей из двух последовательно

15 соединенных триггеров Шмитта, между которыми включено интегрирующее звено, и блоком сравнения сигналов, подключенным к выходам порогового блока и указанной цепи.

Система управления снабжена счетчиком импульсов, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход соединен с управляющими электродами тиристоров зарядной и разрядной цепей генератора импульсов.

На фиг. 1 изображена блох-схема устройства; на фиг. 2 — графики напряжений при различных величинах сигнала датчика вибраций.

Устройство содержит датчик 1 вибрации, усилитель 2, систему 3 управления. Выход с зО усилителя 2 подключен к двум параллельным

548777 цепям, одна из которых содержит пороговый блок, представляющий собой, например, триггер Шмитта 4, а другая цепь состоит из последовательно соединенных триггеров Шмитта 5 и 6, между которыми включсно интегрирующее звено, состоящее из последовательно включенного между триггерами 5 и 6 сопротивления 7 и параллельно подключенной к нему емкости 8.

Выходы триггеров 4 и 6 подключены к входам блока 9 сравнения, выполненного в виде триггера Шмитта. К выходу блока 9 сравнения подключен вход счетчика 10 импульсов, содержащего также триггер Шмитта.

Выход счетчика 10 импульсов через две параллельные цепи, одна из которых содержит усилитель 11, а другая состоит из последовательно соединенных блока 12 задержки, выполненного в виде одновибратора, и усилителя 13, соединен с управляющими электродами тиристоров 14 и 15 генератора 16 импульсов.

Зарядная цепь генератора 16 импульсов содержит трансформатор 17, к первичной обмотке которого подводится питающее напряжение, а вторичная обмотка подключена к входу выпрямителя 18. К выходу выпрямителя 18 последовательно подключены индуктивность 19, тиристор 14 и емкостной накопитель 20 энергии (емкость). К управляющему электроду тиристора 14 подключен через усилитель 13 блок 12 задержки.

Параллельно зарядной цепи генератора 16 импульсов подключена его разрядная цепь, в которую входят соединенные последовательно емкость 20, тири тор 15, формирующее сопротивление 21 и потребитель 22 импульсов тока исполнительного органа 23. К управляющему электроду тиристора 15 через усилитель 11 подключен выход счетчика 10 импульсов.

В данном случае в качестве потребителя 22 импульсов тока на чертеже показаны электроды исполнительного органа, в разрядном промежутке 24 которого образуется энергия для выброса через сопло 25 с помощью электрогидравлического удара порций балансирующего вещества 26 на балансируемую вращающуюся деталь 27.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на трансформатор

17 при открытом тиристоре 14 и закрытом тиристоре 15 через выпрямитель 18 и индуктивность 19 происходит зарядка емкости 20. Когда последняя заряжена до напряжения выпрямителя 18, ток в цепи заряда должен был бы уменьшиться, однако благодаря наличию в цепи индуктивности 19 ток в цепи не убывает, пока емкость 20 не зарядится до напряжения, равного почти удвоенному напряжению выпрямителя 18. После этого ток в цепи заряда уменьшается, тиристор 14 закрывается и генератор 16 импульсов таким образом подготовлен к работе.

При вращении балансируемой детали 27 датчик 1 вибрации выдает сигналы синусоидальной формы, амплитудное значение которых б

2 зо

З5

65 зависит от параметров гнбрации детали 27.

Положение максимумов и минимумов сигнала датчика 1 соответств ет положению «тяжело 1» и «легкой» точек поверхности детали 27.

Через усилитель 2 сигнал датчика 1 поступает па пороговый блок, представляющий собой триггер Шмитта 4, в котором сигнал U,. датчика сравнивается с некоторым напряжением

U;!, соответствующим допустимому дисбалансу. Если дисбаланс детали 27 превышает допустимую величину, то на триггер 4 с датчика

1 поступает сигнал, превышающий порог срабатывания (U,(U;!), и он открывается выдавая сигнал (U;!) „,,- прямоугольной формы.

При уменьшении напряжения Ux до U, триггер 4 закроется. Однако, как видно из графика на фиг. 2, при различных величинах амплитуд сигнала (U,.ФУ,) с датчика 1 время срабатывания ti триггера 4 будет иметь некоторый разброс (ti), так что ширина выходного импульса триггера 5 почти совпадает с шириной положительной полуволны синусоиды, поступающей через усилитель

2 с датчика 1. Вследствие этого время срабатывания 4 триггера 5 практически не зависит от величины амплитуды сигнала U„- (4=1а ).

