SU1613500A1 - Method of stabilizing component dimensions by vibration - Google Patents

Method of stabilizing component dimensions by vibration Download PDF

Info

Publication number
SU1613500A1
SU1613500A1 SU894639561A SU4639561A SU1613500A1 SU 1613500 A1 SU1613500 A1 SU 1613500A1 SU 894639561 A SU894639561 A SU 894639561A SU 4639561 A SU4639561 A SU 4639561A SU 1613500 A1 SU1613500 A1 SU 1613500A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
vibration
processing
vibro
measured
Prior art date
Application number
SU894639561A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Борисович Гозман
Юлий Ильич Малкин
Владимир Дмитриевич Марин
Михаил Михайлович Ярочкин
Original Assignee
Московское Производственное Объединение "Станкостроительный Завод" Им.Серго Орджоникидзе
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 Московское Производственное Объединение "Станкостроительный Завод" Им.Серго Орджоникидзе filed Critical Московское Производственное Объединение "Станкостроительный Завод" Им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU894639561A priority Critical patent/SU1613500A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1613500A1 publication Critical patent/SU1613500A1/en

Links

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и, в частности, может быть использовано дл  обработки литых и сварных деталей дл  стабилизации их размеров. Цель - повышение производительности виброобработки и качества стабилизации за счет уменьшени  времени виброобработки и снижени  погрешности контрол  ее результатов. Виброобработку производ т путем циклического увеличени  и уменьшени  частоты вибрации с нахождением эффективных значений переменной составл ющей фазовых сдвигов, по которой определ ют характер регулировани  скорости повышени  частоты вибрации в течение каждого цикла, причем циклы виброобработки провод т до тех пор, пока величина интеграла не станет меньше допустимой или не стабилизируетс . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to mechanical engineering and, in particular, can be used for machining cast and welded parts to stabilize their dimensions. The goal is to increase the performance of vibration treatment and the quality of stabilization by reducing the time of vibration processing and reducing the error in monitoring its results. Vibration processing is performed by cyclically increasing and decreasing the frequency of vibration with finding effective values of the variable component of phase shifts, which determine the nature of controlling the rate of increase of the frequency of vibration during each cycle, while the vibration processing cycles are performed until the integral value becomes less permissible or not stabilized. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени  и, в частности, может быть использовано дл  обработки литых и сварных деталей с целью стабилизации их размеров.The invention relates to the field of mechanical engineering and, in particular, can be used for machining cast and welded parts in order to stabilize their size.

изобретени   вл етс  повьш1е- ние производительности виброобработки и качества стабилизации деталей за счет уменьшени  времени виброобработки и снижени  погрешности контрол  ее результатов. The invention is to increase the vibration processing performance and the quality of stabilization of parts by reducing the vibration processing time and reducing the error in monitoring its results.

На фиг.1 показана блок-схема реализации способа; на фиг. 2 - вариант вьшолнени  фазоизмерительного блока.Figure 1 shows the block diagram of the method; in fig. 2 shows an embodiment of a phase-measuring unit.

Блок-схема (фиг. 1) содержит обрабатываемую деталь 1, уложенную на эластичные опоры 2, закрепленный на детали 1 вибратор 3 с приводом 4, блок 5 упраьлени , регулирующий частоту вибрации, датчик 6 измерени  силы взаимодействи  вибратора 3 с деталью 1, частотно-зависимые усилители 7 и 8, фазоизмерительный блок 9, детектор 10, блок 11 вьщелени  эффективного значени  измер емого параметра: сумматор 12, двухуровневый измеритель 13 частоты, ключ 14, интегратор 15 и блок 16 логического сравнени . По одному из возможньЕх вариантов вьтсшнени  блок 9 (фиг. 2) содер-  шт одновибраторы 17 и 18 триггер 19 с двум  устойчивыми состо ни ми и инерционный элемент 20, посто нна  времени которого равна примерно дес ти периодам основной частоты вибрации .The block diagram (Fig. 1) contains the workpiece 1, laid on elastic supports 2, mounted on part 1 vibrator 3 with drive 4, control unit 5, regulating the vibration frequency, sensor 6 measuring the interaction force of vibrator 3 with part 1, frequency dependent amplifiers 7 and 8, phase-measuring unit 9, detector 10, unit 11 for determining the effective value of the measured parameter: adder 12, two-level frequency meter 13, key 14, integrator 15 and block 16 logical comparison. One of the possible options for block 9 (Fig. 2) contains one-shot 17 and 18 trigger 19 with two stable states and an inertial element 20, the time constant of which is approximately ten periods of the fundamental frequency of vibration.

