Устройство для управления вращением шпинделя балансировочного станка

 

и 932327

Союз Советски к

Социапистичвскии

Рвс ублик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополнительное к ввт. синд-ву (22) Заявлено 21.10.80 (21 ) 2997027/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 80.05.82. Бюллетень йе 20

Дата опубликования описания 30.05.82 (51) м. Кл.

Э 01 М 1/22

5Ьеудвратеевеый квинтет

СССР вв делам кэебретений и открытий (53) "Д 620.1..05:531.24 (088. 8) (72) Авторы изобретения

d ° И-КЪ

1 (с

1

l (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЕМ

ШПИНДЕЛЯ БАЛА НСИРОВОЧНОГО CTA НКА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в балансировочных станках для управления частотой Вращения гибких роторов.

Известно устройство для управления вращением шпинделя балансировочного станка, содержащее канал выделения сигнала дисбаланса, задающий генератор часТDTbI вращения, схему сравнения заданной и фактической частоты вращения, один иэ входов которой соединен с задающим генератором, а второй - с каналом вьтделения сигнала - дисбаланса и привод, соединенный с выходом схемы сравнения (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность поддержания частоты

15 вращения ротора и, как следствие, фазочастотные погрешности при измерении дисбалансов.

Наиболее близким к предлагаемому

20 является устройство для управления вращением шпинделя балансировочного станка, содержашее цепь фаэовой автоподстройки час7оты, выполненную в виде датчика дисбаланса, связанного с ним резонансного фильтра, усилителя и фаэометра, входы которого соединены со входом и выходом резонансного фильтра, а выход — с входом усилителя, силовой преобразователь, связанный с ним привод, блок частотной автоподстройки частоты, соединенный с приводом, пограммный блок и схему сравнения, входы которой соединены соответственно с выходами программного блока, усилителя и блока частотной автоподстройки частоты, а выходысо входами программного блока и силового преобразователя j2).

Недостатком данного устройства является низкая точность регулирования частоты вращения при разгоне ротора, что затрудняет проведение вибрационных испытаний роторной системы (роторопоры). Это объясняется тем, что аналоговая цепь частотной автоподстройки не в состоянии обеспечить нестабильность частоты вращения ротора менее 0,40,5%, что недостаточно для спектрального

3 93232 анализа близколежащих компонентов виброхарактеристики ротора. Кроме того, отсутствие цифрового ввода задания скорости делает невозможным прямое управление процессом балансировки с помощью электронной вйтчислительной машины (ЭВМ), что существенно сужает технические возможности балансировочного станка, в части повышения точности балансировки и возможности ее автомати- 10 эации.

Цель изобретения — повышение точности балансировки и обеспечение возможности управления ее процессом с помощью ЭВМ. 15

Указанная цель достигаешься тем, что устройство снабжено блоком цифровой коррекции, выполненным в вице последовательно соединенных частотного тахогенератора, формирователя импульсов, цифрового корректора и преобразователя коднапряжение, выход которого связан с третьим входом схемы сравнения, и измерителя частоты вращения, вход которого, соединен с входом цифрового корректора, программный блок выполнен в виде последовательно соединенных генератора тактовой частоты, синтезатора частоты и преобразователя частота-напряжение, выход которого связан с четвертым вхоQoM схемы сравнения, и зацатчика скорости, подключенного к второму входу синтезатора частоты, выход последнего соединен с вторым вхоцом цифрового корректора, выход генератора тактовой час3S тоты - с вторым входом измерителя час тоты вращения, а частотный тахогенератор механически связан с приводом.

На чертеже приведена блок-схема уст40 .ройс тва.

Устройство содержит цепь 1 фаэовой автоподстройки частоты, выполненную в виде цатчика 2 дисбаланса, связанного с ним резонансного фильтра 3, усилителя 4 и фазометра 5, входы которого сое43 динены со входом и выходом резонансного фильтра 3, а выход - co входом усилителя 4, силовой преобразователь 6, связанный с ним привод 7, блок 8 частотной автоподстройки частоты, соединенный с приводом, программный блок 9, выполненный в виде последовательно соециненных генератора 10 тактовой частоты, синтезатора 1 1 частоты и,преобразователя

12 частота-напряжение, и задатчика 13 И скорости, подключенного ко второму входу синтезатора 11 частоты, блок 14 цифровой коррекции, выполненный в виде последовательно соединенных частотного тахогенератора 15, формирователя 16 импульсов, цифрового корректора 17 и преобразователя 1 8 код-напряжение, и измерителя 19 частоты вращения, вход которого связан с входом цифрового корректора 17, и схему 20 сравнения, входы которой соответственно подключены к выходам усилителя 4, блока 8 частотной автоподстройки частоты, преобразователей 18 и 12 код-напряжение и частотанапряжение, а выхоцы - Ko входу силового преобразователя 6, выход синтезатора

11 частоты, соединен со вторым входом цифрового корректора 17, выход генерагора 10 тактовой частоты — co вторым входом измерителя 19 частоты вращения, а частотный тахогенератор 15 механически связан с приводом 7, предназначенным для вращения ротора 21.

