SU1763926A2 - Стенд дл исследовани динамики редукторов - Google Patents

Abstract

Использование: машиностроение, средства дл  исследований и испытаний зубчатых передач. Сущность изобретени : приводной электродвигатель приводит во вращение валы редуктора 4 и электротормоза 2. На первый вход сумматора 14 от генератора 12 подаетс  синусоидальное напр жение фиксированной частоты, на второй - посто нное напр жение от регулигг З 7 Г Е / . 1II If УJJo-TilPf r|r.0 jflljtfl #l±f|« руемого источника 13 . В результате электротормоз 2 нагружает редуктор 4 моментом, имеющим посто нную и переменную составл ющие . Синусоидальные составл ющие сигналов с датчиков 3 и 5 моментов выдел ютс  элементами 6 и 7 выделени  синусоидальной составл ющей. После завершени  переходных процессов на первичном валу редуктора 4 устанавливаютс  гармонические колебани  той же частоты, что и приложенные к вторичному валу со стороны электротормоза 2 , но с другой амплитудой и фазой. Амплитуда определ етс  с помощью преобразователей 8 и 9 амплитудного значени  и регистрируетс  приборами 10 и 11. Фаза определ етс  формировател ми 22 и 23 пр моугольных импульсов , сравнивающим элементом 32, сглаживающим фильтром 39 и регистрируетс  дополнительным измерительным прибором 40.5 ил. Л (Л с -VI о со ю ю о ю

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано при исследовании динамических процессов, протекающих в редукторах и различных зубчатых механизмах.

В основном изобретении описан стенд дл  исследовани  динамики редукторов , содержащий приводной электродвигатель , регулируемый тормоз, датчик момента, установленный на валу регулируемого тормоза и предназначенный дл  соединени  со вторичным валом редуктора, второй датчик момента, установленный на валу приводного электродвигател  и предназначенный дл  соединени  с первичным валом редуктора, два канала обработки информации , каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента выделени  синусоидальной составл ющей , вход которого соединен с соответствующим датчиком момента, преобразовател  амплитудного значени  и регистрирующего прибора посто нного тока, генератор синусоидальных сигналов, регулируемый источник посто нного тока, сумматор , первый вход которого соединен с генератором синусоидальных сигналов, а второй - с регулируемым источником посто нного тока, а в качестве регулируемого тормоза использован злектротормоз, электрическа  обмотка управлени  которого подключена к выходу сумматора,

Недостатком известного стенда  вл етс  недостаточна  информативность,

Указанный недостаток обусловлен тем, что в известном стенде экспериментально можно определ ть только амплитудно-частотную характеристику редуктора, то есть зависимость амплитуды момента на первичном валу от частоты момента на вторичном валу при неизменной амплитуде момента на вторичном валу редуктора. Фазо-частотна  же характеристика исследуемого редуктора ,  вл юща с  зависимостью фазы момента на первичном валу редуктора от частоты момента на вторичном валу редуктора при неизменной амплитуде момента на вторичном валу редуктора, на известном стенде не определ етс , По одной амплитудно-частотной характеристике невозможно определить амплитудно-фазовую частотную характеристику редуктора, а также его передаточную функцию, которые содержат информацию об амплитуде и фазе момента на первичном валу редуктора, и которые необходимы дл  экспериментального определени  реальных эксплуатационных режимов, действующих на детали редуктора. Поэтому необходимо оперативно определ ть фазо- частотную характеристику редукторов.

Целью изобретени   вл етс  расширение информативности за счет обеспечени  возможности определени  фазо-частотной характеристики редуктора,

Указанна  цель достигаетс  тем, что

стенд дл  исследовани  динамики редукторов (1) снабжен двум  формировател ми пр моугольных импульсов, каждый из которых подключен к выходу соответствующего

0 элемента выделени  синусоидальной составл ющей , сравнивающим элементом, входы которого соединены с соответствующими выходами формирователей пр моугольных импульсов , стабилизированным источником

5 посто нного напр жени  с двум  идентичными выходами, каждый из которых соединен с соответствующим формирователем пр моугольных импульсов, и последовательно соединенными выпр мителем, вход которого

0 соединен с выходом сравнивающего зпе- мента, сглаживающим фильтром и дополнительным измерительным прибором.