Реализаци  способа осуществл етс  следующим образом.The implementation of the method is carried out as follows.

О5 СОO5 CO

слcl

По сигналу запуска рисЕючаетс  привод А и начнчпетс  увеличение частоты 1зибраш1и, скорость нарастани  частоты задаетс  нанр жением U| п сумматоре 12. Сигнал датчика 6 поступает на входы двух усилителей 7 и 8, один из которых - усилитель 7 - выполн ет функции фильтра ничких частот, а второй - усилитель 8 - фильтра высоких частот, благодар  чему на выходе усилител  7 подаап ютс  высокочастотнь е Составл ющие измер емого сигнала, - усиливаемые на выходе усилител  8. Сигналы с выходов обоих усилитрлей поступают на входы одиовибраторов 17 п 18 блока 9. В тот момент, когда потенциальное значение сигналов на выходе одиоиибраторов 17 и 18 превысит предварительно установленный уровень (который, п частности, равен 0), на нх выходах по вл ютс  одинаковые по амплитуде и и myльcы, взаимна  начальна  фаза которых зависит о амплитуды п фазы высокочастотных гар МОНИК в составе сигнала на выходе . усилител  8. Эти пг-а1ул сы поступают Fia вход триггера 19, в результате чего на его пыходе генерируетс  последовательность пмпульсоп, ширина каждого из которых равна величине фазового сдвига между пoJIoжитeльны в (фронтами иктульсов на пходе триггера 19, т.е. величине сдвига между перво гармоникой (сигнал на выходе усилител  7) и сигналом на выходе усилител  Я, тсоторый содержит высокочастотные гармоники силового сигнала, измеренного датчиком 6. Инер1Ц1онный элемент 20Иьц1ел ет среднее значение площади импульсов за период следовани  . ECJUI высокочастотные гармоники измер емог датчиком 6 силового сигнала кратны частоте вибрации, т.е. первой гармонике этого сигнала, то выходной сигнал блока 9 будет равен посто нной величине (см. фиг. 2), котора  определ етс  долей высокочастотных составл ющих на выходе усилител  8 н начальными ycлoви  c. Если высокочастотные гармоники в составе силового сигнала нестационарны, т.е. если они измен ютс  во времени по фазе относительно первой гармоники, то в выходном сигнале блока 9 по витс  переменна  состакп юща , котора  вьщел - етс  детектором 10, а блок 11,  вл  сь инерционным элементом, вьдел - ет эффективное значение этой составAt the start signal, drive A is drawn and the start-ups increase in frequency 1 zibras1i, the rate of increase in frequency is set by the voltage U | An adder 12. The signal of the sensor 6 is fed to the inputs of two amplifiers 7 and 8, one of which, amplifier 7, performs the functions of a false-frequency filter, and the second, amplifier 8, a high-pass filter, so that at the output of amplifier 7, high-frequency The components of the measured signal are amplified at the output of amplifier 8. Signals from the outputs of both amplifiers are fed to the inputs of 17 o 18 vibrators of block 9. At that moment, when the potential value of the signals from the single vibrators 17 and 18 exceeds the preset level (which ry, in particular, is 0), on their outputs, amplitudes of the same magnitude and and versa appear, the mutual initial phase of which depends on the amplitude of the n phase of the high-frequency monics in the output signal. Amplifier 8. These Fg-a1l sy arrive at Fia trigger input 19, as a result of which its sequence generates a pulse sequence, the width of each of which is equal to the magnitude of the phase shift between JI resident in (the fronts of the ictulums at trigger trigger 19, first harmonic (signal at the output of amplifier 7) and a signal at the output of amplifier I, which contains the high-frequency harmonics of the power signal measured by sensor 6. Iner1CIon element 20It indicates the average value of the area of pulses over the following period. The frequency harmonics measured by the sensor 6 of the power signal are multiples of the vibration frequency, i.e. the first harmonic of this signal, the output signal of block 9 will be equal to a constant value (see Fig. 2), which is determined by the fraction of high-frequency components at the output of amplifier 8 the initial harmonics c. If the high-frequency harmonics in the composition of the power signal are transient, i.e., if they vary in time in phase with respect to the first harmonic, then the output signal of block 9 shows a variable component, which is detected by detector 10, and bl ok 11, being an inertial element, the effective value of this composition

