SU1649275A1 - Устройство дл автоматической балансировки роторов гироскопов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к балансировочной технике гироскопических приборов. Цель изобретени  - повышение точности и производительности балансировки. Это достигаетс  проведением балансировки гироскопов в автоматизированном режиме в три этапа, На первом этапе провод тс  определение и коррекци  динамического дисбаланса ротора гироскопа 7. По сигналам с двухканального блока 13 приведени  ротора в нулевое положение и датчиков 10 опор

Description

Изобретение относитс  к балансировочной технике и может быть использовано дл  балансировки роторов гироскопов, в частности динамически настраиваемых гироскопов .

Целью изобретение  вл етс  повышение точности и производительности балансировки .

На фиг. 1 изображено устройство д   автоматической балансировки роторов гироскопов , общий вид; на фиг, 2 - управл ющий синхронизатор фазы вращени  модул ционного диска; на фиг. 3 - схема блока управлени  лазером.

Устройство дл  автоматической балансировки роторов гироскопов содержит ос нование 1, закрепленный на нем вибровозбудитель 2 с вибростолом 3, корректирующий лазер 4, фокусирующий объектив 5, расположенный нз пути лазерного луча, установленное на вибростоле герметичное приспособление 6, в котором закреплен гироскоп 7, с возможностью поворота корпуса гироскопа вокруг оси его собственного вращени  и имеющее патрубок со светопропускакщей пластиной 8 и Блок 9 вакуумировани , датчик 10 опорного сигнала гироскопа, выход которого через управл ющий фазовращатель tl св зан с входам вибровсзбудитфп  2, блок 12 питани  гироскопа 7, последовательно соединенные рвухканальный блок 13 приведени  DO гора s нулевое положение, блок 14 определени  дисбаланса ротора, второй выход которого св зан с блоком 1В управлени  микроЭВМ IS, оналого-цифоовой преобразователь 17 и процессор 18 указанной миг.роЭВМ , У вход щего в микроЭВК. 16 блока 15 управлени  четьертый выход соединен с вюрым входом блока 13 приведени  роторе в нулевое положение, п тый - с вюрым входом управл ющегофазоврсщашл  1 изстой и седьмой - с бликом поворота корп/сз гироскопа Еврметичного приспособлени , дес тый - с блоком 12 питани  гироскопа 7, одкн- надцз ый - с блоком 9 вакуумирозани , двенадцати - с первым входом корректирующего зера 4

Кроме того, в устройг.м е дл  эвтомат - зироваиной балансировки роторов фокусирующий объект МБ выпслнан с возможное о перемещена в вертикальной направлении и св зан с блоками 8 и 9

выходами блока 15 управлени  и а него на пути лазерного луча введен модул ционный диск 19 с прорезью 20, вращающийс  от синхронного привода 21, управл емый блок 22 синхронизации модул ционного диска

19 и бгч,ч 23 синхронизации корректирующего /пзера. причем пераый, агорой .i -pe- тий входы управл емого блока 12 синхронизации соедиь 5ны с CGOTBPrcreyso- щими выходами бпока 15 упрр лени , четвертый вход управл емого бпока синхронизации соединен с выходом 13 блока 15 управлени , п тый - с выходом датчика 10 опорного сигнала гироскопа, шестой с первым выходом блока 23 синхронизации корректирующего лазера, первый и второй выходы управл емого блока синхронизации соединены с обмотками привода 21. третий четвертый и п тый - с первым, вторым и третьим входом блока 23 синхронизации корректирующего лазера, второй выход которого соединен с вторым входом корректа- рующего лазера 4, а четвертый - с модул ционным диском 19.

Вновь введенный управл емый блок 22 синхронизации выполнен в виде генератора напр жени  двухфазного двигател , включающего последовательно соединенные генератор 24 переменного сигнала, делитель 25 частоты, расщепитель 26 фаз и усилители 27 и 28 мощности в каждой фазе, имеющие выходы, соединенные соответственно с первым и вторым выходами управл емого блока синхронизации, в который между генератором переменного сигнала и делителем частоты дополнительно введен управл емый делитель 29 частоты, а также введены последовательно соединенные первый триггер 30 и первый элемент И 31, выход которого соединен с первым управл емым входом делител  29 частоты, второй триггер 32 и второй элемент И 33, выход которого соединен с вторым управл ющим входом делител  29 частоты, фазометр 34, входы которого соединены с п тым и шестым входом управл емого блока синхронизации , блок 35 сравнени , вход В которого соединен с четвертым входом управл емого блока синхронизации и третий элемент И 36, выход которого соединен с третьим п- равл ющим входом делител  29 частоты. причем первый вход управл емого блока синхронизации соединен с S-входом первого триггера 30, второй вход - с R-входом второго триггера 32, третий вход - с R-вхз- дом первого триггера 30 и с входом второго триггера 32. Выход второго триггера 32 соединен с вторым входом третьего элемзнт И и с четвертым выходом управл емого блока синхронизации. Второй выход блока сравнени , фиксирующий равенство фаз, соединен с вторым входом первого элемента И 31 и с третьим выходом управл емого блока синхронизации. Третий выход блока сравнени  (А В)соединен с вторым входом второго элемента И 33, а выход генератора переменного сигнала соединен с п тым выходом управл емого блока синхронизации ,

