RU2036449C1 - Bed for dynamic balancing of wheels - Google Patents

Bed for dynamic balancing of wheels Download PDF

Info

Publication number
RU2036449C1
RU2036449C1 SU5009493A RU2036449C1 RU 2036449 C1 RU2036449 C1 RU 2036449C1 SU 5009493 A SU5009493 A SU 5009493A RU 2036449 C1 RU2036449 C1 RU 2036449C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
counting
inputs
trigger
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Альшаев
К.А. Андрианов
В.С. Беляев
А.С. Быков
В.П. Графов
Г.И. Груздев
Е.А. Ивановский
Д.В. Конин
Л.К. Кротов
В.И. Пономарев
А.В. Семчишин
Н.П. Чеканников
Original Assignee
Альшаев Анатолий Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Альшаев Анатолий Владимирович filed Critical Альшаев Анатолий Владимирович
Priority to SU5009493 priority Critical patent/RU2036449C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2036449C1 publication Critical patent/RU2036449C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Balance (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation. SUBSTANCE: bed for dynamic balancing of wheels has base, bushing, spindle with balancing wheel coupled to bushing, two restoring elements. Each restoring element is produced in the form of torsion bar located in vertical plane perpendicular to axis of spindle. Intermediate element is fabricated in the form of two-side fork one end of which is coupled to base and the other one - to bushing via torsion bar. Deformation transducers of restoring elements are manufactured in the form of sensors of angular movement and are positioned at attachment points of torsion bars. Measurement circuit includes circuit of unbalance expansion along balancing plane, unit determining point of unbalance, clock pulse generator and two conversion channels. Circuit of unbalance expansion is connected with inputs to sensors of angular movements and with outputs to conversion channels and unit determining point of unbalance. Clock pulse generator is linked to velocity registration unit and information display. Pulse pickup is coupled to unit determining point of unbalance. EFFECT: enhanced operational efficiency. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в низкоскоростных стендах для балансировки автомобильных колес с ручным приводом. The invention relates to balancing equipment and can be used in low-speed stands for balancing automobile wheels with a manual drive.

Известны стенды для динамической балансировки колес автомобилей с электромеханическим приводом, обеспечивающим стабильную скорость вращения балансируемого колеса при измерении величины дисбаланса по двум плоскостям балансировки [1] [2]
Эти стенды содержат вращающийся в подшипниках шпиндель, на котором крепится балансируемое колесо. Подшипники разнесены по длине шпинделя и связаны с основанием стенда через упругие элементы, ограничивающие линейные перемещения шпинделя в местах установки подшипников в направлении, перпендикулярном оси шпинделя. На упругих элементах установлены датчики линейных перемещений, преобразующие эти перемещения в электрический сигнал. Стенды содержат также импульсный датчик, обеспечивающий определение угла поворота шпинделя. Стенды снабжены электронными блоками измерения величины дисбаланса и определения положения дисбаланса по двум выбранным плоскостям балансировки. В стендах используется привод шпинделя от электрического двигателя. Величина дисбаланса по каждой плоскости балансировки определяется в электронном блоке измерения величины дисбаланса выделением среднего значения сигнала после его детектирования. Замеренная величина дисбаланса выводится на индикатор.
Known stands for dynamic balancing of the wheels of cars with an electromechanical drive, providing a stable speed of rotation of the balanced wheel when measuring the imbalance on two planes of balancing [1] [2]
These stands contain a spindle rotating in bearings, on which a balanced wheel is mounted. The bearings are spaced along the length of the spindle and are connected to the base of the stand through elastic elements that limit the linear movement of the spindle at the locations of the bearings in the direction perpendicular to the axis of the spindle. Linear displacement sensors are installed on the elastic elements, converting these displacements into an electrical signal. The stands also contain a pulsed sensor, which determines the angle of rotation of the spindle. The stands are equipped with electronic units for measuring the imbalance and determining the position of the imbalance on two selected balancing planes. The stands use a spindle drive from an electric motor. The imbalance value for each balancing plane is determined in the electronic unit for measuring the imbalance value by highlighting the average value of the signal after its detection. The measured imbalance value is displayed on the indicator.

В таких стендах с электрическим приводом устанавливается достаточно высокая и постоянная скорость вращения шпинделя, что обеспечивает необходимое соотношение сигнал-шум и не требует дополнительных функциональных преобразований сигнала, связанных с величиной скорости вращения. In such stands with an electric drive, a sufficiently high and constant spindle speed is established, which provides the necessary signal-to-noise ratio and does not require additional functional signal transformations associated with the value of the rotation speed.

Однако наличие электромеханического привода помимо усложнения устройства влечет за собой повышенную трудоемкость и продолжительность процесса балансировки, а также низкий уровень безопасности работы на стенде. However, the presence of an electromechanical drive, in addition to complicating the device, entails an increased complexity and duration of the balancing process, as well as a low level of safety at the stand.

Известен также балансировочный стенд с ручны приводом, в котором указанные недостатки отсутствуют [3] Этот стенд отличается отсутствием электромеханического привода, плоскими упругими элементами линейного перемещения опор шпинделя и характеризуется малыми рабочими скоростями вращения шпинделя, а также неопределенностью и нестабильностью этой скорости в процессе измерения. A balancing stand with a manual drive is also known, in which these drawbacks are absent [3] This stand is distinguished by the absence of an electromechanical drive, flat elastic elements of linear movement of the spindle bearings and is characterized by low operating spindle rotation speeds, as well as the uncertainty and instability of this speed during measurement.

Такой стенд имеет ограниченную точность, связанную с малой величиной полезного сигнала относительно уровня шумов, а также с погрешностью, вызванной отклонением фактической скорости вращения колеса от ее номинального значения при каждом измерении и искажением гармонического закона изменения измеряемого сигнала при вращении колеса по инерции. Such a bench has limited accuracy associated with the small value of the useful signal relative to the noise level, as well as with the error caused by the deviation of the actual wheel speed from its nominal value during each measurement and the distortion of the harmonic law of change of the measured signal when the wheel rotates by inertia.

Технический результат изобретения повышение точности балансировки путем повышения соотношения сигнал-шум при измерении дисбаланса на малых скоростях вращения колеса и исключение влияния на точность измерения нелинейных искажений гармонического сигнала. The technical result of the invention improves the accuracy of balancing by increasing the signal-to-noise ratio when measuring imbalance at low wheel speeds and eliminating the influence on the measurement accuracy of non-linear distortions of a harmonic signal.

Сущность изобретения заключается в том, что в стенд для динамической балансировки колес, содержащий основание, шпиндель с балансируемым колесом, втулку, закрепленную на основании через два упругих элемента, два датчика деформации упругих элементов, импульсный датчик поворота шпинделя и соединенный с ним блок регистрации скорости вращения шпинделя, блок отображения информации, соединенный с блоком регистрации скорости, измерительную схему, соединенную с датчиками деформации, импульсным датчиком и блоком отображения информации, введено промежуточное звено в виде двухсторонней вилки, упругие элементы выполнены в виде торсионов, а датчики деформации в виде датчиков угловых перемещений, причем промежуточное звено на одной стороне одним торсионом через зубцы вилки связано с основанием, а на другой стороне другим торсионом с втулкой, торсионы расположены в вертикальной плоскости и перпендикулярны оси шпинделя, шпиндель установлен во втулке, а датчики угла в местах закрепления торсионов, измерительная схема включает схему разложения дисбаланса по плоскостям балансировки, блок определения места дисбаланса, генератор тактовых импульсов и два канала преобразования, причем схема разложения связана с датчиками угловых перемещений, а выходами с каналами преобразования и блоком определения места, генератор тактовых импульсов связан с блоком регистрации скорости и блоком отображения информации, а импульсный датчик связан с блоком определения места. The essence of the invention lies in the fact that in the stand for dynamic balancing of the wheels, containing a base, a spindle with a balanced wheel, a sleeve fixed to the base through two elastic elements, two deformation sensors of elastic elements, a pulse sensor of rotation of the spindle and the connected unit for recording rotation speed a spindle, an information display unit connected to a speed recording unit, a measuring circuit connected to deformation sensors, a pulse sensor and an information display unit, is introduced the intermediate link is in the form of a two-sided fork, the elastic elements are made in the form of torsion bars, and the strain gauges are in the form of angular displacement sensors, the intermediate link on one side through the tines of the fork connected to the base and on the other side by the other torsion with a sleeve, the torsion bars are located in vertical plane and perpendicular to the axis of the spindle, the spindle is installed in the sleeve, and the angle sensors in the places of fastening the torsion bars, the measuring circuit includes a scheme for decomposing the imbalance on the balancing planes , an imbalance location determining unit, a clock pulse generator and two conversion channels, wherein the decomposition circuit is connected with angular displacement sensors, and outputs with conversion channels and a location determining unit, a clock pulse generator is connected to a speed recording unit and an information display unit, and a pulse sensor is connected with a block for determining the place.