00

.„ j ,- 5 - . „J, - 5 -

00

5five

. Сигнал с выхода блока 11 по- стутгает на второй вход сумматора, где происходит его сложение с величиной U( и выдел етс  управлени  скоростью изменени  частоты пибрации, в соответствии с которым по мере увеличени  выходного сигнала блока 11 уменьшаетс  скорость роста частоты вращени  вибратора 3. Этим заме/гп -HUi-M достигаетс  увеличение дл -;те--1ьности виброобработки на тех частотах, на которых измер емое эффективное значение Сг-.ыходной сигнал блока 11) возрастает, т.е. на частотах наибольшего воздействи  вибращ1и на материал детали.. The signal from the output of block 11 is sent to the second input of the adder, where it is added to the U value (and control of the rate of change of the pibration frequency, according to which, as the output signal of the block 11 decreases, the rate of growth of the frequency of rotation of the vibrator 3 decreases. substitution / hp -HUi-M, an increase is obtained for -; those - 1 vibro-processing at those frequencies at which the measured effective value of the Cr-. output signal of the unit 11) increases, i.e. at frequencies of the greatest impact of vibration on the part material.

Перва  гармоника с выхода усилител  7 поступает также на вход измерител  13. Выходом этого измеритйгг   вл ютс  посто нные по величине по- тонн альные сигналы (1), которые возникают но достижении начальной частоты виброобработки f,, и макси- мальноп частоты , задаваемых задатчикани U и U.The first harmonic from the output of amplifier 7 is also fed to the input of meter 13. The output of this meter is constant magnitude signals (1), which occur but reach the initial frequency of vibration processing f ,, and the maximum frequency specified by the setpoint U and U.

При достижении миним.чльной частоты К.ПЮЧ 14 срабатывает на замыкание и интег-ратор 15 начинает суммирование } ыходного сигна.па блока 1 1 . Выход интегратора 15 подаетс  на вход блока 16 логического сравнени , в котором при достижении верхнего пре- j;ejia частоты f о( кс производитс  сравнение значени  выходного сигнала интегратора 15 с допустимой величиной 1 ф. Если при частоте вибрации выходной сигнал интегратора 15 окажетс  меньшим или равным допустимой величине, на выходе блока 16 по витс  сигнал прекращени  виброобработки детали, в соответствии с которым пропзоГщет отключение привода 4. Если же величина выходного сигнала интегратора 15 превысит U, на выходе блока 16 по витс  сигнал быстрого уменьшени  частоты вибранци до нижнего предела и начнетс  повторение цикла виброобработки. В составе блока 16 предусмотрен счетчик количества нлклов, который дает сигнал на прекращение виброобработки в том , когда но истечении заданного количества п интегральна  характеристика на выходе интегратора 15 не снизитс  до тре усмого фовн . На выходе б;1ока 16 по вптс  сигнал, указываю1Ш1й на }|еобходимость повторени  пиброобработки данной деталиWhen the minimum frequency is reached, KFUCH 14 triggers a short circuit and the integrator 15 starts summing} the output signal. Of the block 1 1. The output of the integrator 15 is fed to the input of the logical comparison unit 16, in which, when the upper pre-j; ejia reaches the frequency f o (kc, the output signal of the integrator 15 is compared with the allowable value of 1 f. If at the vibration frequency the output signal of the integrator 15 turns out to be less or equal to the allowable value, at the output of the block 16, the Vits signal to stop the vibro-processing of the part, in accordance with which the drive 4 is disconnected; if the output signal of the integrator 15 exceeds U, then at the output of the block 16, The unit 16 provides a count of nlcls, which gives a signal to stop the vibration processing when, however, after the expiration of a specified number, the integral characteristic at the output of the integrator 15 does not decrease to the third faem At the output of b; 1ka 16, a VPS signal, indicating 1) 1 | need to repeat the processing of this part

51615161

после ее вылеживани  в течение нескольких суток или на необходимость применени  другого, не вибр ациоино- го способа стабилизации размеров деталей .after aging for several days or the need to use another, non-vibrational way of stabilizing the dimensions of the parts.

