SU1268629A1 - Устройство дл вибрационной обработки детали - Google Patents

Abstract

ИзобретенКе относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  снижени  уровн  внутренних напр жений и стабилизации размеров отливок и сварных конструкций из различных материалов. Цель изобретени  повьшение производительности за счет повьшени  точности определени  полезной энергии процесса виброобработки. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что процесс виброобработки осуществл етс  путем поиска резонансных частот по периметру,  вл ющемус  функцией полной мощности, подводимой к вибровозбудителю, тока двигател  вибровозбудител , сопротивлени   корной цепи двигател , частоты вращени  дви (Л гател  и последукнцей работе на найденных резонансных частотах. 1 з-,п. ф-лы, 3 ил.

Description

N0 О5 ОО CD

IN:) Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  снижени  уровн  внутренних напр  жений и стабилиза.1Д1И размеров отливок и сварных конструкций из различных материалов. Целью изобретени   вл етс  повыше ние производительности за счет повышени  точности определени  полезной энергии процесса виброобработки и эффекта диссипации. На фиг.1 изображена структурна  схема устройства дл  вибрационной обработки конструкций и деталей; на фиг,2 - функциональна  схема устройства; на фиг. 3 - структурна  схема устройства функциональной коррекции, Устройство содержит преобразователь 1 вентильный, электродвигатель 2, вибровозбудитель 3дебалансный и кинематически св занный с ним тахоге нератор 4, выход которого соединен с первым управл ющим входом преобразовател  1 вентильного, переключатель 5, генератор 6, блок 7 поиска и формировани  режима виброобработки преобразователь 8 измерительный мощности , блок 9. определени  эффекта ди сипации, кнопку 10 дл  запуска устро ства, блок 11 функциональной коррекции и тахометрический мост 12. Первый управл ющий вход блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки соединен с выходом генератора 6 и управл ющим входом блока 9 определени  эффекта диссипации, выход которо го соединен с вторым управл ющим входом блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки, третий и четвертый управл ющие входы блока 7 пои ка и формировани  режима виброобработки соединены соответственно с пер вым и вторым выходами переключател  5, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым :выходами блока 7 поиска и . формировани  режима виброобработки, третий выход которого соединен с вто рым управл ющим входом преобразовате л  1 вентильного, а информационный вход блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки соединен с входом блока 9 определени  эффекта диссипации и выходом блока 1I функциональной коррекции. Первый и второй входы блока 11 функциональ.ной коррекции соединены соответственно с первьтм и вторым информационными выходами по току и напр жению преооразовател  венти.пьного и первым и вторым информационными входами преобраз-рвател  8 мощности, выход которого i соединен с третьим входом блока 11 функциональной коррекции. Четвер-. г тый вход блока 11 функциональной коррекции соединен с выходом тахогенератора 4, а п тый вход блока 11 функциональной коррекции - с выходом тахометрического моста 12 по электродвижущей силе. Силовой вход тахометрического моста 12 соединен с вентильным преобразователем, а силовой выход его - с электродвигателем. Блок 11 функциональной коррекции (фиг.З) содержит первьш блок 13 разности , умножитель 14, второй блок 15 разности, делитель 16. Причем первый вход блока 11 функциональной коррекции  вл етс  первым входом умножител  14, второй вход которого соединен с выходом первого блока 13 разности. Первьй и второй входы первого блока 13 разности  вл ютс  соответственно вторым и п тым информационными входами блока функциональной коррекции. Выход умножител  14 соединен с первым входом второго блока 15 разности, второй вход которого  вл етс  третьим входом блока 11 функциональной коррекции. Выход второго блока 15 разности соединен с первым входом делител  16, второй вход которого  вл етс  четвертым информационным входом блока функциональной коррекции, а выход делител  16 выходом блока 11 функциональной коррекции . Блок 7 поиска и формировани  режима виброобработки может состо ть из последовательно соединенных ключа 17, реверсивного счетчика 18, цифроаналогового преобразовател  19, а также элементов И 20, ИЛИ 21, запоминающего блока 22, определител  23 экстремумов (например, экстремум детектор и ключ), компаратора 24 и формировател  25 начала записи (например, схема „ сравнени  кодов). Первый вход ключа 17  вл етс  первым управл ющим входом блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки, второй вход ключа со йинен с первым входом элемента И 20 и выходом компаратора 24, третий вход ключа соединен с вторым выходом переключател  5 и  вл етс  четвертым управл ющим входом блока 7 3 поиска и формировани  режима виёрооб работки,.