SU1732196A1

SU1732196A1 - Стенд дл контрол выходных характеристик спиральных пружин

Info

Publication number: SU1732196A1
Application number: SU904809781A
Authority: SU
Inventors: Николай Александрович Кравченко; Алмас Фазылович Ахмеров; Раиф Мухаметханович Шайхутдинов; Эрнст Загидуллович Давлетшин
Original assignee: Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и служит до автоматизированного контрол характеристик моментов вращени спиральных пружин и торсионов с неограниченным углом закрутки. Цель изобретени - повышение точности и производительности за счет автоматизировани процесса контрол . Контроль выходных характеристик пружин осуществл етс согласованной работой датчика 4 угла, счетчика 18

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл автоматизированного контрол характеристик линейности моментов вращени спиральных пружин и тор- сионов с неограниченным углом закрутки с заданной точностью,,

Известен рычажной механизм динамометра , дл испытаний часовых волосков , содержащий установленные на основании вместе с черв чной передачей поворотный диск со шкалой и зажимом дл конца волоска, коромысло с клиновой опорой и зажимом дл внутреннего витка волоска и грузиком дл приведени его (коромысла) в горизонтальное положение, замеча при этом по шкале диска угол поворота

Однако данное устройство не обеспе- (чивает требуемой точности измерени Известно также устройство дл измерени момента спиральных пружин, содержащее корпус, подвижную электромагнитную рамку, установленную в корпус и соединенную с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, и зажим наружного конца испытуемой пружины . .

Недостатком этого устройства вл етс низка точность измерени , обусловленна конструкцией зажимов внутреннего и внешнего концов испытуемой пружины, которые не обеспечивают стабильности положени внутреннего витка и деформируют наружный конец пружины, что приводит к искажению действительной характеристики испытуемой пружины

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл измерени мо- ;мента спиральных пружин, содержащее корпус, подвижную рамку, подвешенную

0

5

0

5

0

5

0

на раст жках, закрепленных в корпусе посредством пластинчатых пружин, при этом зажим внутреннего конца пружины выполнен в виде двух половинок конуса , одна из которых шарнирно св зана с другой, жестко соединенной с электромагнитной рамкой, и подпружинена, а зажим наружного конца пружины выполнен в виде подпружиненного прихва- |та, шарнирно св занного с введенным в устройство кольцом, установленным в корпусе и имеющим установочные пло- доадкио

Однако в известном устройстве на точность измерени вли ет субъективный фактор и невысока производительность

Цель изобретени - повышение точ- ности и производительности за счет автоматизации процесса контрол ,.

Эта цель достигаетс тем, что в стенд, содержащий размещенные на основании подвижную электромагнитную рамку, соединенную с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, и зажим наружного конца испытуемой пружины , введены последовательно.соединенные компаратор, интегратор, ана- лого-запоминающий блок и блок управлени током,, аналого-цифровой преобразователь , счетчик импульса, дешифратор конца рабочего угла пружины, мультиплексор, регистратор, блок запуска , элемент И, привод, состо щий из двигател и редуктора, блок управлени приводом, датчик угла, блок задержки,- диск с отверстием и источник света с фотоприемником1, при этом вал датчика угла св зан с входным валом стенда, на котором закреплены выходной вал редуктора, входной вал которого соединен с двигателем, и зажим

наружного конца пружины, на выходном валу стенда, соосном входному, зйкреп- лены диск с отверстием, с одной стороны которого расположен источник света , ас другой - фотоприемник, подключенный к входу компаратора, зажим внутреннего конца пружины и ось электромагнитной рамки, катушка которой подключена к управл ющему входу блока управлени током, информационный выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразовател , информационный выход которого соединен с первым информационным входом мультиплексора, а второй его выход - с запускающим входом мультиплексора , второй информационный вход которого св зан с входом дешифратора конца рабочего угла пружины и выходом счетчика импульсов, тактовый выход которого соединен с входом блока задержки , выход которого соединен с запускающим входом аналого-цифрового преобразовател и с первым входом бло- ка управлени приводом, выход которо- |Го св зан с двигателем привода, вто- |рой вход - с выходом элемента И, пер- вый вход которого соединен с выходом дешифратора, а второй вход - с пер10

