SU368582A1 - ПОЛУАВТОМАТ ДЛЯ КОНТРОЛЯ и РЕГИСТРАЦИИ МОМЕНТА ПРУЖИННОГО ДВИГАТЕЛЯ - Google Patents

Description

1

Полуавтомат предназначен дл  использовани  при разработке, исследовании и изготовлении пружинных двигателей.

Пружинный двигатель как аккумул тор механической энергии широко примен етс  в приборах точной механики. Параметры и качество пружинных двигателей очень часто определ ют качество и надежность 1работы прибора . Так, например, продолжительность хода механических часов между двум  очередными заводами, а также точность хода часов существенно завис т от характера изменени  вращающего момента пружинного двигател  при раскручивании заводной пружины.

Совершенно очевидно, что высокое качество (пружинных двигателей может быть получено только при наличии аппаратуры, позвол ющей определ ть оптимальные параметры двигател  при его разработке и макетировании , а также осуществл ть высокопроизводительный контроль пружинных двигателей в услови х массового производства.

Известен прибор дл  контрол  и регистрации момента пружинного двигател , содержащий установочное приспособление, чувствительный элемент, регистрирующее устройство и электродвигатель привода.

Чувствительным элементом  вл етс  эталонна  пружина, один коиец которой закреплен «еподвижйо, а другой, свободный, соединен с барабаном пружинного двигател  гибкой св зью. С эталонной пружиной св за)ю также перо регистрирующего устройства. Момент пружинного двигател  регистрируетс  только при раскручивании заводной пружины , осуществл емом электродвигателем, который кинематически св зан с заводным валиком пружииного двигател .

Несмотр  на высокую производительность, этот прибор имеет р д существе ны.х недостатков .

Применение эталонной пружины, деформаци  которой равна щирине ленты регистрирующего устройства, приводит к методической погрещности регистрации, вследствие того , что перемещение носител  регистрации не соответствует истинному углу закручивани  заводной пружины, поскольку одновременно с поворотом заводного валика приводитс  в движение и барабан пружинного двигател , воздействующий на эталонную пружину и регистрирующий орган.

Непосредственна  регистраци  деформации эталонной пружины резко ограничивает масштабы записи и чувствительность прибора .

Регистраци  момента пружинного двпгатсл  только при спуске заводной пруж)п;ы исключает возмож)1ость определени  такого важного параметра пружинного двигагел .

как к.П. д. Дл  определени  к. п. д. пружинного двигател  необходимо регистрировать диаграмму работы заводной пружины как при ее заводе, так и при спуске.

Этот прибор недостаточно универсален и удобен в работе. Так, например, изменение диапазонов измерени  производитс  заменой эталонной пружины. Чтобы барабан прулсинного дигател  установить в измерительную позицию, его необходимо запрессовать в переходный диск, который штифтами фиксируетс  «а приборе.

В приборе отсутствуют устройства дл  высокопроизводительного контрол  момента пружинных двигателей в услови х массового производства.

Целью изобретени   вл етс  создание высоко-производительного и универсального полуавтомата , обеспечивающего высокую точность регистрации момента заводной пружи«ы при ее заводе ,и спуске и а втоматичеокой контроль момента пружиниого двигател  во врем  спуска заводной пружины при заданных углах ее закручивани .

Цель достигаетс  за счет того, что нолуавтомат снабжен устройством автоматического контрол  момента пружинного двигател  и упругой предохранительной муфтой, ведупхий вал которой через редуктор св зан с реверсивным электродвигателем привода, а ведомый - с установочным приспособлением. Чувствительный элемент выполнен в виде св занного шарнирной т гой с установочным приспособлением и расположенного в упругом подвесе сердечника индуктивного датчика , вторична  обмотка которого через усилитель подключена к диагонали измерительного моста, св занного через электродвигатель с регистрирующим устройством и через систему подвижных контактов с устройством автоматического контрол .

Упруга  предохранительна  муфта выполнена в виде многовитковой спиральной пружины , один конец которой закреплен на ведущем валу,а другой - на храповом колесе. Цоследнее свободно насажено на ведомом валу и св зано с НИМ храповой собачкой, закрепленной на диске. Диск жестко св зан с ведомым валом и несет контактную систему, взаимодействующую с толкателем, запрессованным в водило, жестко закрепленное на ведущем валу и взаимодействующее со стенкой паза, имеющегос  в диске.