выход ключа 17 подсоединен к входу реверсивного счетчика 18, управл ющий вход которого  вл етс  третьим управл ющим входом блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки и соединен с первым выходом переключател  5 и первым входом элемента ИЛИ 21, первый и второй выходы реверсивного счетчика 18  вг. ютс  соответственно первым и вторым выходами блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки, третий выход реверсивного счетчика 18 соеди нен с цифроаналоговым преобразователем 19, выход которого  вл етс  тре тим выходом блока 7 поиска и формиро вани  режима виброобработки, информа ционным входом запоминающего блока 22, входом формировател  25 начала записи и первым входом компаратора 24, второй вход которого соединен с выходом запоминающего блока 22, вход 1Считыванйе запоминающего устройства 22 соединен с выходом элемента ИЛИ 21, второй вход которого соединен с выходом элемента И 20, а первы вход элемента И  вл етс  вторым управл ющим входом блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки, а вход запоминающего блока 22 соединен с выходом определител  23 эЛ;тре мума, управл ющий вход которого соединен с выходом фop шpoвaтeл  25 начала записи, информационный вход, определител  23 экстремумов  вл етс  информационным входом блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки Блок 9 определени  эффекта диссипа1щи может состо ть из аналого-цифрового преобразовател  26, первого 27 и второго 28 элемент.ов И триггера 29, формировател  30 модул  разности ( например, сумматор в режиме- вычитаг тел  кодов), делитель 31, компаратор 32, элемент 33 коррекции (например, рчетчик). Вход аналого-цифрового преобразовател  26  вл етс  входом блока определени  эффекта диссипации а выход аналого-цифрового преобразова тел  26 соединен с первыми входами первого 17 и второго 28 элементов И| вторые входы которых подсоединены соответственно к первому и второму выходам триггера 29, вход которого  вл етс  управл ющим входом блока 9 определени  эффекта диссипации, выход первого элемента И 27 соединен с 629 первым входом формировател  30 модул  разности, выход второго элемента И 28 соединен с вторым входом формировател  30 модул  разности и с первым входом делител  31, второй вход которого соединен с выходом формировател  30 модул  разности, а выход делител  31 - с первым входом компаратора 32, второй вход которого соединен с выходом элемента 33 коррекции , выход компаратора 32  вл етс  выходом блока 9 определе.ни  эффекта диссипации. Переключатель 5 содержит триггер 34 и элемент И 35, причем первый вход триггера 34  вл етс  первым входом переключател  5 и соединен с вторым выходом блока 7 поиска и формировател  режима виброобработки . Второй вход триггера 34  вл етс  управл ющим входом устройства дл  вибрационной обработки конструкций и деталей. Выход триггера 34  вл етс  первым выходом переключател  5 и соединен с первым входом элемента И 35, второй вход которого  вл етс  вторым входом переключател  5, а выход элемента И 35 - вторым выходом переключател . Переключатель 5, а также блоки формировани  режима виброобработки и определени  -эффекта диссипации могут быть выполнены на базе интегральных микросхем или . другой универсальной серии элементов. Устройство работает следующим образом . Лри подключении напр жени  питани  устройство приводитс  в положение , при котором все элементы устрой-, ства устанавливаютс  в исходное нулевое состо ние. При нажатии кнопки 10 на выходе переключател  5 формируетс  сигнал разрешени  на запуск блока 7 формировани  режима виброобработки (четвертый вход) и разрешаетс  прохождение импульсов от тактового генератора 6. Триггер 34 переключател  5 устанавливаетс  в положение, при котором на управл ющий вход реверсивного счетчика 18 блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки првтупает сигнал, перевод щий его в режим сложений. Одновременно этот сигнал поступает на первый вхйд элеента И 35 переключател  5,, на вто- ой вход которого поступает разреающий сигнал с первого выхода реерсивногО счетчика 18 блока 7 поиска и формировани  режима виброоб-работки . Таким образом, при нгшатии кнопки 10 ключ 17 блока 7 открываетс  и импуЛьсы с генератора 6 поступают на вход реверсивного счетчика 18 блока 7 и с этого момента начинаетс  поиск и формирование режима виброобработки блоком 7