На фиг. 1 приведена обща  схема стенда; на фиг. 2 - сигналы в электрических

5 цеп х стенда; на фиг 3 - амплитудно-частотна  характеристика редуктора; на фиг. 4 - фазочастотна  характеристика редуктора; на фиг. 5 - схема источника посто нного напр жени  с двум  идентичными выхода0 ми стабилизированного.

Стенд содержит (фиг. 1) приводной электродвигатель 1, регулируемый тормоз, выполненный в виде электротормоза 2, первый датчик 3 момента, установленный на

5 валу электротормоза 2, и предназначенный дл  соединени  со вторичным валом редуктора 4, второй датчик момента 5, установленный на валу приводного электродвигател  1 и предназначенный дл  соединени  с первич0 ным валом редуктора, два канала обработки информации, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента 6 (7) выделени  синусоидальной составл ющей , преобразовател  8 (9

5 амплитудного значени  и регистрирующего прибора 10(11) посто нного тока, генератор 12 синусоидальных сигналов, регулируемы / источник 13 посто нного тока, сумматор 14 первый вход которого соединен с генерато0 ром 12 синусоидальных сигналов, второй - с регулируемым источником 13 посто нногс тока, а выход - с обмоткой 15 управлени  электротормоза 2.

Датчики момента выполнены в виде

5 торсионного вала 16, на концах которогс закреплены металлические пластины 11 бесконтактных переключателей 18, в про емы которых вход т при вращении пласти ны 17, резисторов 19, на которы суммируютс  равные противофазные им

пульсы, снимаемые с переключателей 18, выпр мител  20 и фильтра 21 низших частот . Напр жение с датчиков момента пропорционально сдвигу фаз между импульсами, возникающему при скручивании торсионного вала, т.е. пропорционально моменту. Источник 13 регулируемого посто нного тока выполнен в виде автотрансформатора и выпр мител . Сумматор 14 выполнен в виде магнитного усилител  и выпр мител .

Дополнительно стенд снабжен двум  формировател ми 22 и 23 пр моугольных импульсов, каждый из которых подключен к выходу соответствующего элемента 6 (7) выделени  синусоидальной составл ющей, и включает в себ  транзистор 25 и резистор нагрузки 26, стабилизированным источником 27 посто нного напр жени  с двум  идентичными выходами, каждый из которых соединен с соответствующим формирователем пр моугольных импульсов, при этом положительный вывод выходов источника 27 посто нного напр жени  соединен с коллектором 28 транзистора 25, первые выводы элемента 6 (7) выделени  синусоидальной составл ющей и резистора нагрузки 26 соединены между собой и с эмиттером 29 транзистора 25, второй вывод элемента 6(7) выделени  синусоидальной составл ющей подключен посредством резистора 30 к базе 31 транзистора 25, а отрицательный вывод выходов источника 27 посто нного напр жени  соединен со вторым выводом резистора нагрузки 26, сравнивающим элементом 32, входы которого соединены с соответствующими выходами формирователей 22 и 23 пр моугольных импульсов и образованы резисторами нагрузки 26, отрицательные выводы 33 и 34 которых соединены между собой, а положительные выводы 35 и 36 соединены посредством резистора 37,  вл ющегос  выходом сравнивающего элемента 32, подключенным посредством диода 38 и сглаживающего фильтра 39 к измерительному прибору 40. Стабилизированный источник 27 посто нного напр жени  (фиг. 5) с идентичными стабилизироваными выходами 41 и 42 имеет трансформатор 43 с одной первичной 44 и двум  вторичными 45 и 46 обмотками, выпр мители 47 и 48, сглаживающие конденсаторы 49 и 50, блоки стабилизации 51 и 52.

Стенд работает следующим образом.

После запуска приводной электродвигатель приводит во вращение валы редуктора 4 и вал электротормоза 2. На первый вход сумматора 14 от генератора 12 подаетс  синусоидальное напр жение фиксированной частоты, например, 0,1 Гц, на второй - от регулируемого источника 13 посто нное

напр жение. В результате сложени  на обмотку 15 электротормоза 2 подаетс  напр жение , пропорциональное сумме указанных напр жений и электротормоз нагружает редуктор моментом, имеющим посто нную и переменную составл ющие. Сигналы, снимаемые с датчиков моментов, несут информацию об этих составл ющих на первичном и вторичном валах редуктора. Синусоидаль0 ные составл ющие моментов выдел ютс  элементами 6(7). По истечении времени, необходимого дл  затухани  переходных процессов , на первичном валу редуктора устанавливаетс  гармоническое колебание

