SU134999A1

SU134999A1 - Recorder for continuous monitoring of the kinematic error of the gears and measurement of the angles of rotation

Info

Publication number: SU134999A1
Application number: SU660627A
Authority: SU
Inventors: В.В. Тимченко
Original assignee: В.В. Тимченко
Priority date: 1960-03-31
Filing date: 1960-03-31
Publication date: 1960-11-30

Description

Известны самопишущие приборы дл непрерывного контрол кинематической погрешности передач и измерени углов поворота с применением в качестве промежуточного источника - электрической энергии, регистраторов углового поворота и устройства, записывающего сигналы от контролируемых конечных звеньев. Однако эти приборы не обеспечивают возможности измерений относительного рассогласовани угловых поворотов конечных звеньев особо точных передач.Recording instruments are known for continuously monitoring the kinematic error of gears and measuring angles of rotation using electrical energy, angular rotation recorders and a device that records signals from monitored final links as an intermediate source. However, these devices do not provide the possibility of measuring the relative mismatch of the angular turns of the final links of particularly accurate gears.

В предлагаемом приборе этот недостаток устранен благодар выполнению регистраторов углового ловорота в виде круговых емкостных преобразователей (датчиков). Один из этих датчиков состоит из статора и ротора, жестко св занного с первым контролируемым звеном, а второй- .из двух полудатчиков с общим ротором, вращающимс от индивидуального привода, и двум статорами - одним неподвижным и другим - медленно вращающимс (тихоходным) от второго конечного звена контролируемого механизма. Кроме того, питание датчиков переменным током дает возможность сфазировать их исходное положение и производить контроль при периодических остановках кинематической цепи. В приборе также применены усилители частоты сигналов датчиков , преобразователь частот и фазовый дискриминатор.In the proposed device, this disadvantage is eliminated due to the execution of the angular dodge recorders in the form of circular capacitive transducers (sensors). One of these sensors consists of a stator and a rotor rigidly connected to the first controlled link, and the second from two semi-sensors with a common rotor rotating from an individual drive and two stators one fixed and the other slowly rotating (low-speed) from the second the final link of the controlled mechanism. In addition, the power supply of the sensors with alternating current makes it possible to rephrase their initial position and to carry out monitoring with periodic stops of the kinematic chain. The device also uses frequency amplifiers of the sensor signals, a frequency converter, and a phase discriminator.

На чертеже изображена блок-схема прибора.The drawing shows a block diagram of the device.

В качестве регистраторов углового поворота черв ка и колеса (черв чной пары /) используютс емкостные преобразователи (датчики) а и Ь. Датчик а состоит из ротора 2 и статора 3. На наружной стороне статора нарезаны зубцы. Ротор 2, жестко св занный с черв ком, приводитс во вращение от двигател 4 через эластичную 5 и маховик 6. Датчик Ь состоит из двух полудатчиков, имеющих роторы 7 и 5Capacitive transducers (sensors) a and b are used as recorders of the angular rotation of the screw and the wheel (screw of the pair /). The sensor a consists of a rotor 2 and a stator 3. The teeth are cut on the outside of the stator. The rotor 2, which is rigidly connected to the worm, is driven into rotation from the engine 4 through an elastic 5 and flywheel 6. The sensor b consists of two half-sensors having rotors 7 and 5

№ 134999 2 и статоры 9 и 10. Роторы 7 и S жестко св заны между собой и П1)ивод тс во вращение через эластичную муфту // от двигател 12,No. 134999 2 and stators 9 and 10. The rotors 7 and S are rigidly connected to each other and P1) and driven into rotation through an elastic sleeve // from the engine 12,

Статор 10 полудатчика неподвижен, а статор 9 вращаетс от колеса черв чной пары /, с которым он жестко св зан через телескопическое соединение 13 и шарнир 14. Минимальна величина эксцентриситета между ос ми их вращени составл ет 0,001 мм. Увеличение этого значени может привести к значительным рассогласовани м в углах поворота колеса черв чной пары / и св занного с ним статора 9, а следовательно , к недопустимым погрешност м измерени .The stator 10 of the half-sensor is stationary, and the stator 9 rotates from the worm gear pair / with which it is rigidly connected through the telescopic joint 13 and the hinge 14. The minimum value of the eccentricity between the axes of their rotation is 0.001 mm. Increasing this value can lead to significant discrepancies in the angles of rotation of the worm gear pair / and the stator 9 associated with it, and, consequently, to unacceptable measurement errors.

Датчик а питаетс от источника переменного тока 15, а полудатчики датчика b от таких же источников 16 -и 17.Sensor a is powered from an alternating current source 15, and sensor b sensors from the same sources 16 and 17.