Кроме того, каждый канал преобразования содержит два компаратора, два интегратора, три счетных триггера, регистр сдвига с объемом разрядов, равным числу импульсов на один оборот импульсного датчика поворота шпинделя, схему ИЛИ, четыре электронных ключа, источник эталонного напряжения, разделительную емкость, причем в каждом канале преобразования аналоговый вход первого электронного ключа соединен с прямым выходом соответствующего канала схемы разложения дисбаланса и через разделительную емкость с прямым входом первого компаратора, аналоговый вход второго электронного ключа с инверсным выходом соответствующего канала схемы разложения, выходы первого и второго электронных ключей соединены между собой и с аналоговым входом первого интегратора, выход первого интегратора через третий электронный ключ присоединен к прямому входу второгоо интегратора, выход которогоо соединен с прямым входом второго компаратора, инверсный счетный вход первого счетного триггера соединен с выходом блока регистрации скорости вращения шпинделя, прямой счетный вход регистра сдвига с выходом датчика импульсов, выходы первого компаратора и первого счетного триггера присоединены соответственно к счетному и разрешающему входам второго счетного триггера, прямой выход которого соединен с входом разрешения сдвига регистра, а его инверсный выход с входом записи регистра сдвига, вход первого разряда данных регистра сдвига присоединен к уровню логической единицы, выходы разрядов, составляющих четверть и три четверти от объема разрядов регистра сдвига, соединены соответственно с цифровыми входами первого и второго электронных ключей и с двумя входами схемы ИЛИ, выход схемы ИЛИ соединен с цифровым входом третьего ключа и с инверсным входом установки нуля первого интегратора, выход старшего разряда регистра сдвига присоединен к входу установки нуля первого счетного триггера и к прямому счетному входу третьего счетного триггера, выход которого соединен с цифровым входом четвертого электронного ключа, источник эталонного напряжения присоединен к инверсному входу второго интегратора через четвертый электронный ключ, инверсный вход установки нуля третьего счетного триггера соединен с выходом второго компаратора, а инверсные входы обоих компараторов присоединены к общей точке с нулевым потенциалом. In addition, each conversion channel contains two comparators, two integrators, three counting triggers, a shift register with a discharge volume equal to the number of pulses per revolution of the pulse spindle rotation sensor, an OR circuit, four electronic keys, a reference voltage source, and a separation capacitance, and each conversion channel, the analog input of the first electronic key is connected to the direct output of the corresponding channel of the unbalance decomposition scheme and through a separation capacitance with a direct input of the first comparator, and the analog input of the second electronic key with the inverse output of the corresponding channel of the decomposition circuit, the outputs of the first and second electronic keys are interconnected with the analog input of the first integrator, the output of the first integrator through the third electronic key is connected to the direct input of the second integrator, the output of which is connected to the direct input of the second comparator, inverse counting input of the first counting trigger connected to the output of the spindle speed registration unit, direct counting input of the shift register with the output the pulse sensor house, the outputs of the first comparator and the first counting trigger are connected respectively to the counting and enabling inputs of the second counting trigger, the direct output of which is connected to the register shift enable input, and its inverse output to the shift register write input, the input of the first bit of the shift register data is connected to the level of a logical unit, the outputs of the discharges comprising a quarter and three quarters of the volume of the discharges in the shift register are connected respectively to the digital inputs of the first and second electronic keys and with two inputs of the OR circuit, the output of the OR circuit is connected to the digital input of the third key and with the inverse input of the zero setting of the first integrator, the high-order output of the shift register is connected to the input of the zero setting of the first counting trigger and to the direct counting input of the third counting trigger, the output of which connected to the digital input of the fourth electronic key, the reference voltage source is connected to the inverse input of the second integrator through the fourth electronic key, the inverse input of the zero setting of the third account A trigger is connected to the output of the second comparator, and the inverse inputs of both comparators are connected to a common point with zero potential.

Стенд также имеет блок отображения информации, который выполнен в виде двух счетчиков импульсов, мультиплексора, дешифратора, цифрового индикатора и переключателя, причем счетные входы обоих счетчиков присоединены к выходу генератора тактовых импульсов, входы разрешения счета первого и второго счетчиков соответственно присоединены к выходу третьего счетного триггера соответствующего канала преобразования, а входы установки нуля этих счетчиков к выходу схем ИЛИ соответстующего канала преобразования, выходы счетчиков через мультиплексор и дешифратор подключены к цифровому индикатору, два вывода переключателя соединены с двумя входами выбора канала мультиплексора, вход гашения дешифратора соединен с выходом блока регистрации скорости. The stand also has an information display unit, which is made in the form of two pulse counters, a multiplexer, a decoder, a digital indicator and a switch, and the counting inputs of both counters are connected to the output of the clock pulse generator, the count resolution inputs of the first and second counters are respectively connected to the output of the third counting trigger the corresponding conversion channel, and the zero-setting inputs of these counters to the output of the circuits OR of the corresponding conversion channel, the outputs of the counters through multipl CORF and decoder connected to the digital display, the two output switches are connected to two channel select inputs of the multiplexer, input blanking decoder connected to the output speed of the recording unit.

Кроме того, блок регистрации скорости вращения стенда выполнен в виде двух дополнительных счетчиков импульсов и двух D-триггеров, причем счетный вход первого дополнительного счетчика импульсов соединен с выходом импульсного датчика поворота шпинделя, счетный вход второго дополнительного счетчика импульсов с выходом генератора тактовых импульсов, выход старшего разряда первого дополнительного счетчика импульсов присоединен к входу записи данных второго дополнительного счетчика импульсов и к инверсному счетному входу второго D-триггера, выход старшего разряда второго дополнительного счетчика импульсов соединен с прямым счетным входом первого D-триггера, прямой выход которого соединен к входу данных второго D-триггера, входы установки нуля первого дополнительного счетчика импульсов и обоих D-триггеров соединены с выходом переноса второго дополнительного счетчика импульсов, вход данных первого D-триггера присоединен к уровню логической единицы, инверсный выход второго D-триггера присоединен к входам разрядов данных второго дополнительного счетчика импульсов, а его прямой выход является выходом блока регистрации скорости вращения. In addition, the stand rotation speed registration unit is made in the form of two additional pulse counters and two D-flip-flops, and the counting input of the first additional pulse counter is connected to the output of the pulse spindle rotation sensor, the counting input of the second additional pulse counter with the output of the clock generator, the output of the senior the discharge of the first additional pulse counter is connected to the data recording input of the second additional pulse counter and to the inverse counter input of the second D-trigger Era, the high-order output of the second additional pulse counter is connected to the direct counter input of the first D-trigger, the direct output of which is connected to the data input of the second D-trigger, the zero-setting inputs of the first additional pulse counter and both D-triggers are connected to the transfer output of the second additional counter pulses, the data input of the first D-trigger is connected to the level of a logical unit, the inverse output of the second D-trigger is connected to the inputs of the bits of the data of the second additional pulse counter, and its direct output is the output of the rotation speed recording unit.