Вновь введенный блок 23 синхронизации корректирующего лазера содержит последовательно соединенные делитель 37 частоты, подключенный через R-вход триггера 38, элемент И 39, а также датчик 40

опорного сигнала модул ционного диска, аыход которого соединен с четвертым входом элемента И 39 и с пзрвым выходом блока 23 синхронизации лазера, гфичзм 5 вход делител  37 частоты соединен с первым входом блока синхронизации корректирующего пазера, второй третий входы которого соединены с соответствующими входами элемента И 39. а э тмекта И 10 соецикен с S-входом i сиггео  38 л с вторым выходом блока 23 синхог-. мзэци; корректирующего лэзерэ,

11 строиство па отасг следу ощим обра- зсм

155а таксируемы:, гироскоп 7 устанавливзе с  в приспособление 6, закрепленное на бпоростоле 3, подключаетс  к блоку 12 питани , выставл етс  относительно лазера так, чтобы луч лазера 4 проходил примерно

0 через середину светопропускокнцей пластины 8 и фокусировалс  на роторе гироскопа . При включении программы микроЭВМ на оди-жадцатом выводе блола управлени  устанавливаетс  сигнал логической еди5 ницы. который включает блок 9 вакуумировани , в качества которого может Ьыть использована стандартна  система вакуумного отсоса. После снимани  давлени  д - уровн  1-5 Па, .рем  достижени  кото0 рого задаетс  программно и составл сгоко- ло5 мин, микроЭБМ осуществл етс  разгон гироскопа. Дл  этого на четвертом и дес том выходах блока управлени  устанавливаютс  сигналы логической единицы, а на

5 пыходе 13 блока управлени  5 устанавливаетс  код нулевой фазы, которые обеспечивают разгсч гироскопа и работу блока опектрической пружины, так хе, как и в прототипе , путем обнулени  сигналов датчика

0 угла гироскопа за счет корректирующих сиг- чалов

Сигнал логической единицы, поступающий по первому выходу блока 15 управлени  на блок 30, через блоки 31

5 устанавливает определенный коэффициент передачи управл емого делител  29, который может быть выполнен на микросхемах 1551ЛЕ8. Импульсы с генератора 24 через управл  мый делитель 29, делитель 25, рас0 щепитель 26 фаз и усилители 27 и 28 мощности подаютс  на синхронный приводной двигатель 21 модул ционного диска 19, обеспечива  его вращение. Выбором определенного коэффициента делени  делите5 лей скорость вращени  модул ционного диска обеспечиваетс  равной скорости вращени  ротооа гироскопа.

Через определенный промежуток времени , задаваемый программно, начинаетс  цикл измерени  дисбалансов. Скачала производитс  замер динамического дисбаланса ротора гироскопа, про вл ющийс  в виде модул ии сигналов датчиков угла. Он определ етс  по сигналам, поступающим в,блок определени  дисбаланса ротора с блока 13 приведени  ротора в нулевое положение и датчика 10 опорного сигнала гироскопа так же, как в прототипе, путем преобразовани  величины дисбаланса в посто нное напр жение , в угла положени  относительно метки на роторе в цифровой код. Измерение этих величин осуществл етс  аналого-цифровым преобразователем 17 и блоком 15 управлени  микроЭЕШ 16. Затем приступают к коррекции этого дисбаланса. Дл  этого на двенадцатом выходе блока 15 управлени  устанавливаетс  логическа  единица, котора  обеспечивает подключение к лззе- ру высокого напр жени . Указанное подключение  вл етс  необходимым дл  лазерных установок серим квант (квант 12, квант 15, квант 16, квант 17). Врем  выдерживани  высокого напр жени  выбираетс  из услови  уверенного срабатывани  магнитного пускател  источника тока в блоке 4 управлени  лазером, Одновременно установкой на восьмом выходе блока 15 управлени  логической единицы фокусирующий объек-.на 5 перемещаетс  в вертикальном направлении, благодар  чему лазерный луч перемещаетс  к одному из краев ротора гироскопа . После сн ти  сигнала логической единицы на дзенздцатом выходе блока 15 управлени  устанавливаетс  сигнал логической единицы на третьем выходе блока 15 управлени , включающий триггер 32. Одновременно на выходе 13блока 15упраылени  устанавливаетс  двоичный ход, соответствующий углу измеренного дисбаланса, Дл  синхронизации положени  прорези 20 модул ционного диска 19с местом расположени  дисбаланса на роторе проскопэ угол между отметкой на роторе и положением прорези на модул ционном диске измер етс  фазометром 34. сравниваетс  в блоке 35 сравнени  с углом, установленным на 1-3 выходе блока 15 управлени , и в случае их несовпадени  через элементы 33 и 36 уменьшаетс  или увеличиваетс  коэффициент делени  управл емого делител  29 час- готы, а следовательно, измен етс  скорость вращени  модул ционного диска до тех пор, пока эти углы нз станут равными. 8 это врем  на выходе А В блока 35 сигнал логической единицы, поступающей совместно с сигналами от триггера 32 и опорного датчика 40 на элемент 39, обеспечивает включение корректирующего лазера 4. Частота работы лазера определ етс  делителем 37 и выбираетс  определенной