Устройство работает следующим образом, Синтезатор 11 частоты преобразует установленное на задатчике 13 скорости требуемое цля балансировки число оборотов ротора 21 в частоту следования импульсов, используя высокостабильный сигнал генератора 10 тактовой частоты.

Выходное задающее воздействие программного блока 9 в виде периодической послецовательности импульсов преобразуется пре образова теле м 1 2 часто а-напряжение в, непрерывный сигнал и,сравнивается в схеме 20 сравнения с сигналом с выхоца блока 8 частотной автоподстройки частоты, пропорциональным частоте вращения привода 7.

Сигнал рассогласования с выхода схемы 20 сравнения отрабатывается силовым преобразователем; 6, воздействуя на привод 7 и через него на балансируемый ротор 21, осуществляя его разгон до заданной части балансировки, на которую предварительно настроен резонансный фильтр 3 в цепи 1 фазовой автоподстройки частоты.

Получение более высокой точности регулирования достигают дополнительным корректирующим сигналом в виде периодической последовательности импульсов с частотой, пропорциональной угловой скорости привода 7, который получают с помощью частотного тахогенератора. 15, например, генерирующего 300 импульсов эа 1 оборот ротора, и формирователя 1 6 импульсов. После сравнения в цифровом корректоре 17 с высокостабильным сигналом генератора 1 0 тактовой частоты

5 932 сигнал ошибки преобразуется в напряжение и поступает на один из входов схемы

20 сравнения, осуществляя дополнительную коррекцию частоты вращения ротора

21. Для измерения и индикации на цифро- g вом табло частоты вращения ротора 21 при,.меняется измеритель 19 частоты вращения, на один вход которого поступает сигнал с выхода формирователя 16 импульсов, нь другой - сигнал с генератора 10 тактовой час-1О тоты. Время измерения выбирается таким образом, чтобы на цифровом табло индицировался результат, соответствукнций частоте вращения привода 7 в об/мин.

При достижении ротором 21 заданной частоты балансировки на выходе фазометра 5 появляется напряжение, которое после усиления в усилителе 4 замыкает цепь 1 фазовой автоподстройки частоты.

В случае изменения по каким-либо 2п причинам резонансной частоты фильтра

3 сигнал на его выходе. получает фазовый сдвиг, отражающийся на величине выходного напряжения фазометра 5, которое зависит от сдвига по фазе между сигна- 25 лами, подаваемыми на его входы. Усиленное усилителем 4 выходное напряже» ние поступает на один из входов схемы

20 сравнения и далее отрабатывается силовым преобразователем 6, корректи- 30 руя частоту вращения ротора 21 таким образом, чтобы она точно соответствовала резонансной частоте фильтра 3.

Предлагаемое устройство в сравнении с известными, за счет введения блока цифровой коррекции, обеспечивает более точное регулирование частоты вращения ротора в процессе разгона, что позволяет значительно расширить возможности спектрального анализа амплитудно-час щ тотных характеристик ротора. Кроме того цифровой ввод задания позволяет осу) ществить прямое управления балансиро вочным станком от ЭВМ, в частности, по заданной программе производить разгон ротора с переменным ускорением.

Формула изобретения

Устройство для управления вращением . шпинделя балансировочного станка, со

327 6 держащее цепь фазовой автоподстройки частоты, выполненную в виде датчика дис баланса, связанного с ним резонансного фильтра, усилителя и фазометра, входы которого соединены с входом и выходом резонансного фильтра, а выход — с входом усилителя, силовой преобразователь, связанный с ним привод, блок частотной автоподстройки частоты, соединенный с приводом, программный блок и схему сравнения, входы которой соединены соответственно с выходами усилителя и блока частотной автоподстройки частоты, а выход - с входом силового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности балансировки и обеспечения возможности управ« ления ее процессом с помощью ЭВМ, оно снабжено блоком цифровой коррекции, выполненным в виде последовательно соединенных частотного тахогенератора, L формирователя импульсов, цифрового корректора и преобразователя код-напряжение, выход которого связан с третьим входом схемы сравнения, и измерителя частоты вращения, вход которого соединен с входом цифрового корректора, программный блок выполнен в виде последовательно соединенных генератора тактовой частоты, синтезатора частоты и преобразователя частота-напряжение, выход которого связан с четвертым входом схемы сравнения, и задатчика скорости, подключенного к второму входу синтезатора частоты, выход последнего соединен с вторым входом цифрового корректора, выход генератора тактовой частоты — с вторым входом измерителя частоты вращения, а частотный тахогенератор механически свя» зан с приводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 366369, кл. G 01 М 1/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке l4 2832304/25-28, кл. б 01 М 1/22, 1 979 (прототип) .

932321 аэкт фаид оиаЬи аиеерл у емфшяЬиел//

Составитель П. Баранов

Редактор Ю. Середа Техред Т. Иаточка Корректор Е. Рошко

Закан 3765/61 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений я открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, "l