Регистрирующее устройство представл ет собой реверсивный лентопрот жный механизм с двум  приемно-подающими барабанами и ведущИМ барабаном, св занным с приемно-подающими барабанами муфтами одностюрониего действи . На валах ириеаино-подающих барабанов жестко закреплены храповые колеса с взаимно противоположным направлением зубьев, взаимодействующие с неподвижно закрепленными храповыми собачками . Установочное приспособление составлено из

двух подпружиненных захватов, шарнирно закрепленных своей средней частью на корпусе , расположенном на св занном с реверсивным электродвигателем привода валу. Внутри корпуса в подщипниках установлен центрирующий валик, через валик испытуемого пружинного двигател  св занный с осью, соединенной щарнирной т гой с чувствительным элементом.

Ца фиг. 1 показана функциональна  схема полуавтомата; на фиг. 2 - схема измерительной части и установочного приспособлени ; на фиг. 3 - кинематическа  схема предохранительной муфты; на фиг. 4 - реверсный лентопрот жный механизм; на фиг. 5 - схема устройства дл  автоматического контрол  мОМента.

Барабан испытуемого пружинного двигател  / (см. фиг. 1) закрепл етс  в установочном приспособлении 2, а заводной валик кинематически св зываетс  с сердечником индуктивного датчика 3. Электродвигатель привода Д2 через редуктор 4 кинематически св зан с предохранительной муфтой 5, ходовым винтом 6 и первым солнечным колесом дифференциала 7. Со вторым солнечным колесом этого дифференциала кинематически св зан электродвигатель Д, предназначенный дл  автоматической смены кадра регистрации и выброса пружинного двигател  по окончании испытани . На корпусе дифференциала 7 расположено зубчатое колесо, которое приводит е движение реверсивный лентопрот жный механизм 8.

Ходовой винт 6 передает движение гайке 9, котора  перемещает скольз щий контакт устройства 10, предназначенного дл  грубого отсчета числа оборотов завода испытуемого двигател . Точный отсчет оборотов производитс  устройством .//, которое кинематически св зано с ведомым валом предохранительной муфты 5.

Индуктивный датчик 3 электрически св зан с усилителем 12, формирующим питание в управл ющей обмотке электродвигател  Дз регистрирующего устройства. В свою очередь, двигатель Дз кинематически св зан с регистрирующим органом 13, реохордом 14 и подвижными контактами 15 устройства 16 автоматического контрол  момента пружинного двигател .

Устройство -16 автоматического контрол  содержит реле, которые управл ютс  сигналами , поступающими через контакты 15, а также от устройств грубого 10 и точного // отсчета оборотов завода пружинного двигател .

Автоматический контроль- момента производитс  только при спуске заводной пружины . Включение устройства -16 в работу осуществл етс  системой автоматического управлени  17. Результаты контрол  фиксируютс  на световОМ табло 18.

Система автоматического управлени  17 служит дл  обеспечени  автоматического цикла контрол  и регистрации момента пружинного двигател . Эта система управл ет работой двигателей Дд и Д1 и сама управл етс  электрическими сигналами, шоступающими от предохранительной муфты 5, концевых выключателей 19 а, /5 б и пусковой кнопки 20. Устано1ВОЧ1Н|Ое приспособление (см. ф.иг. 2) содержит корпус 21, сво-бодно посаженный на вал 22 и предохран емый от проворота относительно вала соединением типа шпоночного.

Внутри корпуса НрИ помощи Ша|рИ|КОПОД:ШИПниковых направл ющих установлен центрирующий валик 23. Снаружи на корпусе при помощи шарнирных соединений закреплены два захвата 24. Призматические наконечники захватов располагаютс  между зубь ми венца барабана 25 испытуемого пружи-нного двигател  и сообщают барабану вращательное движение при заводе и спуске заводной пружины.

Заводной валик 26 цилиндрической цапфой устанавливаетс  в отверстии центрирующего валика 23, а квадратной головкой сочлен етс  с гнездом оси 27. Эта ось установлена в миниатюрных шариковых подшипниках и при помощи шарнирной т ги 28 св зана с магнитом гким сердечником 29 индуктивного датчика . В свою очередь, сердечник 29 жестко св зан с упругим подвесом 30.