15

Зажим 7 внутреннего конца пружины и диск 8 с отверстием установлены на входном валу 9 стенда, с которым св зана ось электромагнитной рамки 103 По разные стороны диска 8 установлены источник 11 света и Лотоприемник 12 о Фотоприемник подключен на вход компаратора 13, входной сигнал которого поступает через интегратор 14 на вход аналого-запоминающего блока 15, выходной сигнал которого поступает на блок 16 управлени током, управл ющий выход которого подключен к обмотке рамки 10. а информационный выход св зан с информационным входом аналого-цифрового преобразовател 170

Выход датчика 4 угла подключен к счетному входу счетчика 18 импуль- 2Q сов, информационный сигнал которого поступает на дешифратор 19 конца рабочего угла пружины и второй информационный вход мультиплексора 20, первый информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател 17, запускающий вход муль типлексора св зан с выходом импульса конца измерени аналого-цифрового преобразовател 170 Выход мультиплексора 20 св зан с регистратором 21, вы25

вы выходом блока запуска, вход кото- ™ ходной импулъс конца регистрации кото0

5

Выход датчика 4 угла подключен к счетному входу счетчика 18 импуль- сов, информационный сигнал которого поступает на дешифратор 19 конца рабочего угла пружины и второй информационный вход мультиплексора 20, первый информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател 17, запускающий вход мультиплексора св зан с выходом импульса конца измерени аналого-цифрового преобразовател 170 Выход мультиплексора 20 св зан с регистратором 21, вы5

ходной импулъс конца регистрации кото

рого соединен с выходом регистратора, а второй выход - с установочными входами счетчика импульсов и аналого- запоминающего блока

На чертеже дана схема предлагаемого стенда

На схеме обозначены двигатель 1; редуктор 2; входной вал 3 стенда; датчик 4 угла, зажим 5 наружного конрого поступает на вход блока 22 запус ка, второй выход которого соединен с установочными входами аналого-запоминающего блока 15 и счетчика 18 35 импульсов о Первый выход блока 22 запуска соединен с вторым входом элемен та И 23, первый вход которого соедине с выходом дешифратора 19 конца рабочего угла пружины, а выход - с вторым

ца пружины, испытуема пружина 6, за- 40 входом блока 24 управлени приводом, . внутреннего конца пружины, диск 8 с отверстием, выходной вал 9 стенда, электромагнитна рамка 10, источник 11 света, фотоприемник 12, компаратор 13, интегратор 14, анало- го-запоминающий блок 15, блок 16 управлени током, аналого-цифровой пре- чэбразователзь 17, счетчик 18 импульсов, дешифратор 19, мультиплексор 20, регистратор 21, блок 22 запуска, элемент И 23, блок 24 управлени приводом , блок 25 задержки, токоподвод - щие опоры 26,

„ В стенде двигатель 1у установленный на основании, состыкован с редуктором 2, закрепленным на входном валу 3 стенда, на котором также закреплены датчик 4 угла и зажим 5 наружного конца спиральной пружины 6.

выход которого подключен к двигателю 1 привода, а первый вход св зан с тактовым выходом счетчика 18 импульсов и входом блока 25 задержки, выход

45 ной сигнал которого поступает на запускающий вход аналого-цифрового преобразовател 17 Электромагнитна рам ка 10 установлена на токопровод ших опорах 26„

50 Стенд дл контрол выходных характеристик спиральных пружин работает следующим образом

Контролируемую пружину 6 наружным концом закрепл ют в зажиме 5, а внут55 ренний конец - в зажиме 7, а диск 8 поворачивают вокруг вала 9 до совмещени отверсти с осью светового .потока источника 11 света и фотоприемни ка 12.