величины дл  каждого типа лазера. Дл  лазерной установки квант 15 ее рекомендуетс  выбирать равной 10 Гц, После устранени  50% от величины измеренного динамического дисбаланса ротора гироскопа устанавливают сигнал логической единицы нэ выходе 9 блока 15 управлени , который перемещает фокусирующий объектив 5 в другое направление и сдвигает луч лазера к

0 другому краю ротора гироскопа. В этом положении описанным способом уменьши ют динамический дисбаланс ротора гироскопа до минимально возможной величины,

Затем переход т к изменению и коррек5 ции статического дисбаланса ротора гироскопа . Дл  этою на первом, вгороч и п том выходах блока 15 управлени  устанавливают , а с дев того выхода снимают сигнал логической единицы. По сигналу логической

0 единицы, поступающей на блок 11, формируетс  си г«ал дл  вибровозбудител  2, установленного на основании 1, синхронизированной по фазе с фазой вращени  ротора гироскопа. По сигналу логической

5 единицы на первом и втором выходе блока 15 управлени  выключаетс  автоподстрой- ко фазы модул ционного диск 19, сигнал логического нул  нз дев том выходе блока 15 управлени  обеспечивает перемещение

0 фокусирующего объектива и установку лазерного луча в середине ротора. Определение величины и расположени  статического дисбаланса обеспечиваетс  измерением сигналов коррекции в цеп х электрической

5 пружины с вибрацией гироскопа и без нее. Установкой сигнала логической единицы на третьем выходе блока 15 управлени  и установкой на выходе 13 блока 15 управлени  двоичного код&, соответствующего углу рас0 положени  дисбаланса, обеспечиваетс , как и при предыдущей балансировке, синхронизаци  прорези 20 модул ционного скз 19 с положением статического дисбаланса ;;э роторе гироскопа. 8 это вре5 м  с помощь блока 23 синхронизации лазера осуществл етс  включение пазера и уменьшение статического дисбаланса ротора гироскопа до минимально возможной величины .

0 После этого осуществл етс  измерение и коррекци  осевого дисбаланса оотора гироскопа Дл  этого определ ют сигналы коррекции в цеп х бло;;а приведени  ротора в нулйзое положение при двух по ожони5  х корпуса гироскопа, отличающихс  на 180°. Разворот осуществл ют вокруг оси собственного вращени  гироскопа путем подачи сигнала логической единицы в приспособление б с шестого выхода блока 15 управлени , Дл  коррекции осевого дисбгланса устанавливаетс  логическа  единица на восьмое или дев том выходе блокг 15 управлени  (в зависимости от знака осевого дисбаланса), что приводит к перемещению лазерною луча к соответствующему краю ротора гироскопа. Сигнал логической единицы , поступающий на триггер 30 управл емого синхронизатора 22,обеспечивает автоподсгроику прорези модул ционного диска с углом, код которого установлен на выходе 13 блока 15 управлени . Затем описанным способом осуществл етс  50%-ное уменьшение осевого дисбаланса ротора гироскопа . Устанавлива  на выходе 13 блока 15 управлени  код, при котором угол коррекции измен етс  на 130°, уменьшают осевой дисбаланс ротора до минимальней величины при новом положении прорек 20 модул ционного диска.