Первична  обмотка 31 датчика питаетс переменным током частотой 50 гц и напр жением 6,3 в. э. д. с., -наведенна  во вторичной обмотке 32, служит дл  питани  моста, образованного реохордом 14 и потенцио.метро.м 33, и не измен етс  при перемещени х сердечника 29. Управл ющие катушки датчика 34 через усилитель 12 включены в диагональ моста , причем э. д. с., наведенна  в них, пропорциональна перемещению сердечника 29. Переключатель /7i и группа сопротивлений 35 Обеопечивают различные измерительные диапазоны полуавтомата. Потерщиометр 33 позвол ет регулировать нулевое положение пера регистратора.

Упруга  предохранительна  муфта (см. фиг. 3) содержит ведущий вал 36, на котором жестко закреплены водило 37 с поводком 38 и внутренний конец спиральной пружины 39, наружный конец которой соединен со стойкой 40. Стойка запрессована в храповое колесо 41, которое свободно посажено на ведомый вал 42. Св зь между колесом 41 и валом 42 осуществл етс  через храповую собачку 43, вращающуюс  вокруг оси, запрессованной в диск 44. Этот диск жестко св зан с ведомым валом 42.

Предварительно закрученна  спиральна  пружина стремитс  развернуть ведомый 42 и ведущий 36 валы один относительно другого. Этому преп тствует поводок 38, на который опираетс  диск 44. На диске закреплена контактна  система 45 дл  выработки электрического импульса, вызывающего реверс электродвигател  Д. (см. фиг. 1 и 2). Контактна  система приводитс  в действие толкателем 46. Электрическое питание на .муфту подаетс  при помощи скольз щих контактов 47, 48.

Ведущий барабан 49 лентопрот жного механизма 8 (см. фиг. 4) жестко св зан с валом 50, приводимым в движение (рис. 1) через щестерню 51 от дифференциала, солнечные колеса которого кинематически св заны с электродвигател ми Д и Д.

Вал 50 через конические зубчатые колеса передает движение полумуфтам 52 односторонних муфт обгона. Передаточное отношение зубчатых колес подобрано таким образом, что углова  скорость вращени  нолумуфт 52

и вала 50 одинакова. Полумуфты 52 свободно посажены на оси 53 л 54 приемно-подающих барабанов 55, 56, на которых жестко закреплены внутренние полумуфты 57 и 58 муфт обгона таким образом, что муфты вращаютс  во взаимно противополол ных направлени х . Кроме того, на оси 53 и 54 свободно без вращени  посажены храповые колеса 59 и 60. Зубь  храповых колес имеют взаимно противоположное направление. Оси

храповых собачек 61 и 62, взаимодействующих соответственно с храповыми колеса.ми 59 и 60, закреплены на корпусе прибора. Храповые колеса 59 и 60 поджаты к свободно посаженным на валы 53 и 54 приемно-подающим барабанам 55 и 56 пружинами 63,64.

Устройство 16 дл  автоматического контрол  момента пружинного двигател  (см. фиг. 5) предназначено дл  контрол  момента только в одной точке на диаграмме спуска и

содержит три группы последовательно включенных контактов, которые коммутируют цепь электропитани  реле 65 и 66, и сигнальные лампочки. При необходимости осуществить контроль момента пружинного двигател  в

нескольких позици х завода пружины полуавто .мат должен быть снабжен соответствующим количеством однотипных контрольных устройств. Контакты устройства 10 грубого отсчета числа оборотов (см. фиг. 1) и контакт ,  вл ющийс  составной частью устройства // точного отсчета числа оборотов, в сочетании с переключателем П служит дл  установки заданного угла завода заводной пружины, при котором необходимо осуществить контроль момента пружинного двигател . Подвижный контакт 67 устройства грубого отсчета числа оборотов приводитс  в движение ходовой гайкой 9 (см. также фпг. 1). Непосредственно контроль осуществл етс  группой контактов 68, 69 и 70. Подвижный контакт 68 св зан с гибкой нитью 71, котора  приводитс  в движение шкивом 72. Этот шкив кинематически св зан с электродвигателем Дз регистрирующего

устройства. Па гибкой нити закреплен также регистрирующий орган 13.