Выполнение упругих элементов в виде торсионов, а датчиков деформации в виде датчиков угловых перемещений позволяет повысить точность измерения дисбаланса. Торсион как упругий элемент характеризуется высокой линейностью зависимости деформации от момента, отсутствием люфтов и сухого трения в местах сопряжения упругого элемента с конструкцией стенда. Кроме того, ротор и статор датчика углового перемещения могут быть выполнены достаточно большого диаметра и обеспечить высокую крутизну в измерении малых угловых деформаций для достижения высокого соотношения сигнал-шум. Дополнительным техническим результатом использования торсиона и датчика углового перемещения является большая надежность устройства, так как применяемые в известных устройствах в качестве датчиков малых деформаций пьезодатчики характеризуются хрупкостью и поэтому малой надежностью в условиях эксплуатации. The implementation of the elastic elements in the form of torsions, and deformation sensors in the form of angular displacement sensors can improve the accuracy of measuring imbalance. Torsion as an elastic element is characterized by a high linearity of the dependence of deformation on the moment, the absence of backlash and dry friction at the junctions of the elastic element with the stand structure. In addition, the rotor and stator of the angular displacement sensor can be made of a sufficiently large diameter and provide high slope in the measurement of small angular strains to achieve a high signal to noise ratio. An additional technical result of the use of a torsion bar and an angular displacement sensor is the high reliability of the device, since the piezoelectric sensors used in known devices as sensors of small deformations are fragile and therefore have low reliability under operating conditions.

Элементы, входящие в состав канала преобразования позволяют повысить точность предлагаемого стенда по сравнению с известными, полностью исключив погрешность от неравномерности вращения балансируемого колеса в балансировочных стендах с ручным приводом. Elements included in the conversion channel can improve the accuracy of the proposed bench compared to the known ones, completely eliminating the error from the uneven rotation of the balanced wheel in balancing stands with a manual drive.

Конкретное выполнение блока отображения информации и блока измерения скорости вращения позволяет упростить устройство за счет использования для преобразования аналогового сигнала в цифровой вид и его отображения второго интегратора, второго компаратора, третьего триггера, регистра сдвига и источника эталонного напряжения, а также организовать автоматический цикл измерений дисбаланса в уловиях переменной скорости вращения шпинделя. The specific implementation of the information display unit and the rotation speed measuring unit allows to simplify the device by using a second integrator, a second comparator, a third trigger, a shift register and a reference voltage source for converting an analog signal to a digital form, as well as organizing an automatic unbalance measurement cycle in conditions of variable spindle speed.

На фиг.1 показана механическая часть стенда; на фиг.2 схема электронной части стенда; на фиг.3 схема блока регистрации скорости вращения; на фиг.4 временные диаграммы работы узлов устройства; на фиг.5 схема, поясняющая принцип измерения дисбаланса по двум плоскостям балансировки. Figure 1 shows the mechanical part of the stand; figure 2 diagram of the electronic part of the stand; figure 3 diagram of a unit for recording rotation speed; figure 4 timing diagrams of the nodes of the device; 5 is a diagram explaining the principle of measuring imbalance on two planes of balancing.

Блоки, выполняющие логические операции, реализуемые на базе комбинации современных элементов цифровой техники и охватываются существующими стандартами СТ СЭВ 3735-82 и ГОСТ 2.743-82. Blocks performing logical operations implemented on the basis of a combination of modern elements of digital technology and are covered by the existing standards ST SEV 3735-82 and GOST 2.743-82.

Стенд содержит шпиндель 1 с закрепленным на нем балансируемым колесом 2. Шпиндель установлен во втулке 3 на подшипниковых опорах 4. Втулка связана с основанием 5 стенда через промежуточное звено 6 и два торсиона 7 и 8, причем одним концом промежуточное звено через торсион 7 закреплено на основании, а на другом конце промежуточного звена через торсион 8 закреплена втулка 3 со шпинделем 1. В местах закрепления торсионов 7 и 8 установлены соответственно датчики 9 и 10 угла закрутки торсионов. Н валу шпинделя установлен датчик 11 импульсов поворота шпинделя относительно втулки 3. The stand contains a spindle 1 with a balanced wheel 2 fixed thereon. The spindle is mounted in the sleeve 3 on the bearings 4. The sleeve is connected to the base 5 of the stand through an intermediate link 6 and two torsion bars 7 and 8, with one end of the intermediate link through a torsion 7 mounted on the base and at the other end of the intermediate link through the torsion 8 there is fixed a sleeve 3 with the spindle 1. In the places where the torsion bars 7 and 8 are fixed, sensors 9 and 10 of the torsion angle of rotation are respectively installed. A sensor 11 of pulses of rotation of the spindle relative to the sleeve 3 is mounted on the spindle shaft.

Электронная часть стенда содержит схему 12 разложения дисбаланса по плоскостям балансировки, схему измерения дисбаланса с двумя идентичными каналами 13 и 14 преобразования, блок 15 определения места дисбаланса, блок 16 регистрации скорости вращения, генератор 17 импульсов и блок 18 отображения информации. The electronic part of the stand contains an imbalance decomposition circuit 12 along the balancing planes, an imbalance measurement circuit with two identical transformation channels 13 and 14, an imbalance location determining unit 15, a rotation speed recording unit 16, a pulse generator 17 and an information display unit 18.

Схема 12 разложения дисбаланса по плоскостям балансировки состоит из двух суммирующих усилителей 19 и 20, имеющих прямые и инверсные выходы. Два входа каждого усилителя соединены соответственно с выходами датчиков 9 и 10 угла. Весовые коэффициенты и их знаки для каждого входа установлены таким образом, чтобы амплитуда сигнала с каждого усилителя зависела только от величины дисбаланса по одной из плоскостей балансировки. Прямые выходы усилителей 19 и 20 соединены с входами блока 15 определения места дисбаланса и с аналоговыми входами первых электронных ключей 21 и через разделительные емкости 22 с входами первых компараторов 23 двух каналов 13 и 14 преобрзования соответственно. Инверсные выходы усилителей присоединены к аналоговым входам вторых электронных ключей 24 каналов преобразования. The unbalance decomposition scheme 12 on the balancing planes consists of two summing amplifiers 19 and 20 having direct and inverse outputs. Two inputs of each amplifier are connected respectively to the outputs of the angle sensors 9 and 10. Weights and their signs for each input are set so that the amplitude of the signal from each amplifier depended only on the magnitude of the imbalance on one of the balancing planes. The direct outputs of the amplifiers 19 and 20 are connected to the inputs of the imbalance determination unit 15 and to the analog inputs of the first electronic keys 21 and through the separation capacitors 22 with the inputs of the first comparators 23 of the two conversion channels 13 and 14, respectively. The inverted outputs of the amplifiers are connected to the analog inputs of the second electronic keys of 24 conversion channels.