Сигнал (U,, ) „,,, прямоугольной формы с триггера 5 поступает в интегрирующее звено, состоящее из сопротивления 7 и емкости 8, выходное напряжение на которой нарастает по лин йному закону. Напряжение U,, срабатывания триггера 6 выбрано так, что триггер

6 открывается в момент 4 максимального значения сигнала датчика 1 независимо от абсолютной величины этого сигнала. Сигналы (US!) „,„- и (Us3) „,; с триггеров 4 и 6 поступают в блок 9 сравнения, который открывается только при наличии сигналов на выходах обоих триггеров 4 и 6, обеспечивая выдачу сигнала (Ucp)n >w- при одинаковом положении фазы вибраций балансируемой детали 27, соотьетствующем моменту (/о- — о) прохождения «легкой» точки поверхности детали 27 персд соплом 25 исполнительного органа 23.

Для устранения влияния на точность балансировки вынужденных колебаний, вызванных воздействием наносимой на балансируемую деталь порции балансирующего вещества, выброс балансирующего вещества из исполнительного органа 23 может производиться благодаря наличию счетчика 10 импульсов через несколько оборотов балансируемой детали 27. С выхода счет цика 10 импульсов сигнал подается на усилитель 11 и далее на управляющий тиристор 15, который открывается, пропуская заряд с емкости 20 через фор548777 мирующсе сопротивление 21 на электроды 22, B разрядном промежутке 24 которых происходит электрический разряд, приводящий к электрогидравлическому удару, под действием которого происходит выброс порции жидкого затвердевающего на воздухе вещества 26 через сопло 25 на балансируемую деталь 27 в момент прохождения «легкой» части ее поверхности перед соплом 25. Выброшенная порция прилипает к «легкой» точке детали 27 и уменьшает ее дисбаланс. По окончании разряда емкости 20 тиристор 15 закрывается. Одновременно с подачей импульса, открывающего тиристор 15 через усилитель 13 и блок 12 задержки подается импульс на управляющий электрод тиристора 14. При этом блок 12 задержки обеспечивает Открытие тиристора 14 и начало зарядки емкости 20 только по окончании процессов в разрядной цепи гснератора

1б импульсов. Процссс выброса порций балансирующего ве1цества циклически повторяется до тех пор, пока дисбаланс не станет равным или меньше допустимого. При этом сигнал, поступающий с датчика 1 через усилитель 2 на триггер 4 станет меньше напряжения срабатывания последнего, в результате чего триггер 4 останется закрытым, подача открывающего сигнала на тиристор 15 прекратится и процесс балансировки закончится.

*Таким образом, устройство для автоматической балансировки позволяет повысить точность и производительность балансировки, а применение его совместно с исполнительным органом, в котором для выброса порций балансирующего вещества используются импульсы тока, обеспечивает высокую надежность всей системы автоматической балансировки.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической балансировки вращающихся деталей, содержащее датчик вибрации, последовательно подключен:Llc к датчику усилитель, систему управления, генератор импульсов п исполнительный орган, отличающееся тем, что, с цслыо повьпнеш1я производительности и точности балансировки, оно снабжено двумя коммутирующими элементами, выполненными в виде тирпсторов, один из которых включен в зарядную, другой — в разрядную цепи генератора импульсов, а система управления содержит пороговый блок, представляющий собой, например, триггер Шмитта, вход которого подключен к усилителю, а выход — к управляющему электроду тпрпстора, включенного в разрядную цепь генератора импульсов, и блок задержки, вход которого подключен к пороговому блоку, а Выход — к управляющему электроду TIIpIIcTop3, включенного в зарядную цепь генератора импульсов.

2. Устройство по п. 1, отл и чаю щееся тем, что система управления снабжена счетчиком импульсов, вход которого подключен к выходу порогового блока, а выход соединен с управляющими электродами тиристоров зарядной и разрядной цепей генератора импульсов.

3. Устройство по п, 1, отл ича ю щсеся тем, что cllcTc.;1;1 мправления снабжена цепью, включенной параллельно пороговому блоку и состоящей из двух последовательно соединенных триггеров Шмитта, между которыми включено интегриру1ощес звено, и блоком сравнения сигналов, подключенным к выхоЗб дам порогового блока и указанной цепи.

4. Устройство по пп. 1 и 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что система управления снабжена счетчи1.0м имп1 льсов, Вход которого под ключен к выходу блока сравнения, а выход

40 coPQII H c II c t Il p 3 B:I tt toIIIII t II эл е1 тр Ода ми Tlap Hсторов зарядной и разрядной испей re»epaToра импульсов.

548777 юг)@» (4я)йя (Р)йя

Редактор Н, Суханова

Корректор В. Яковлева

Заказ 534/7 Изд, M 243 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

l i

Ъ ï 1)йи

6 о

Рог. Г

Составитель H. Моисеева

Техред А. Камышникова