рого поступает на вход блока 22 запуска , второй выход которого соединен с установочными входами аналого-запоминающего блока 15 и счетчика 18 35 импульсов о Первый выход блока 22 запуска соединен с вторым входом элемента И 23, первый вход которого соединен с выходом дешифратора 19 конца рабочего угла пружины, а выход - с вторым

40 входом блока 24 управлени приводом,

входом блока 24 управлени приводом,

выход которого подключен к двигателю 1 привода, а первый вход св зан с тактовым выходом счетчика 18 импульсов и входом блока 25 задержки, выходной сигнал которого поступает на запускающий вход аналого-цифрового преобразовател 17 Электромагнитна рамка 10 установлена на токопровод ших опорах 26„

Стенд дл контрол выходных характеристик спиральных пружин работает следующим образом

Контролируемую пружину 6 наружным концом закрепл ют в зажиме 5, а внутренний конец - в зажиме 7, а диск 8 поворачивают вокруг вала 9 до совмещени отверсти с осью светового .потока источника 11 света и фотоприемни1- ка 12.

Процесс контрол выходной характеристики спиральной пружины начинаетс включением блока 22 запуска, при котором вырабатываетс импульс с вто рого выхода, устанавливающий счетчик 18 импульсов с iivjiesoe состо ние и обнул ющий выход аналоге-запомина оцего блока 15р При этом ток через катушку электромагнитной рамки 10, установленной на токоподвод щих опорах 26, равен нулю,

В это же врем вырабатываетс импульс с первого выхода блока 22 запуска, который через элемент И 23 включает блок 24 управлени приводом, выходной сигнал которого включает двигатель 1, который через редуктор 2 вращает вал 3 стенда, поворачива зажим 5 наружного конца спиральной пружины, создава через зажим 7 внутреннего конца пружины момент закручивани на валу 9 и поворачива одновременно диск 8, который перекрывает доступ светового -потока от источника света к фотоприемнику 12„ Это вызывает срабатывание компаратора 13, выходной сигнал которого вызывает линейное нарастание напр жени на выходе интегратора 14 и соответственно на выходе аналого-запомпнающего блока 15 выходной сигнал которого через блок 16 управлени током вызывает нарастание тока в катушке электромагнитной рамки 10 таким образом, что возникает противодействующий момент за- кручивающему от редуктора 2С

Описанный процесс продолжаетс до тех пор, пока идет заполнение импульсов от датчика 4 угла в счетчик 18 импульсов до по влени импульса от тактового выхода счетчика 18 импульсов Количество импульсов определ ет первую точку контрол характеристики пружины дл заданного угла отсчета Тактовый импульс выключает блок 24 управлени приводом и двигатель с редуктором останавливаетс о После этого ток в электромагнитной рамке 10 продолжает нарастать до величины, необходимой дл компенсации закручиваю- щего момента с Сигналом об этом служит возникновение доступа светового потока от источника 11 света к фотоприем нику 12 через отверстие в диске 8,

В этот момент отключаетс компара- тор 13 и выходной сигнал на выходе аналого-эапоминающего блока 15 фиксируетс на достигнутом уровне и соответственно стабилизируетс ток в ка

5

5 5

0 5 0

5

0

тушке электромагнитной рамки 10, величина которого пропорциональна значе нию контролируемого момента и снимаетс с информационного выхода блока 16 управлени током и подаетс на информационный выход аналого-цифрового преобразовател 17„

Одновременно импульс тактового выхода счетчика 18 импульсов через блок 25 задержки через врем , достаточное дл стабилизации тока в электромагнитной рамке 10, поступает на запускающий вход аналого-цифрового преобразовател 170 После преобразовани информации от блока 16 управлени током в цифровой код на выходе аналого-цифрового преобразовател 17 по вл етс импульс конца измерени , который через запускающий вход включает мультиплексор 20, пропускающий через себ с первого информационного входа значение момента, а с второго информационного входа от счетчика 18 импульсов - соответствующее значение угла закручивани пружины 6 на регистратор 21, который вырабатывает импульс конца регистрации и запускает блок 22 запуска, который через первый выход включает процесс контрол до следующей точки характеристики пружины с,

Процесс контрол характеристики пружины продолжаетс до тех пор, пока на выходе счетчика 18 импульсов - установитс код, который после дешифратора 19 конца рабочего угла пружины выключит элемент И 23 по первому входу дл прохождени выходных импульсов с первого выхода блока 22 запуска через второй вход элемента И 23 на блок 24 управлени приводом