Каждый канал преобразования содержит также два интегратора 25 и 26, второй компаратор 27 и источник 28 эталонного напряжения. Выход первого интегратора 25 соединен через третий электронный ключ 29 с прямым входом второго интегратора 26. Вход первого интегратора соединен с выходами первого и второго электронных ключей, а выход второго интегратора с входом второго компаратора. Источник 28 эталонного напряжения присоединен к инверсному входу второго интегратора 26 через четвертый электронный ключ 30. В каждый канал преобразования входят также первый 31, второй 32 и третий 33 счетные триггеры, регистр 34 сдвига и схема ИЛИ 35. Инверсные счетные входы первых счетных триггеров 31 обоих каналов преобразования соединены с выходом блока 16 регистрации скорости вращения. В каждом канале преобразования выход первого счетного триггера соединен с входом разрешения счета второго счетного триггера 32, счетный вход которого присоединен к выходу первого компаратора 23. Прямой выход триггера 32 соединен с входом разрешения сдвига, а его инверсный выход с входом записи регистра 34. Счетные входы регистров сдвига обоих каналов присоединены к выходу импульсного датчика 11, а их входы установки первого разряда присоединены к уровням логичесокй единицы. Выходы регистра, составляющие 1/4 и 3/4 от его объема, являются управляющими для электронных ключей 21 и 24 и через схему ИЛИ 35 для ключа 29, выход третьего триггера 33 для ключа 30. Выход старшего разряда регистра соединен со счетным входом триггера 33 и входом установки нуля триггера 31. Each conversion channel also contains two integrators 25 and 26, a second comparator 27 and a reference voltage source 28. The output of the first integrator 25 is connected through a third electronic key 29 to the direct input of the second integrator 26. The input of the first integrator is connected to the outputs of the first and second electronic keys, and the output of the second integrator to the input of the second comparator. The reference voltage source 28 is connected to the inverse input of the second integrator 26 through the fourth electronic key 30. Each conversion channel also includes the first 31, second 32 and third 33 counting triggers, shift register 34 and OR circuit 35. Inverse counting inputs of the first counting triggers 31 of both conversion channels are connected to the output of the rotational speed recording unit 16. In each conversion channel, the output of the first counting trigger is connected to the counting enable input of the second counting trigger 32, the counting input of which is connected to the output of the first comparator 23. The direct output of the trigger 32 is connected to the shift resolution input, and its inverse output is from the register entry 34. Counting inputs shift registers of both channels are connected to the output of the pulse sensor 11, and their inputs of the installation of the first category are connected to the levels of logical units. The outputs of the register, which are 1/4 and 3/4 of its volume, are control for electronic keys 21 and 24 and through the OR 35 for the key 29, the output of the third trigger 33 for the key 30. The output of the upper register bit is connected to the counting input of the trigger 33 and a trigger zero input 31.

Блок отображения информации содержит два счетчика 36 и 37 импульсов, мультиплексоров 38, переключатель 39, дешифратор 40 и индикатор 41. Счетные входы счетчиков импульсов присоединены к генератору 17 тактовых импульсов. Входы разрешения счета первого и второго счетчиков соединены с выходами третьих счетных триггеров 33 соответствующих каналов преобразования, а входы установки нуля с выходом схемы ИЛИ 35. Поразрядно выходы счетчиков через мультиплексор присоединены к входу дешифратора 40. Входы выбора мультиплексора присоединены к переключателю 39. Выходы дешифратора 40 соединены с индикатором 41, вход гашения дешифратора соединен с выходом блока 16 регистрации скорости. The information display unit contains two counters 36 and 37 pulses, multiplexers 38, a switch 39, a decoder 40 and an indicator 41. The counting inputs of the pulse counters are connected to the clock generator 17. The account resolution inputs of the first and second counters are connected to the outputs of the third counting flip-flops 33 of the corresponding conversion channels, and the zero-setting inputs with the output of the OR circuit 35. Bitwise the outputs of the counters through the multiplexer are connected to the input of the decoder 40. The inputs of the choice of the multiplexer are connected to the switch 39. The outputs of the decoder 40 connected to the indicator 41, the blanking input of the decoder is connected to the output of the speed recording unit 16.

В блок 16 регистрации скорости вращения входят два дополнительных счетчика 42 и 43 импульсов и два D-триггера 44 и 45. Счетные входы счетчиков 42 и 43 присоединены соответственно к выходам импульсного датчика 11 и генератора 17 тактовых импульсов. Выход второго D-триггера 45 является выходом блока. The rotation speed recording unit 16 includes two additional pulse counters 42 and 43 and two D-flip-flops 44 and 45. The counting inputs of the counters 42 and 43 are connected respectively to the outputs of the pulse sensor 11 and the clock generator 17. The output of the second D-flip-flop 45 is the output of the block.

На схеме, поясняющей принцип работы стенда, показаны две несбалансированные массы Ма и Мб, приведенные к плоскостям балансировки колеса 1-1 и 2-2. Масса статического дисбаланса М на радиусе колеса R является геометрической суммой этих несбалансированных по плоскостям балансировки масс. При неравномерном вращении колеса в процессе измерения дисбаланса на каждую несбалансированную массу действуют нормальная Fн и тангенциальная Fт силы.The diagram explaining the principle of operation of the stand shows two unbalanced masses M a and M b reduced to the planes of balancing the wheels 1-1 and 2-2. The mass of static imbalance M on the radius of the wheel R is the geometric sum of these masses unbalanced along the planes of balancing. With uneven rotation of the wheel in the process of measuring imbalance, normal F n and tangential F t forces act on each unbalanced mass.

Работа стенда основана на измерении горизонтальных составляющих центробежных (нормальных) сил при наличии несбалансированных масс, действующих на упругие элементы, по их деформации. Известно, что несбалансированные распределенные массы колеса можно привести к двум сосредоточенным массам, расположенным по двум выбранным плоскостям балансировки на расстоянии R от оси вращения колеса. The work of the stand is based on measuring the horizontal components of the centrifugal (normal) forces in the presence of unbalanced masses acting on the elastic elements by their deformation. It is known that unbalanced distributed masses of the wheel can lead to two lumped masses located on two selected balancing planes at a distance R from the axis of rotation of the wheel.

В стендах с ручным приводом измерение дисбаланса осуществляется на вращающемся по инерции балансируемом колесе, при этом на закон вращения колеса влияет смещение центра масс относительно оси вращения (статический дисбаланс). Статический дисбаланс зависит от несбалансированных по плоскостям колеса масс (фиг.5) и относительно массы Ма описывается следующими математическими выражениями:
M

Figure 00000001
, (1)
B= arctg
Figure 00000002
, (2) где А угол между радиус-векторами масс дисбаланса в плоскостях балансировки;
В угол между радиус-векторами измеряемой массы Ма и массы статического дисбаланса Мб.In stands with a manual drive, the imbalance is measured on an inertia-rotating balanced wheel, while the law of rotation of the wheel is affected by the displacement of the center of mass relative to the axis of rotation (static imbalance). Static imbalance depends on the masses unbalanced along the planes of the wheel (Fig. 5) and relative to the mass M a is described by the following mathematical expressions:
M
Figure 00000001
, (1)
B = arctg
Figure 00000002
, (2) where A is the angle between the radius vectors of the mass of imbalance in the balancing planes;
In the angle between the radius vectors of the measured mass M a and the mass of static imbalance M b .

Дифференциальное уравнение свободного вращения колеса при наличии статического дисбаланса имеет вид
J

Figure 00000003
+M·g·Rcos(c+в)=0, (3) где Jо осевой момент инерции колеса;
С текущее значение угла поворота несбалансированной массы Ма;
g ускорение свбодного падения;
R расстояние от несбалансированных масс до оси вращения колеса.The differential equation of free rotation of the wheel in the presence of static imbalance has the form
J
Figure 00000003
+ M · g · Rcos (c + c) = 0, (3) where J is the axial moment of inertia of the wheel;
With the current value of the angle of rotation of the unbalanced mass M a ;
g acceleration of free fall;
R is the distance from unbalanced masses to the axis of rotation of the wheel.

Приняв

Figure 00000004
o при С + В D, после однократного интегрирования получим:
Figure 00000005
= ω 2 o -2
Figure 00000006
sin(c+в), (4) где ωo начальное значение угловой скорости вращения колеса.Having accepted
Figure 00000004
= ω o at C + B D, after a single integration we get:
Figure 00000005
= ω 2 o -2
Figure 00000006
sin (c + в), (4) where ω o is the initial value of the angular velocity of rotation of the wheel.