Процесс виброобработки, ос пцествл емый устройством, заключаетс  в поиске резонансных частот по параметру L как функции частоты и последующей работе на найденных резонансных частотах, причем

L

cJ

где Р - полна  мощность, подводима 

К; вибровозбудителю| I -;ток ( двигател  вибровозбудител  в  корной цепи; R - сопротивление  корной цепи

двигател ; со - частота вращени  двигател .

Параметр L, используемый поиска резонансных частот и определени  эффекта диссипации, формируетс  блоком 11 функциональной коррекции. Формирование параметра L осуществл етс  следук цим образом. Преобразователь 1 вентильный, регулирутащр.1й напр жени  питани , питает двигатель 2 через тахометрический мост 12, с которого значение электродвижущей силй Е, вырабатываемой электродвигателем согласно баланса напр жений

и I-R.+ Е,

где и -.подводимое напр жение от преобразовател  1 вентильного, поступает на п тый вход блока 11 функциональной коррекции.

Значени  тока.I и напр жени  U, подводимого к двигателю, снимаютс  с информационных выходов преобразовател  1 вентильного и поступают соответственно на первый и второй вход преобразовател  8 мощности и на первый и вход блока 11 функциональной коррекции. На третий Е1ход блока 11 функциональной коррекции поступает сигнал, пропорциональный полной мощности Р, с выхода преобразовател  8 мощности, а на четвертый вход поступает сигнал, пропор.ц;иональ ный частоте вращени  двигател , с выхода тахогенератора 4.

Сигналы по электродвижущей силе Е и напр жению U в блоке функциональ-ной коррекции поступают на первый и второй входы блока 13 разности, с выходной сигнал которого, пропорциональный произведению R, поступает на второй вход умножител  14, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный току I, в результате

О чего на выходе умножител  14 вьцрабатьшаетс  сигнал, пропорциональный потер м мощности на активном сопротивлении  корной цеди .

Во втором блоке 15 разности из

5 сигнала, пропорционального мощности Р, который подаетс  по первому входу, исключаетс  сигнал, пропорциональный потер м на активном сопротивлении  корной цепи. Выходной сигнал второ0 го блока 15 разности, пропорциональный мощности, затрачиваемой на возбуждение механических колебаний дл  повышени  чувствительности определег-. ни  эффекта диссипации в рабочем диа5 пазоне резонансных частот, линеаризуетс  путем делени  на сигнал, пропорциональный частоте вращени  аз двигател  2 делителем 16.

Таким образом, на(выходе делител 

0 16, т. е., на выходе блока 1 1 функциональной коррекции, выходной .сигнал . пропорционален параметру L, который используетс  определени  pe3o-,i -: нансных частот и эффекта диссипации.

, Поиск и формирование, режима виброобраб .отки начинаетс  с разгона двигател  2. Код реверсивного счетчика 18 Преобразуетс  в цифроаналоговом преобразователе 19 в ступенчато наQ растающее по линейному закону напр жение , которое поступает на второй управл ющий вход вентильного преобразовател  1 и через тахометрический мост 12 питает электродвигатель 2,

5 который приводит во вращение йебалансный вибровозбудитель 3. Стабилизаци  частоты осуществл етс  обратной св зью по частоте вращени  двигател  с помощью тахогенератора 4.