При вращении роторов датчиков а иЬ измен етчг относительное положение выступов их нарулсных и внутренних зубцов, а следовательно, мен етс площадь активных участников обкладок конденсатора, в св зи с чем пропорционально их активной площади периодически измен етс емкость. Цикл колебани емкости, а следовательно, и тока, совершаетс при угловом развороте роторов и статоров на угол, где z - число зубцов датчика. Дл контрол особо точных кинематических цепей {поворотных столов координатно-расточных станков, точных приборов, маточных зуборезных станков и др.) погрешность работы датчика, св занного с черв чным колесом, а при малых передаточных отношени х и датчика входного звепа, до.чжна быть значительно снижена.When the rotors of the sensors a and b rotate, they change the relative position of the projections of the outer and inner teeth, and consequently, the area of the active participants of the capacitor plates changes, and therefore the capacitance varies periodically in proportion to their active area. The oscillation cycle of the capacitance, and consequently, the current, occurs at an angular rotation of the rotors and stators at an angle, where z is the number of teeth of the sensor. To control especially accurate kinematic chains {rotary tables of coordinate-boring machines, precision instruments, uterine gear cutting machines, etc.), the error of the sensor connected with the worm gear, and at low gear ratios and the input gear sensor, should be significantly reduced.

Дл этого в качестве преобразовател угловых поворотов черв чного колеса примен етс датчик b с двум полудатчиками 9-5 и 7-10, имеющих общий ротор 8-7, получающий вращение от электродвигател 12.For this purpose, a b sensor with two semi-sensors 9-5 and 7-10, having a common rotor 8-7, received rotation from the electric motor 12, is used as a converter of the angular turns of the worm gear.

Вращение ротора со скоростью 15. 7 оборотов в секунду с такой же периодичностью вли ет на повторение ошибок датчика Ь, но применение инерционного регистрирующего прибора обеспечивает его нечувствительность к быстро измен ющимс величинам (ошибкам датчика) и нормальную чувствительность к медленно измен ющимс (ошибкам цепи делени ). Еще лучшим способом выделени полезного сигнала вл етс установка электрических фильтров, не пропускающих частоты 15 гц.Rotation of the rotor at a speed of 15. 7 revolutions per second with the same periodicity affects the repetition of sensor errors b, but the use of an inertial recording device ensures its insensitivity to rapidly changing values (sensor errors) and normal sensitivity to slowly changing (dividing circuit errors). ). An even better way to isolate a useful signal is to install electrical filters that do not pass frequencies of 15 Hz.

Разностную частоту сигнала от датчика b получают в смесителе 18 после предварительного усилени в усилител х 19 и 20.The difference frequency of the signal from sensor b is obtained in mixer 18 after preamplification in amplifiers 19 and 20.

Сигналы от датчика а, усиленные в усилителе 21, и сигналы от смесител 18 с частотой / сравниваютс по фазе измерительным записывающим прибором 22. Прибор проградуирован в угловых единицах, пропорциональных фазовому сдвигу.The signals from sensor a, amplified in amplifier 21, and the signals from mixer 18, with frequency / are compared in phase with a measuring recorder 22. The device is calibrated in angular units proportional to phase shift.

Так как питание датчиков производитс переменным током, то имеетс возможность сфазировать исходное положение датчиков, не враща систему: ротор 2 - черв чна пара / - статор 9, и производить контроль с периодическими остановками кинематической цепи.Since the sensors are powered by alternating current, it is possible to phase the initial position of the sensors without rotating the system: rotor 2 — steam worm / —stator 9, and control with periodic stops of the kinematic chain.

При малом передаточном отношении контролируемой передачи дл повышени точности измерени в качестве датчика а следует примен ть датчик, аналогичный b (в равной мере и дл больших передаточных отношений, когда / благодар незначительному числу зубцов и оборотов входного звена мало дл надежной работы емкостного преобразовател ).With a small gear ratio controlled transmission to improve the accuracy of measurement as a sensor a, a sensor similar to b should be used (equally for large gear ratios, when / due to the small number of teeth and revolutions of the input link it is not enough for reliable operation of the capacitive converter).

Идентичность кривых датчиков а и b достигаетс опытной подгонкой профил зубцов и напр жением их питани , и при этом контроль кинематической точности производитс непрерывно.The identity of the curves of the sensors a and b is achieved by experimentally fitting the profile of the teeth and the voltage of their power, and at the same time the control of the kinematic accuracy is performed continuously.

Весь контроль продолжаетс несколько минут, и его результаты записываютс в виде кривой кинематической погрешности цепи делени передач .The entire control lasts for several minutes, and its results are recorded as a kinematic error curve of the transmission division circuit.