Проекции нормальной и тангенциальной сил на горизонтальную плоскость определяются выражениями
Fн= MаR

Figure 00000007
cos(c), Fт= -MаR
Figure 00000008
sin(c), (5) где Fн проекция нормальной составляющей силы на горизонтальную плоскость;
Fт проекция тангенциальной составляющей силы на горизонтальную плос- кость.Projections of normal and tangential forces on the horizontal plane are determined by the expressions
F n = M a R
Figure 00000007
cos (c), F t = -M and R
Figure 00000008
sin (c), (5) where F n is the projection of the normal component of the force on the horizontal plane;
F t is the projection of the tangential component of the force on the horizontal plane.

Суммируя проекции нормальной и тангенциальной силы и учитывая выражения (3) и (4), получим выражение измеряемой по плоскости балансировки 1-1 силы
F= Fн+Fт= MаR

Figure 00000009
cos(c)
Figure 00000010
[sin(в)+3 sin(2c+в)]
Figure 00000011
, (6) где L (MgR)/(J ωo 2) коэффициент, характеризующий влияние на результат измерения несбалансирвоанной массы по одной из плоскостей балансировки величины и взаимного углового расположения несбалансированной массы по другой плоскости. При L 0 взаимовлияние обеих масс отсутствует, выходной сигнал имеет гармонический характер и отсутствует погрешность измерения, вызванная взаимовлиянием несбалансированных масс.Summing up the projections of the normal and tangential forces and taking into account expressions (3) and (4), we obtain the expression of the force measured on the balance plane 1-1
F = F n + F t = M a R
Figure 00000009
cos (c)
Figure 00000010
[sin (c) +3 sin (2c + c)]
Figure 00000011
, (6) where L (MgR) / (J ω o 2 ) is a coefficient characterizing the effect on the measurement result of an unbalanced mass along one of the planes of balancing the magnitude and relative angular location of the unbalanced mass on another plane. At L 0 there is no mutual influence of both masses, the output signal is harmonic and there is no measurement error caused by the mutual influence of unbalanced masses.

Анализ выражений (1).(6) показывает
ошибка измерения от взаимовлияния двух масс является случайной и не может быть учтена при конкретном измерении;
коэффициент L (степень взаимовлияния) обратно пропорционален квадрату угловой скорости вращения колеса и существенен при малых скоростях вращения, характерных для стендов с ручным приводом;
погрешность от взаимовлияния несбалансированных масс имеет постоянную составляющую и составляющую, зависящую от двойного значения угла поворота.
Analysis of expressions (1). (6) shows
the measurement error from the interaction of two masses is random and cannot be taken into account in a specific measurement;
the coefficient L (degree of mutual influence) is inversely proportional to the square of the angular velocity of rotation of the wheel and is significant at low speeds of rotation, characteristic for stands with a manual drive;
the error from the mutual influence of unbalanced masses has a constant component and a component depending on the double value of the angle of rotation.

Стенд работает следующим образом. The stand works as follows.

В исходном состоянии все триггеры, счетчики импульсов и интеграторы установлены в нулевое состояние. Испытуемое колесо 2 закрепляется на шпинделе 1 и вручную приводится во вращение. На выходе импульсного датчика 11 поворота шпинделя формируются импульсы для дискретных значений угла поворота. Шаг квантования по углу для датчика импульсов с числом импульсов N на один оборот шпинделя составляет (360/N) град. In the initial state, all triggers, pulse counters, and integrators are set to zero. The test wheel 2 is mounted on the spindle 1 and manually rotated. At the output of the pulse sensor 11 rotation of the spindle pulses are generated for discrete values of the angle of rotation. The angle quantization step for a pulse sensor with the number of pulses N per spindle revolution is (360 / N) deg.

Несбалансированные массы колеса при его вращении создают силы, перпендикулярные оси шпинделя 1. Проекции этих сил на горизонтальную плоскость определяют моменты, закручивающие торсионы 7 и 8. Величина деформации торсионов находится в линейной зависимости от величины несбалансированных масс, приведенных к двум выбранным плоскостям балансировки. Деформация торсионов воспринимается соответствующими датчиками 9 и 10 угла, сигналы которых содержат линейную комбинацию о несбалансированных массах по двум плоскостям балансировки. Сигналы с датчиков угла поступают на суммирующие усилители 19 и 20 схемы 12 разложения. Схема разложения осуществляет линейное преобразование сигналов с датчиков 9 и 10 таким образом, что на выходе каждого из суммирующих усилителей 19 и 20 сигналы в идеальном случае оказываются пропорциональными силам, действующим только в выбранных плоскостях балансировки (диаграмма 1 на фиг.4). Раздельно, как показано выше, сигнал искажается от взаимовлияния несбалансированных по плоскостям балансировки масс. Эти искажения не могут быть исключены схемой 12 разложения. The unbalanced mass of the wheel during its rotation creates forces perpendicular to the axis of the spindle 1. Projections of these forces on the horizontal plane determine the moments that twist the torsion bars 7 and 8. The magnitude of the deformation of the torsion bars is linearly dependent on the magnitude of the unbalanced mass reduced to the two selected balancing planes. The torsion deformation is perceived by the corresponding angle sensors 9 and 10, the signals of which contain a linear combination of unbalanced masses along two balancing planes. The signals from the angle sensors are fed to summing amplifiers 19 and 20 of the decomposition circuit 12. The decomposition scheme linearly converts the signals from the sensors 9 and 10 in such a way that at the output of each of the summing amplifiers 19 and 20, the signals ideally turn out to be proportional to the forces acting only in the selected balancing planes (diagram 1 in Fig. 4). Separately, as shown above, the signal is distorted from the interaction of masses unbalanced along the planes of balancing. These distortions cannot be excluded by decomposition circuit 12.

Сигналы с выходов усилителей 19 и 20 поступают на аналоговые входы электронных ключей 21 и 24 соответствующих каналов преобразования, при этом после отделения постоянной составляющей сигнала емкостями 22 сигнал с усилителей поступает на вход компараторов 23, который из сигнала формирует прямоугольные импульсы (диаграмма 2). The signals from the outputs of the amplifiers 19 and 20 are fed to the analog inputs of the electronic keys 21 and 24 of the corresponding conversion channels, and after separation of the constant component of the signal by the capacitors 22, the signal from the amplifiers is fed to the input of the comparators 23, which form rectangular pulses from the signal (diagram 2).

Процесс измерения дисбаланса осуществляется автоматически в процессе свободного выбега колеса после его ручной раскрутки. Начало цикла измерения задает блок 16 регистрации скорости. The process of measuring imbalance is carried out automatically in the process of free run-out of the wheel after manual spin. The beginning of the measurement cycle sets block 16 registration speed.

При вращении шпинделя 1 импульсный датчик 11 положения формирует на своем выходе импульсы, соответствующие его дискретным угловым положениям (диаграмма 3). В блоке 16 регистрации скорости анализируется длительность определенного числа этих импульсов. Это число определяется объемом счетчика 42. Число импульсов тактовой частоты, накопленное счетчиком 43 за каждый цикл, характеризует скорость вращения шпинделя 1. When the spindle 1 is rotated, the pulse position sensor 11 generates pulses at its output that correspond to its discrete angular positions (diagram 3). In block 16 registration speed analyzes the duration of a certain number of these pulses. This number is determined by the volume of the counter 42. The number of clock pulses accumulated by the counter 43 for each cycle characterizes the speed of rotation of the spindle 1.