Измерение мощности, потребл емой электродвигателем 2, осуществл етс  с помощью измерительного преобразовател  8 мощности. Выходной сигнал по мощности с измерительного преобра5 зовател  8 мощности поступает в блок 11 функциональной коррекции,.где преобразуетс  вместе с сигналами по

электродвижущей силе,, частоте, току и напр жению в параметр L, поступающий в определитель 23 экстремума бло ка 7, который анализирует по парамет ру L наличие экстремумов и при наличин их формиру.т короткий импульс. Этот импуЛьс  вл етс  сигналом управ лени  на запись кода соответствующего частоте вращени  электродвигател  2. Сигнал Запись по вл етс  на выходе определител  23 экстремума толь ко при наличии разрешающего сигнала на управл ющем входе определител  23 экстремума с формировател  25 начала записи. Поэтому запись кодов резо нансных частот в запоминающий блок 22 начинаетс  с определенной частоты вращени  электродвигател , задаваемо оператором в устройстве формировани  цачала записи. Как только код с вы }сода реверсивного счетчика 18, посту паюпщй .на вход формировател  25 нача ла записи, будет равен заданному (ус тановленному оператором), на его выходе по вл етс  сигнал, разрешающий прохождение сигнала Запись с определител  23 экстремума в запоминающий блок 22-. По команде Запись код реверсивногосчетчика 18, соответ- ствующий частоте резонансного пика, поступает в запоминающий блок 22. Таким образом, при подъеме частоты вращени  электродвигател  2 коды, соответствукидие резонансным частотам, фиксируютс  в запоминающем блоке 22. При достижении допустимой верхней граничной частоты на втором выходе реверсивного счетчика 18 .формируетс  сигнал, который перебрасьшает триггер 34 в положение при котором реверсивный счетчик 18 блока 7 переводитс  в режим вычитани . На выходе запоминанлцего блока22 устанавливаетс  код частоты верхнего резонансного пика, который сравниваетс  в первом KOMnajiaTope 24 со значением кода, соответствующегозначению измен ющейс  вниз частоты вибрации, формируемого на третьем выходе реверсивного счетчика 18. Как только эти коды будут равны на выходе компаратора 24 по вл етс  сигнал, запрещающий про-« хождение импульсов с генератора 6 через ключ 17 на реверсивный счетчик 18. При этом частота возбу одаемых виброкхотебаний соответствует частоте верхнего резонансного пика. Процесс виброобработки на резонансной частоте Продолжаетс  до тех пор, пока наблюдаютс  изменени  относительного значени  мощности и соответственно параметра L вьше значени  сигнала с устройства 33 коррекции, равного значению напр жени ,.соответствунлдего порогу чувствительности блока 9 определени  эффекта диссипации. Если напр жение относительного изменени  мощности меньше или равно порогу чувствительности блока 9, то на выходе компаратора 32 формируетс  сигнал, служащий разрешению считывани  кода частоты следующего резонансного пика, Порог чувствительности блока 9 определени  эффекта диссипации устанавливаетс  оператором. Сигнал с выхода компаратора 32 проходит через второй вход элемента И 20 блока 7 поиска и формировани  режима виброобработки, на первом входе которого присутствует разрешанмций сигнал с выхода компаратора 24 и элемент ИЛИ 21 на вход Считывание запоминающего бдока 22. На выходе запоминающего блока 22 по вл етс  код частоты следующего по счету (сверху) резонансного пика. Процесс виброобработки повтор етс  на новой резонансной частоте и т.д. Если отсутствует относительное изменение мощности потребл емой электродвигателем , виброобработка на данной частоте резонансного пика прекращаетс  и на выходе запоминающего устройства 22 ( по вл етс  код частоты следукщего аа ним резонансного пика. Относительное изменение параметра L формируетс  согласно выражению , ( L,) ь --f- где L, и текущее и последующее значение параметра, соответствующее коды которых формируютс  на выходе аналого-цифрового преобразовател  26 на текущем и последующем такте измерени  мощности. В зависимости от состо ни  триггера 29 ксщ, соответствующий значению параметра L на данном такте измерег. ни , через первый 27 и второй,28 элементы И поступает на первый или второй вход формировател  30 модул  разности кодов. Код, соответствукмций значению разности параметров L двух тактов измерени , поступает в делит тель 31, где делитс  на код значени  параметра на текущем такте измерени .