Применение изобретени  позвол ет сократить врем  виброобработки детали ввиду того, что длительность обработки , проводимой на каждой из чатот , при которых обеспечиваетс  наибольшее воздействие, зависит от величины контролируемого эффективного значени , а результирующа  величина интеграла, характеризующа  стабильность детали, сравниваетс  с допустимым значением сразу же по достижении верхнего предела частоты. Таким образом исключаетс  опасность ухудшени  стабильности детали из-за чрезмерной продолжительности виброобработки . Увеличение чувствительности измерений достигаетс  за счет того, что величина интеграла зависит не только от уровн  эффективного значени  фазовых флуктуации, но и от времени интегрировани , которое само измен етс  обратно пропорционально величине этих же эффективных значений , т.е. получаетс  как бы квадра- тична  зависимость интеграла от интегрируемого параметра. Повышение надежности реализации способа достигаетс  благодар  исключению тактового датчика и измерению колебаний фазового сдвига межцу высокочастотными и низкочастотным составл ющими сигнала одного из того же датчика силы. Минимизаци  времени виброобработки и повышение чувствительности контрол  обеспечивает повьпцение качества стабилизации . Способ создает возможность программного управлени  процессом вибростабилизации. Благодар  повышению объективности оценки результатов контрол  стабильности указанный способ можно примен ть и при обработке деталей машин повышенной и высокой точности вместо используемых до сих пор трудно- и энергоемких методов естественного и термического старени .The application of the invention makes it possible to shorten the time of vibro-processing of the part due to the fact that the processing time carried out at each of the stages at which the greatest impact is ensured depends on the value of the controlled effective value, and the resulting value of the integral, which characterizes the stability of the part, is compared with the acceptable value reaching the upper frequency limit. This eliminates the danger of deterioration in the stability of the part due to the excessive duration of the vibration treatment. An increase in the measurement sensitivity is achieved due to the fact that the integral value depends not only on the level of the effective value of phase fluctuations, but also on the integration time, which itself changes inversely proportional to the magnitude of these effective values, i.e. it is as if the dependence of the integral on the integrable parameter is quadratic. Improving the reliability of the method is achieved by eliminating a clock sensor and measuring fluctuations in the phase shift between the high-frequency and low-frequency components of the signal from one of the same force sensor. The minimization of the time of vibro-processing and the increase in the sensitivity of the control ensure a better quality of stabilization. The method makes it possible to programmatically control the vibration stabilization process. Due to the increased objectivity of the assessment of the stability control results, this method can also be applied in the processing of machine parts of high and high accuracy instead of the previously used hard and energy-intensive methods of natural and thermal aging.

3500635006

Claims (2)