При недостаточной скорости вращения или неподвижном шпинделе счетчик 43 переполняется, при этом на его выходе переноса появляется логическая единица, устанавливающая оба D-триггера 44 и 45 в нулевое состояние и оставливающая счетчик 42. При раскрутке шпинделя скорость достигает такого состояния, что счетчик 43 не заполняется полностью, сигнала переноса нет, в то же время на выходе старшего разряда появляется логическая единица, переводящая оба D-триггера в едининчое состояние с трансляцией этого состояния на выход блока 16 регистрации скорости. Дальнейшее увеличение скорости вращения не изменяет состояния на выходе регистратора. После разгона шпинделя в режиме свободного выбега скорость вращения снижается и достигает величины, при которой счетчик 43 вновь заполняется полностью, и импульсом переноса D-триггеры перебрасываются в нулевое состояние, которое передается на выход регистратора. If the rotation speed is insufficient or the spindle is stationary, the counter 43 overflows, and a logical unit appears at its transfer output, setting both D-flip-flops 44 and 45 to zero and leaving the counter 42. When the spindle is unwound, the speed reaches such a state that the counter 43 does not fill completely, there is no transfer signal, at the same time, a logic unit appears at the output of the high-order bit, which translates both D-flip-flops into a single state with the translation of this state to the output of the speed registration block 16 . A further increase in the rotation speed does not change the state at the output of the recorder. After the spindle accelerates in the free-run mode, the rotation speed decreases and reaches a value at which the counter 43 is completely filled again, and with the transfer pulse the D-flip-flops are reset to the zero state, which is transmitted to the output of the recorder.

Для исключения многократных срабатываний регистратора в условиях нестабильной скорости вращения шпинделя в нем организован гистерезис по скорости вращения с помощью связи инверсного выхода второго D-триггера 45 с разрядами предварительной установки счетчика 43. Такая связь в зависимости от состояния на выходе регистратора скорости изменяет объем счетчика 43. Гистерезис обеспечивает срабатывание регистратора на скорости вращения большей чем отпускание. To exclude multiple operations of the recorder under conditions of unstable spindle rotation speed, a hysteresis in rotation speed is organized in it by connecting the inverse output of the second D-trigger 45 with the preset bits of the counter 43. Such a connection, depending on the state at the output of the speed recorder, changes the volume of the counter 43. Hysteresis ensures the operation of the recorder at a rotation speed greater than the release.

Таким образом, при ручной раскрутке балансируемого колеса после достижения некоторой скорости вращения появляющаяся на выходе блока 16 регистрации логическая единица подготавливает цикл измерений и гашением через дешифратор 40 цифрового индикатора 41 сигнализирует о достижении требуемой скорости вращения. После достижения угловой скоростью уровня порога отпускания нулевой логический уровень на выходе регистратора (диаграмма 4) через счетный триггер 31 (диаграмма 5) разрешает счет второму счетному триггеру 32. Следующий за разрешением переход сигнала дисбаланса через нуль переводит второй счетный триггер 32 в единичное состояние (диаграмма 6), разрешая тем самым сдвиг единицы с первого разряда регистра 34. Сдвиг единицы в следующий разряд регистра осуществляется по мере прохождения дискретных уровней угла поворота шпинделя. На выходе разряда, составляющего 1/4 от полного объема регистра, логическая единица появляется в месте амплитудного значения сигнала дисбаланса положительной полярности (диаграмма 7) по соответствующей плоскости балансировки (сдвиг на 90 электрических градусов), аналогично выход с разряда регистра 34, составляющего 3/4 от его объема (сдвиг на 270 электрических градусов), соответствует прохождению сигнала дисбаланса отрицательной амплитуды (диаграмма 8). Thus, when manually spinning the balancing wheel after reaching a certain rotation speed, the logical unit appearing at the output of the registration unit 16 prepares a measurement cycle and quenching through the decoder 40 of the digital indicator 41 signals that the required rotation speed has been reached. After the angular velocity reaches the drop threshold level, the logic level at the output of the recorder (diagram 4) through the counting trigger 31 (diagram 5) resolves the counting to the second counting trigger 32. Following the resolution, the transition of the unbalance signal through zero transfers the second counting trigger 32 to a single state (diagram 6), thereby allowing the unit to shift from the first bit of the register 34. The unit is shifted to the next bit of the register as discrete levels of the spindle angle pass. At the output of the discharge, which is 1/4 of the total volume of the register, a logical unit appears in the place of the amplitude value of the unbalance signal of positive polarity (diagram 7) along the corresponding plane of balancing (shift by 90 electrical degrees), similarly, the output from the discharge of register 34, which is 3 / 4 of its volume (a shift of 270 electrical degrees), corresponds to the passage of a signal of imbalance of negative amplitude (diagram 8).

Импульсы с выходов регистра 34 сдвига разрешают двойное интегрирование сигнала дисбаланса интеграторами 25 и 26 в интервале времени, соответствующем времени прохождения одного дискретного участка угла поворота шпинделя, причем при 90 электрических градусах, осуществляется интегрирование первым интегратором 25 прямого сигнала, а при 270 градусах инверсного. Интегрирование вторым интегратором 26 производится по выходным сигналам схемы ИЛИ (диаграмма 9). После завершения цикла интегрирования напряжение на выходе второго интегратора соответствует измеряемому по соответствующей плоскости балансировки дисбалансу. The pulses from the outputs of the shift register 34 allow the double integration of the unbalance signal by the integrators 25 and 26 in the time interval corresponding to the passage time of one discrete section of the spindle rotation angle, and at 90 electrical degrees, the first integrator 25 integrates the direct signal, and at 270 degrees inverse. Integration by the second integrator 26 is performed according to the output signals of the OR circuit (diagram 9). After completion of the integration cycle, the voltage at the output of the second integrator corresponds to the imbalance measured along the corresponding plane of balancing.

Аналогичным образом в том же цикле измерения вторым каналом преобразования осуществляется измерение дисбаланса по другой плоскости балансировки. Similarly, in the same measurement cycle, the second conversion channel measures the imbalance on another plane of balancing.

При отсутствии разрешающего интегрирование сигнала осуществляется обнуление первого интегратора 25. Второй интегратор 26 обнуляется разрядом интегратора от источника 28 эталонного напряжения. Управление разрядом интегратора 26 осуществляет третий счетный триггер 33, который перебрасывается в единичное состояние при поступлении логической единицы в старший разряд регистра 34 (диаграмма 10). В этом состоянии триггер 33 через четвертый электронный ключ 30 подключает источник 28 эталонного напряжения к входу второго интегратора 26. Разряд интегратора продолжается до достижения его выходным напряжением нулевого значения, при этом на выходе второго компаратора 27 появляется уровень логического нуля, триггер 33 перебрасывается в нулевое состояние (диаграмма 11) и источник 28 эталонного напряжения отключается от входа интегратора. Время разряда оказывается пропорциональным накопленному в процессе измерения напряжению второго интегратора 26 и, следовательно, характеризует измеряемый дисбаланс по соответствующей плоскости балансировки. In the absence of a signal permitting integration, the first integrator 25 is zeroed. The second integrator 26 is zeroed by the integrator discharge from the reference voltage source 28. The discharge control of the integrator 26 is controlled by a third counting trigger 33, which is transferred to a single state when a logical unit arrives at the high order of the register 34 (diagram 10). In this state, the trigger 33 through the fourth electronic key 30 connects the source 28 of the reference voltage to the input of the second integrator 26. The discharge of the integrator continues until its output voltage reaches zero, while the output of the second comparator 27 shows a logic zero level, the trigger 33 is reset to zero (diagram 11) and the reference voltage source 28 is disconnected from the integrator input. The discharge time is proportional to the voltage of the second integrator 26 accumulated during the measurement process and, therefore, characterizes the measured imbalance along the corresponding balancing plane.

Выходное напряжение на выходах интеграторов 25 и 26 в процессе измерения приведены соответственно на временных диаграммах 12 и 15. The output voltage at the outputs of the integrators 25 and 26 during the measurement process are shown respectively in the time diagrams 12 and 15.