5 той же частоты, что и приложенное ко вторичному валу со стороны электротормоза, но с другой амплитудой и фазой. Величина амплитуд синусоидальных составл ющих определ етс  с помощью преобразовате0 лей 8(9) и регистрируетс  приборами 10(11). Фаза синусоидальных составл ющих определ етс  двум  формировател ми 22 и 23 пр моугольных импульсов, каждый из которых включает в себ  транзистор 25 и ре5 зистор нагрузки 26, которые получают питание от стабилизированного источника 27 посто нного напр жени  с двум  стабилизированными идентичными выходами 41 и 42, сравнивающим элементом 32 с выход0 ным резистором 37, диодом 38 и сглаживающим фильтром 39. На фиг. 2а показана синусоидальна  составл юща  момента, выделенна  со вторичного вала, на фиг. 26

-синусоидальна  составл юща  момента 5 на первичном валу. При положительной полуволне этих синусоидальных составл ющих транзисторов 25 открываетс  и на резисторе нагрузки 26 по вл ютс  пр моугольные импульсы одинаковой высоты, длительность

0 которых равна длительности положительной полуволны синусоидальной составл ющей момента. На фиг. 2в показаны сигналы, преобразованные от вторичного вала, на фиг. 2г

-сигналы, преобразованные от первичного 5 вала, при этом импульсы, поступающие от

датчика момента вторичного вала (фиг. 2в) отстают от импульсов, поступающих от датчика момента первичного вала (фиг. 2г). Импульсы, поступающие с обоих валов, могут находит0 с  в полном совпадении (фиг. 2в, 2д) или импульсы первичного вала (фиг. 2е) могут отставать от импульсов вторичного вала (фиг. 2в). На выходе сравнивающего элемента (на резисторе 37) при отставании или опе5 режении импульсов первичного вала от импульсов вторичного вала образуетс  раз- нопол рна  последовательность пр моугольных импульсов, показанна  на(фиг. 2ж) котора  выпр мл етс  (фиг. 2з). На выходе сглаживающего фильтра 39 образуетс  сигнал (фиг. 2и), пропорциональный фазе сигнала , поступающего с первичного вала, относительно фазы сигнала, поступающего с вторичного вала, который регистрируетс  прибором 40.

Затем измен ем частоту напр жени , поступающего с генератора 12, сохран   его амплитуду. Частоту устанавливаем, например , 0,2 Гц. Вновь регистрируем амплитуды синусоидальных колебаний моментов на первичном и вторичном валах и фазу одного сигнала относительно другого. Соотношени  амплитуд колебаний моментов и значени  фаз, сн тые дл  10-12 частот, позвол ют построить амплитудно-час- тотную характеристику, фазочастотную характеристику и амплитудно-фазовую характеристику редуктора. Амплитудно-фазовую характеристику можно аппроксимировать и определить передаточную функцию редук- тора, использу  которую можно определ ть режимы работы редуктора, оптимальные с точки зрени  его динамических свойств. Амплитудно-частотна  характеристика и фазо- частотна  характеристика имеют вид, аналогичный показанным на фиг. 3 и фиг. 4 соответственно.

Claims (1)

1. Таким образом, на стенде обеспечиваетс  возможность определени  фазочастот- ной характеристики редуктора, и тем самым происходит расширение информативности. Формула изобретени  Стенд дл  исследовани  динамики редукторов по авт, св. № 1670471, отличающийс  тем, что, с целью расширени  информативности за счет обеспечени  возможности определени  фазочастотной характеристики редуктора, он снабжен двум  формировател ми пр моугольных импульсов , каждый из которых подключен к выходу соответствующего элемента выделени  синусоидальной составл ющей, сравнивающим элементом, входы которого соединены с соответствующими выходами формирователей пр моугольных импульсов, стабилизированным источником посто нного напр жени  с двум  идентичными выходами , каждый из которых соединен с соответствующим формирователем пр моугольных импульсов, и последовательно соединенными выпр мителем, вход которого соединен с выходом сравнивающего элемента, сглаживающим фильтром и дополнительным измерительным прибором.

   сд

   иг

   HL

   ИГ

   П

   Ј,

   ИМ

   i

   -s

   I

   л;

   1I

   -i-

   Т

   4

   -