Блок 25 задержки сигнала может быть выполнен на базе ждущего мультивиб-. ратора, элемент И 23, компаратор 13, счетчик 18 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 17 могут быть построены по известному принципу„ Блок 22 запуска - ждущий мультивибратор, управл емый кнопкой внешнего запуска и формирующий импульс, который через элемент ИЛИ пропускает импульсы на элемент И 23, а через второй вход элемента.ИЛИ поступает импульс конца регистрации от регистратора 21, блок 24 управлени приводом содержит вход- ной триггер с раздельными входами, измен ющий свое состо ние импульсами с выходов элемента И 23 и тактово- го выхода со счетчика 18 импульсов„

Датчик 4 угла может быть выполнен по одной из схем, завис щей от точности и разрешающей способности Блок 16 управлени током - это обычный стабилизатор тока, опорное напр жение которого податес от анало- го-запоминающего блока 15„ Информационный сигнал от блока 16 управлени током снимаетс с резистора обратной св зи, В качестве регистратора 21 может быть использован, например, стандартный комплекс измерительный цифровой Р386К, В случае использовани в качестве регистратора ЭВМ или микропроцессорной системы можно произвести расчет и выдать информацию о нелинейности характеристики пружины, определить максимальную и выполнить допусковую разбраковки перед сборкой издели о

Выполнение предлагаемого автоматизированного стенда контрол выходных характеристик спиральных пружин позвол ет повысить точность и производительность эа счет значительного уменьшени времени регистрации информативного сигнала и, следовательно, возможного увеличени за счет этого скорости закрутки пружины при контроле моментов, а также возможна эксплуатаци нескольких стендов одним оператором

Повышение точности контрол достигаетс за счет ввведени датчика 4 угла, который обладает большей точностью по сравнению со стрелочными отсчетными устройствами, чем устран етс субъективна погрешность отсчета оператором0 Кроме того, в предлагаемом стенде отсутствуют пружины (спиральные, торсионы) дл токоподво- дов, которые обладают дополнительной нестабильностью параметров,

Данный стенд обладает более широкими функциональными возможност ми, т ,е„ позвол ет контролировать характеристики торсионов, замен лишь при этом узел закреплени . Диапазон рабочего угла закрутки в предлагаемом стенде практически неограничен, тсе, возможно контролировать заводные пружины, спирали-волоски и т.д.

Claims

Формула изобретени

Стенд дл контрол выходных характеристик спиральных пружин, содер9bU )

жащий размещенные на опттлмпн nomm - ную электромагнитную рамку, согдпнгн- ную с зажимом внутренне о конца нсип- туемой пружины, и зажим наружного конца испытуемой пружины, о т л и- чающийс тем, то, с цепью повышени точности и производительности за счет автоматизации процесса

контрол , в него введены последовательно соединенные компаратор, интегратор , аналоге-запоминающий блок и блок управлени током, а также аналого-цифровой преобразователь, счетчик

импульсов, дешифратор, мультиплексор, регистратор, блок запуска, элемент И, привод, состо щий из двигател и редуктора , блок управлени приводом, датчик угла, блок задержки, диск с

отверстием и источник света с фотоприемником , при этом вал датчика угла св зан с выходным валом стенда, на котором закреплены выходной вал редуктора , входной вал которого соединен

с двигателем, и зажим наружного конца пружины, на выходном валу стенда, соосном входному, закреплены диск с отверстием, с одной стороны которого расположен источник света, а с - фотоприемник, подключенный к входу компаратора, зажим внутреннего конца пружины и ось электромагнитной рамки, катутшса которой подключена к управл ющему входу блока управлени током, информационный выход которого

соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразовател , информационный выход которого соединен с первым информационным входом мультиплексора, а второй его выход с запускающим входом мультиплексора, второй информационный вход которого св зан с входом дешифратора и выходом счетчика импульсов, тактовый выход которого соединен с входом блока

задержки, выход которого соединен с запускающим входом аналого-цифрового преобразовател и с первым входом блока управлени приводом, выход которого св зан с двигателем привода,

второй вход с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом дешифратора, а второй вход - с первым выходом блока запуска, вход которого соединен с выходом регистратора , а второй выход - с установочными входами счетчика импульсов и ана- лого-запоминающего блока,