Блок 18 отображения информации преобразует время разряда интеграторов обоих измерительных каналов в цифровое значение и отображает его на цифровом индикаторе. Преобразование осуществляется счетчками 36 и 37 импульсов, предварительно установленными в нуль сигналами со схем ИЛИ соответствующих каналов. Набранное за время разряда интегратора счетчиками число импульсов тактовой частоты с генератора 17 соответствует измеряемому дисбалансу. The information display unit 18 converts the discharge time of the integrators of both measuring channels into a digital value and displays it on a digital indicator. The conversion is carried out by counters 36 and 37 pulses, pre-set to zero by signals from OR circuits of the corresponding channels. The number of clock pulses collected from the generator 17 during the integrator discharge time by the counters corresponds to the measured imbalance.

После завершения цикла измерения и остановки вращения колеса информации о величине дисбаланса колеса по каждой плоскости балансировки сохраняется в счетчиках 36 и 37. Соответствующей установкой переключателя 39 информация о дисбалансе по той или иной плоскости через мультиплексор 38 и дешифратор 40 может быть выведена на индикатор 41. After completing the measurement cycle and stopping the rotation of the wheel, information about the value of the wheel unbalance in each balancing plane is stored in the counters 36 and 37. By the corresponding setting of the switch 39, information about the unbalance in one plane or another through the multiplexer 38 and the decoder 40 can be displayed on the indicator 41.

Проведенное таким образом измерение дисбаланса характеризуется высокой точностью несмотря на низкую скорость вращения и нестабильность этой скорости. Действительно, измерения проводятся в угловых положениях 90 и 270 электрических градусов, где отношение полезного сигнала к сигналу погрешности от взаимовлияния плоскостей максимально;
интегрирование первым интегратором 25 сначала прямого, а затем инверсного сигнала подчеркивает полезную составляющую сигнала, в то же время сводит к нулю постоянную составляющую и составляющую, зависящую от двойного угла поворота шпинделя, являющихся источниками погрешности от взаимовлияния плоскостей балансировки;
последовательное двухкратное интегрирование исключает из выражения (6) множитель ω и тем самым в условиях непостоянства скорости вращения делает измерения независмыми от этой скорости.
The imbalance measurement thus performed is characterized by high accuracy despite the low rotation speed and instability of this speed. Indeed, measurements are taken at angular positions of 90 and 270 electrical degrees, where the ratio of the useful signal to the error signal from the mutual influence of the planes is maximum;
integration of the direct and then the inverse signal by the first integrator 25 first emphasizes the useful component of the signal, while at the same time it reduces to zero the constant component and the component depending on the double angle of rotation of the spindle, which are sources of error from the mutual influence of the balancing planes;
successive two-fold integration excludes the factor ω from expression (6) and, thus, under conditions of inconsistent rotation speed, makes the measurements independent of this speed.

После завершения измерения дисбаланса производится балансировка колеса, для чего по каждой балансировочной плоскости по результатам измерения величины дисбаланса для данной плоскости выбирается балансировочный груз, который закрепляется на ободе колеса на угловом положении, найденном с помощью блока определения места дисбаланса. After the imbalance measurement is completed, the wheel is balanced, for which, on each balancing plane, according to the results of measuring the imbalance value, a balancing weight is selected for this plane, which is fixed on the wheel rim at the angular position found using the imbalance location determining unit.

Claims (4)