После проведени  всех перечислены УХ балансировок выставкой логического нуп  на выходах блока 15 управлени  устроит, во дл  автоматической лазерной балансировка устанавливаетс  в первоначальное положение ,

Claims (3)

1. Устройство дл  автоматической балансировки ротороа гироскопов, содержащее основание, закрепленный на нем вибровозбудитель с вибростолом, корректирующий лазер, фокусирующий объектов, расположенный на пути лазерного л уча, установленное на вибростоле герметичное приспособление дл  закреплени  гирсгко па, выполненное с блоком поворота корпуса гироскопа вокруг оси собственного его вращени , патрубком и блоком вакуумирс- вани , последовательно соединенные датчик опорного сигнала гироскопа, управл ющий фазовоащатель, выход которого св зан с входом вибровозбудител , блок питани  гироскопа, последовательно соединенные двухканальный блок г лведе- ни  ротора в нулевое положение, олок опое- делени  дисбаланса оотора и блок управлени , четвертый выход которого соединен с вторым входом блока приведени  рогора в нулевое положение, п тый - с вторым входом управл ющего Фазовращател , шестой и седьмой - с входами блока поворота корпуса гироскопа герметичного при- способтени , дес тый - с входом блока питани  гироскопа, одиннадцатый - с входом блока вакуумировани , двенадцатый - с первым входом корректирующего лазера, отличающеес  тем, что с целью повышени  точности и производительности балансировки, в устройство введены модул ционный диск с опорной меткой, установленный на пу и .гзерис j с Хроиный привод вращени  юд пацисг с эиска. управл емый сичусзнизац1 и ьргще- ifq модул ционного/ и п и блокси:.хрони- 5 зации корректирующег лазера причем первый, второй и третий сходы управл емого блока с чхронизсиги ст-динены с первым , вторим и третьим выходами блоха упрзвчэн 0, четеертьй ЧАСД управл емого 10 блока синхронизации соединен с, тринадцати выходом блока управлени  п тый - с выходом датчика опорного сигнала гироскопа шестой - с пеорь м выходов 5лсха синх- рсьпзацу. ксиоектирующего лазера,

5 n°, и зтсро выходы управл емого бло- Kd синхрон с i , w,. „едиье е синхронным приводом годул цпс него диска, третий, четвэотый л ПРТЬ.И - с перг М, вто- оыч и третьим зхода -,и синхрсчиза0 ции коррек-гирующего лазер; второй оторого соединен с sirp. M входом оррек- тирующего пазера а чо-вэрто г РХОД - с СРООНОЙ , оцу г с,иггньогп диска, причем фокусируютt и о зъеч ш Е1 полнен

5 с возмолчнсстаю neper es-дзь и  в ертикаль- ном направление, по сигналам с восьмого и дев того выходов олока управлени .

2. Уст рейс IBC г, v i, отличаю щее- с   тем, что блок ьинхро изз0 цип зыгольен р г-эследсзатепьно соединенных reiiepsTopa r среме -i orocnrnaia, управл емо1 делите/,  часчтгы, делите ш частоты, расщепител  фс.зы и ус жителей мощное в кг -.дг л сразе . которых

5  зг.ч-отсг первь ми в орумвь1х чмцуправл емого блок синхрон, заци псслевсва- тельно соединенны rensoso и первого элемента 1, соединен с вторым вхог of детите0 п  частоты, последовательно соединенных втсрого .риггерс i ь Оо: L ivviei.Ta И выход котооогэ с тоэтм м иодом управл емого де/1и сп  . последовательно соединеннох фазомгто&, гсовый и

5 второй входы которого  вл ютс  п тым и шестым входами управл емого Ьлокэ синхронизации , сравнени , вход В которого  вл зтсч четвертым входом управл емого блока синхронизации, и

0 третьего элемента И, выход которого соединен с {етвео а к ,сдсм упразл емого делител  часто-ы, Г|рк- ем первым РХОДСК управл емо vT блока синхрс -(заци  вл етс  S-вход перьогс триггера, вторым вхо5 дом - R-BAOfi пторсго триггера, третьим входом - R-вход первого триггера S-вход второго триггера, Во1ход второго триггера соединен с вторым входом элемента Л и  вл етс  четзо- ым входом управл емого блока с/нхоо , ьторой выход

блока сравнени  соединен с вторым входом первого элемента И и  вл етс  третьим выходом управл емого блока синхронизации, третий выход блока сравнени  соединен с вторым входом второго элемента И, а выход генератора переменного сигнала  вл етс  п тым выходом управл емого 6ft0 ewHxpo- низации.

3.Устройствопоп.1, отличающее- с   тем, что блок синхронизации коаректи- рущего лазера выполнен в виде пос едовавход

0

тельно соединенных делител  частоты, триггера и элемента И, датчика опорной метки моду« ч эмного диска, выход которого соединен с четвертые входом элемента И и  вл етс  выходом §дока синхронизации корректм$до№ го  «в®ра, второй и третий входы элемент)  эддотс  вторым и третьим входами ввела смивчю+шзгщии корректирующего /мимда, а в-ыход элемента И соединен с S-еладамм триггера и  вл етс  вторым &ЫХЭДМА блока синхронизации кор- ректируюцдего .

выход

фиг I

фиг.Ъ