Выходной сигнал (код) d делител  31, пропорциональный относите л изменению параметра L, поступает по первому входу компаратора 32, где происходит проверка на наличие эффекта диссипации

Дл  этого на второй вход компаратора 32 подключен элемент 33 коррекции , с помощью которого задаетс  порог чувствительности блока 9 определени  эффекта диссипации.

После выполнени  процесса виброобработки наг последней резонансной частоте частота вращени  электродвигател  2 продолжает снижатьс  до тех пор, пока код в реверсивном счетчике 18 не станет равным нижней граничной частоте вращени  электродвига1тел  2, т.е. частоте вращени , код которой соответствует., например, единице .:младшего разр да. При этом сигнал с первого вькода счетчика 18 реверсивного поступает в переключатель 5 на второй вход триггера 34. Ключ 17 блока 7 закрываетс , процесс виброобработки считаетс  законченным.

Применение в устройстве блока , функциональной коррекции в сочетании с тахометрическим мостом позвол ет исключить .рли ние помех, возникающих при определении энергочастотных характеристик реальных объектов из-з наличи  тепловых потерь в электродвигателе вибровозбудител  и компенсировать вли ние температуры двигател  на точность оценки энергии: вибрации . .По предварительным расчетам применение предлагаемого устройства дл  вибрационной обработки деталей рипа валов и корпусов редукторов иожет повысить производительность труда на 2-3%, при этом обеспечиваетс  качественна  регистраци  энергочастотных характеристик детали в процерсе виброобработки.

Claims (2)

1. Устройство дл  вибрационной обработки детали, содержащее вентиль ный преобразователь, электродвигатель , дебалансный вибровозбудитель, тахогенератор, переключатель, генератор , блок поиска и формировани  режима виброобрдботки, преобразова-.. тель мощности и блок определени  эффекта диссипации, причем выход электродвигател  соединен -с дебалансным

вибровозбудителем, выход которого через тахогенератор соединен с первым входом вентильного преобразовател , первый вход блока поиска и формировани  режима виброобработки соединен с выходом генератора и первым входом блока определени  эффекта диссипации, выход которого соединен с вторым входом блока поиска и формировани  режима виброобработки, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами переключател , первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока поиска и формировани  режима виброобработки, третий выход которого

соединен с вторым входом вентильного преобразовател , отличающеес   тем, что, с целью повьшенн  производительности за счет повьшени  точности определени  полезной энергии процесса виброобработки и эффекта диссипации, оно снабжено тахометрическим мостом и блоком функциональной коррекции, причем выход блока . функциональной коррекции соединен с входом блока определени  эффекта диссипации и с информационным входом блока поиска и формировани  режима виброобработки, а первый и второй входы блока функпд1ональной коррекции соединены соответственно с первым и вторым выходами вентильного преобразовател  и первым и вторым входами преобразовател  мощности, выход которого соединен с третьим входом блока функциональной коррекции, четвертьй и п тьш входы которого соединены соответственно с выходом тахогенератора и выходом тахометрического моста , вход тахометрического моста соединен с вентильным преобразователем , а силовой выход - с электродвигателем .

2. Устройство поПо1, отличающеес  тем, что блок функциональной коррекции содержит два блока разности, умножитель и делитель, при|чем первый вход блока функциональной коррекции  вл етс  первым входом умножител , второй вход которого соединен с выходом первого блока разности , первый и второй входы .которого  вл ютс  соответственно вторым и п тым информационньп 1и входами блока функциональной коррекции, выход умножител  соединен с первым входом второго блока разности, второй вход ко111268629 2

торого  вл етс  третьим входом блока  вл етс  четвертым информационным функциональной коррекции, выход вто- входом блока функциональной коррекрого блока разности соединен с первым ции, а выход делител   вл етс  выховходом делител , второй вход которого дом блока функциональной коррекции.

Фиг. 1