1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ КОЛЕС, содержащий основание, втулку, шпиндель с балансировочным колесом, связанный с втулкой, два упругих элемента, два датчика деформации упругих элементов, импульсный датчик поворота шпинделя, блок регистрации скорости вращения шпинделя, связанный с импульсным датчиком, блок отображения информации, соединенный с блоком регистрации скорости, измерительную схему, соединенную с датчиками деформации, импульсным датчиком и блоком отображения информации, отличающийся тем, что он снабжен промежуточным звеном в виде торсиона, расположенного в вертикальной плоскости перпендикулярно оси шпинделя, вилка одним концом через один торсион связана с основанием, а другим с втулкой через другой торсион, датчики деформации упругих элементов выполнены в виде датчиков угловых перемещений и установлены в местах закрепления торсионов, измерительная схема включает в себя схему разложения дисбаланса по плоскостям балансировки, блок определения места дисбаланса, генератор тактовых импульсов и два канала преобразования, схема разложения входами связана с датчиками угловых перемещений, а выходами с каналами преобразования и блоком определения места, генератор тактовых импульсов связан с блоком регистрации скорости и блоком отображения информации, а импульсный датчик связан с блоком определения места. 1. A STAND FOR DYNAMIC WHEEL BALANCING, comprising a base, a hub, a spindle with a balancing wheel, connected to the hub, two elastic elements, two strain gauges for elastic elements, a pulse spindle rotation sensor, a spindle rotation speed registration unit connected to the pulse sensor, a display unit information connected to the speed registration unit, a measuring circuit connected to deformation sensors, a pulse sensor and an information display unit, characterized in that it is provided with an intermediate with a link in the form of a torsion bar located in a vertical plane perpendicular to the axis of the spindle, the plug is connected at one end through one torsion to the base and the other through the torsion through the other, deformation sensors of elastic elements are made in the form of angular displacement sensors and installed in the places of torsion fixing, measuring circuit includes an imbalance decomposition scheme along the balancing planes, an imbalance location determination unit, a clock pulse generator and two conversion channels, a decomposition scheme with inputs connected ana a rotary encoder, and outputs a channel conversion unit and determining the location, a clock pulse generator associated with the block rate registration unit and displaying information, and a pulse sensor connected to the block definition space. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что каждый канал преобразования содержит два компаратора, два интегратора, три счетных триггера, регистр сдвига с объемом разрядов, равным числу импульсов на один оборот импульсного датчика поворота шпинделя, схему ИЛИ, четыре электронных ключа, источник эталонного напряжения, разделительную емкость, в каждом канале преобразования аналоговый вход первого электронного ключа соединен с прямым выходом соответствующего канала схемы разложения дисбаланса и через разделительную емкость с прямым входом первого компаратора, аналоговый вход второго электронного ключа с инверсным выходом соответствующего канала схемы разложения, выходы первого и второго электронных ключей соединены между собой и с аналоговым входом первого интегратора, выход первого интегратора через третий электронный ключ присоединен к прямому входу второго интегратора, выход которого соединен с прямым входом второго компаратора, инверсный счетный вход первого счетного триггера соединен с выходом блока регистрации скорости вращения шпинделя, прямой счетный вход регистра сдвига с выходом датчика импульсов, выходы первого компаратора и первого счетного триггера присоединены соответственно к счетному и разрешающему входам второго счетного триггера, прямой выход которого соединен с входом разрешения сдвига регистра, а его инверсный выход с входом записи регистра сдвига, вход первого разряда данных регистра сдвига присоединен к уровню логической единицы, выходы разрядов, составляющих четверть и три четверти от объема разрядов регистра сдвига, соединены соответственно с цифровыми входами первого и второго электронных ключей и с двумя входами схемы ИЛИ, выход схемы ИЛИ соединен с цифровым входом третьего ключа и с инверсным входом установки нуля первого интегратора, выход старшего разряда регистра сдвига присоединен к входу установки нуля первого счетного триггера и к прямому счетному входу третьего счетного триггера, выход которого соединен с цифровым входом четвертого электронного ключа, источник эталонного напряжения присоединен к инверсному входу второго интегратора через четвертый электронный ключ, инверсный вход установки нуля третьего счетного триггера соединен с выходом второго компаратора, а инверсные входы обоих компараторов присоединены к общей точке с нулевым потенциалом. 2. The stand according to claim 1, characterized in that each conversion channel contains two comparators, two integrators, three counting triggers, a shift register with a discharge volume equal to the number of pulses per revolution of a pulse spindle rotation sensor, an OR circuit, four electronic keys, reference voltage source, separation capacitance, in each conversion channel the analog input of the first electronic key is connected to the direct output of the corresponding channel of the unbalance decomposition circuit and through the isolation capacitance with direct input of the first about the comparator, the analog input of the second electronic key with the inverse output of the corresponding channel of the decomposition circuit, the outputs of the first and second electronic keys are connected to each other and to the analog input of the first integrator, the output of the first integrator through the third electronic key is connected to the direct input of the second integrator, the output of which is connected to direct input of the second comparator, the inverse counting input of the first counting trigger is connected to the output of the spindle speed registration unit, direct counting input is register and the shift with the output of the pulse sensor, the outputs of the first comparator and the first counting trigger are connected respectively to the counting and enabling inputs of the second counting trigger, the direct output of which is connected to the register shift enable input, and its inverse output to the shift register write input, the input of the first bit of register data the shift is connected to the level of a logical unit, the outputs of the bits comprising a quarter and three quarters of the volume of bits of the shift register are connected respectively to the digital inputs of the first and second of the electronic keys and with two inputs of the OR circuit, the output of the OR circuit is connected to the digital input of the third key and with the inverse input of the zero setting of the first integrator, the output of the highest bit of the shift register is connected to the input of the zero setting of the first counting trigger and to the direct counting input of the third counting trigger, the output of which is connected to the digital input of the fourth electronic key, the reference voltage source is connected to the inverse input of the second integrator through the fourth electronic key, the inverse input of the setting is zero third counting flip-flop connected to the output of the second comparator and the inverted inputs of both comparators connected to a common point at ground potential. 3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что блок отображения информации выполнен в виде двух счетчиков импульсов, мультиплексора, дешифратора, цифрового индикатора и переключателя, причем счетные входы обоих счетчиков присоединены к выходу генератора тактовых импульсов, входы разрешения счета первого и второго счетчиков соответственно присоединены к выходу третьего счетного триггера соответствующего канала преобразования, а входы установки нуля этих счетчиков к выходу схем ИЛИ соответствующего канала преобразования, выходы счетчиков через мультиплексор и дешифратор подключены к цифровому индикатору, два выхода переключателя соединены с двумя входами выбора канала мультиплексора, вход гашения дешифратора соединен с выходом блока регистрации скорости. 3. The stand according to claim 1, characterized in that the information display unit is made in the form of two pulse counters, a multiplexer, a decoder, a digital indicator and a switch, and the counting inputs of both counters are connected to the output of the clock pulse generator, counting resolution inputs of the first and second counters respectively, connected to the output of the third counting trigger of the corresponding conversion channel, and the zero-setting inputs of these counters to the output of the circuits OR of the corresponding conversion channel, the outputs of the counters through the multiplexer and decoder are connected to a digital indicator, two switch outputs are connected to two multiplexer channel selection inputs, the decoder blanking input is connected to the output of the speed registration unit. 4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что блок регистрации скорости вращения выполнен в виде двух дополнительных счетчиков импульсов и двух D триггеров, причем счетный вход первого дополнительного счетчика импульсов соединен с выходом импульсного датчика поворота шпинделя, счетный вход второго дополнительного счетчика импульсов с выходом генератора тактовых импульсов, выход старшего разряда первого дополнительного счетчика импульсов присоединен к входу записи данных второго дополнительного счетчика импульсов и к инверсному счетному входу второго D-триггера, выход старшего разряда второго дополнительного счетчика импульсов соединен с прямым счетным входом первого D-триггера, прямой выход которого присоединен к входу данных второго D-триггера, входы установки нуля первого дополнительного счетчика импульсов и обоих D-триггеров соединены с выходом переноса второго дополнительного счетчика импульсов, вход данных первого D-триггера присоединен к уровню логической единицы, инверсный выход второго D-триггера присоединен к входам разрядов данных второго дополнительного счетчика импульсов, а его прямой выход является выходом блока регистрации скорости вращения. 4. The stand according to claim 1, characterized in that the rotation speed recording unit is made in the form of two additional pulse counters and two D triggers, the counting input of the first additional pulse counter connected to the output of the pulse spindle rotation sensor, the counting input of the second additional pulse counter with the output of the clock generator, the high-order output of the first additional pulse counter is connected to the data recording input of the second additional pulse counter and to the inverse counted input at the second D-trigger, the high-order output of the second additional pulse counter is connected to the direct counting input of the first D-trigger, the direct output of which is connected to the data input of the second D-trigger, the zero-setting inputs of the first additional pulse counter and both D-triggers are connected to the output the transfer of the second additional pulse counter, the data input of the first D-trigger is connected to the level of the logical unit, the inverse output of the second D-trigger is connected to the inputs of the bits of the data of the second additional counter pulses, and its direct output is the output of the rotation speed recording unit.
SU5009493 1991-11-19 1991-11-19 Bed for dynamic balancing of wheels RU2036449C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5009493 RU2036449C1 (en) 1991-11-19 1991-11-19 Bed for dynamic balancing of wheels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5009493 RU2036449C1 (en) 1991-11-19 1991-11-19 Bed for dynamic balancing of wheels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2036449C1 true RU2036449C1 (en) 1995-05-27

Family

ID=21588961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5009493 RU2036449C1 (en) 1991-11-19 1991-11-19 Bed for dynamic balancing of wheels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2036449C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698536C1 (en) * 2018-10-09 2019-08-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Device for determining position of the center of mass and moments of inertia of objects
RU2805249C1 (en) * 2022-07-12 2023-10-12 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) Device for determining position of center of mass and moments of inertia of objects

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Станок для балансировки колес WK-18. Технико-эксплуатационная документация. Завод оборудования для технического обслуживания автомобилей, Варшава. *
2. Патент США N 3732737, кл. G 01M 1/22, 1973. *
3. Патент США N 4507964, кл. G 01M 1/22, 1985. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698536C1 (en) * 2018-10-09 2019-08-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Device for determining position of the center of mass and moments of inertia of objects
RU2805249C1 (en) * 2022-07-12 2023-10-12 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) Device for determining position of center of mass and moments of inertia of objects

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4046017A (en) Wheel balancing apparatus
US4213346A (en) Method and apparatus for testing cyclically operated mechanical members for defects
US3194065A (en) Digital vernier torquemeter
US4510809A (en) Device for measurement of amplitude and angular position of an untrue running in a revolving system
US4450529A (en) Method and apparatus for determining encoder accuracy margin in a wheel balancer
CN110186678A (en) High-speed bearing measurement of friction torque system
JPH06281527A (en) Method and equipment for balancing rotating body
US4450728A (en) Vehicle force measurement system
US4004450A (en) Device for measuring impact pulses
RU2036449C1 (en) Bed for dynamic balancing of wheels
US4055842A (en) Digital device for measuring single and multiple impact impulses
US4155255A (en) Read-out system for wheel balancer
JPH0637186B2 (en) Method and apparatus for determining the frequency of use of steering angles
CN100458397C (en) Apparatus for measuring simultaneously vibration and rotation speed of traction motor and method thereof
US4157658A (en) Engine horsepower measurement system
CN104792460A (en) Horizontal test method for revolve-body polar moment of inertia
US3905223A (en) Method of measuring moment of inertia
CN85100389B (en) Dynamic testing method and its app. for the torque-speed characteristics of asynchronous motor
JPH0610813U (en) Encoder device
US3663955A (en) Apparatus for detecting error direction to establish the balanced state of a bridge circuit
Abbott Design of a Moiré fringe torque transducer
JP2521563B2 (en) Method and device for inputting the parameters of a rotating body to the evaluation means of a balance tester
JPH06100615B2 (en) Angular velocity calibrator
CN114964312A (en) Inertial device dynamic error index evaluation method based on high-dynamic centrifugal machine
SU1432771A1 (en) Arrangement for automatically measuring the error of angle converter