Формула изобретени  1. Способ вибрашгопной стабилизации размеров детали, включающий их виброобработку с помощью вибратора, определение оптимальных частот вибрации , обеспечивающих наибольшее воздействие , и контроль результатов виброобработки посредством анализа коле- 10 баний, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  производительности виброобработки и качества стабилизации деталей за счет уменьшени  времени виброобработки и снижени  по- 15 грешности контрол  ее результатов,Claim 1. Method of vibrating stabilization of part dimensions, including their vibro-processing with a vibrator, determining the optimum vibration frequencies providing the greatest impact, and monitoring the results of vibro-processing by means of vibrational analysis, in order to increase the vibro-processing performance and quality of stabilization details by reducing the time of vibro-processing and reducing the 15 error of control of its results, виброобработку провод т путем циклического изменени  частоты вибрации, при этом в процессе ее повьш1ени  непрерывно измер ют силу, действующую 20 на деталь со стороны вибратора, выдел ют высокочастотные гармонию-с силового сигнала, один раз за период изменени  силы измер ют фазу высокочастотной гармоники относительно пер- 25 вой гармоники силового сигнала, вьще- л ют переменную составл ющую измер емых фазовых сдвигов, определ ют эффективное значение этой переменной составл ющей и регулируют скорость 30 повышени  частоты вибрации в течение цикла обратно пропорционально эффективному значению этой переменной составл ющей , причем на всем интервале роста частоты вибрации осуществл ют интегрирование измер емого эффективного значени , а по достижении верхнего предела частоты величину полученного интеграла сравнивают с допустимой , заданной по технологии вели- 0 ° после чего снижают частоту вибрации до ее нижнего предела и начинают следующий цикл изменени  частоты , повтор   виброобработку до тех пор, пока величина интеграла не станет меньше допустимой заданной по технопогии, или не стабилизируетс .Vibration processing is carried out by cyclically varying the frequency of the vibration, while in the process of increasing it, the force acting on the part from the vibrator is measured continuously, high-frequency harmony is extracted from the signal, and the high-frequency harmonic phase is measured from - 25 harmonics of the power signal, inject the variable component of the measured phase shifts, determine the effective value of this variable component and regulate the speed 30 of increasing the vibration frequency in The cycle is inversely proportional to the effective value of this variable component, and the measured effective value is integrated over the entire frequency range of the vibration frequency, and when the upper frequency limit is reached, the value of the resulting integral is compared with the permissible, specified by the technology, 0 ° and then the frequency is reduced vibrations to its lower limit and begin the next cycle of frequency change, repeat the vibro-processing until the integral value becomes less than the allowable one given technology, or not stabilized. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что пределы циклического изменени  частоты вибрации ус352. The method according to claim 1, characterized in that the limits of the cyclic variation of the vibration frequency are 35 5five Q тананпивают из услови  нахо одени  в каждом цикле не менее трех максиму- мов эффективных значе тй контролируемых фазовых сдвигов.From each condition, Q Q tanganp are at least three maxima of the effective values of the controlled phase shifts in each cycle. «tvi"Tvi сз-spz- 4xj4xj «"
SU894639561A 1989-01-19 1989-01-19 Method of stabilizing component dimensions by vibration SU1613500A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894639561A SU1613500A1 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Method of stabilizing component dimensions by vibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894639561A SU1613500A1 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Method of stabilizing component dimensions by vibration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1613500A1 true SU1613500A1 (en) 1990-12-15

Family

ID=21423775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894639561A SU1613500A1 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Method of stabilizing component dimensions by vibration

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1613500A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3622404,кл. 148/129, 1971. Авторское свидетельство СССР fr 1194023, кл. С 21 D 1/04, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001358534A (en) Amplitude control oscillator and conversion circuit
JP6207732B2 (en) Method and system for controlling the shaft of a turbine generator with a static excitation system to reduce the amplitude of torsional vibrations due to industrial load fluctuations
Pacas et al. Automatic identification and damping of torsional vibrations in high-dynamic-drives
SU1613500A1 (en) Method of stabilizing component dimensions by vibration
JP2778843B2 (en) Active damping device
JPH0348420B2 (en)
RU2014724C1 (en) Process of adaptive control over excitation of synchronous generator
RU2312368C2 (en) Method of measuring quality factor of resonator
JPH0234008A (en) Driver for ultrasonic vibrator
SU1192372A1 (en) Device for vibration stabilization of workpiece dimensions
SU762528A1 (en) Apparatus for dynamically balancing rotors
CN113296397B (en) Method and device for quickly starting vibration of gyroscope based on parameter excitation
SU1194023A1 (en) Method of vibration stabilization of workpiece dimensions
SU798636A1 (en) Dielectric humidity meter
SU1694659A1 (en) Method of eliminating inner stresses in parts by vibration
SU885853A1 (en) Pulse unit step transit function determination method
JPH034090B2 (en)
RU2174252C1 (en) Method and self-tuning follow-up system for adaptive antiresonance correction of unsteady frequency response characteristics of oscillatory controlled entity
SU959049A1 (en) Method of forming amplitude-stabilized oscillation in oscillation system of closed loop type
SU767661A1 (en) Device for measuring resonance and antiresonance frequencies of piezoceramic resonators
SU1411599A1 (en) Method of determining damping factor of mechanical system
Riganti Subharmonic solutions of the duffing equation with large non-linearity∗
SU1552067A1 (en) Apparatus for measuring characteristics of internal friction
RU2086993C1 (en) Method for measuring of resistance losses in oscillating circuits and device which implements said method
SU777576A1 (en) Method of monitoring the solidifying of concrete