Контакты 69 н 70 представл ют собой два отрезка гибкой ленты, соединенные между собой изол ционной пластиной 73. Ширина

изол ционного нромен-сутка / определ ет допустимое поле рассеивани  значений момента пружинного двигател  в точке контрол .

Блок контактов 69 и 70 закреплен на валике 74, который св зан с осью черв чного колеса 75 и электрически изолирован от этой оси. Свободный конец контакта 69 удерживаетс  цилиндрической пружиной 76, котора  изолирована от прибора.

Регистрирующий орган 13 («перо) и подвижный контакт 68 изображены на фиг. 5 в положении, соответствующем значению контролируемого момепта, равному нулю. При помощи руко тки 77 изол ционна  пластина 73 может -быть смещена относительно подвижного контакта 68 на некоторую величину Н, пропорциональную номинальному значению контролируемого момента.

Полуавтомат работает следующим образом .

После того как пруж1И1ННый двигатель установлен в измерительную позицию (ом. фиг. 2), нажи.мают пусковую кнопку 20 (.фиг. 1) полуавтомата.

При этом включаетс  электродвигатель Д, который, враща  барабан 25 пружинного двигател  (фиг. 2), заводит заводную пружину . Одновременно привод тс  в действие реверсивный лентопрот жный механизм 8 (фиг. 4) и устройства 10, 11 грубого и точного отсчета числа о-боротов (фиг. 1 и 5).

Вращающий момент, развиваемый заводной пружиной при заводе, передаетс  оси 27 (фиг. 2) и при помощи щарнирной т ги 28 преобразуетс  в осевое усилие, вызывающее деформацию упругого подвеса 30 сердечника 29 индуктивного датчика. Максимальное линейное перемещение сердечника 29 не превыщает 0,5 мм. В пределах малых деформаций упругого подвеса перемещение сердечника пр мо пропорционально значению измер емого момента.

При перемещении сердечника 29 на управл ющих катушках 34 датчика вырабатываетс  электрический сигнал, вызывающий разбалансировку моста, образованного реохордом 14 и потенциометром 55. При этом, как только величина сигнала превысит порог чувствительности усилител  12, на управл ющую обмотку электродвигател  Дз подаетс  синусоидальна  э. д. с. частой 50 гц. Значение управл ющей э.д. с. остаетс  практически посто нным при различных величинах сигналов, поступающих с управл ющих катущек 34, при условии, что эти сигналы превышают порог чувствительности усилител .

Вращение электродвигател  Дз передаетс  регистрирующему органу 13 (фиг. 5), подвижному контакту 68 и движку реохорда 14 (рис. 2). Направление вращени  электродвигател  Дз выбираетс  таким образом, чтобы перемещение движка реохорда устран ло разбалансировку моста, т. е. компенсировало }правл ющий сигнал, поступающий от индуктивного датчика. Таким образом, отработка управл ющего сигнала вызывает nepeMeuieние регистрирующего органа, пр мо пропорциональное величине измер емого момента.

Рассмотрим работу реверсивного лентопрот жного механизма 8 (фиг. 4). При заводе заводной пружины вал 50 ведущего барабана 49 вращаетс  в направлении, указанном стрелкой С. От вала 50 привод тс  во вращение полу.муфты 52 муфт обгона одностороннего действи . Эти полумуфты вращаютс  в направлении, совпадающем с направлением вращени  вала 50 ведущего барабана. При этом лева  полумуфта свободно проворачиваетс  относительно внутренней полумуфты 57, и вал 53, застопоренный храповым

колесом 59 И собачкой 61, остаетс  неподвижным .

Права  полумуфта увлекает за собой внутреннюю полумуфту 55, котора  передает движение валу 54. Этот вал вращает храповое

колесо 60, фрикционно св занное с барабаном 56, при этом на -барабан 56 на-матываетс  ленты. Разрыв ленты при увеличении радиуса намотки предотвращаетс  наличием фрикционной св зи между барабаном 56 и

торцовой поверхностью храпового колеса 60. Посто нный нат г ленты обеспечиваетс  за счет фрикционной св зи барабана 55 с торцовой поверхностью неподвижного храпового колеса 59.

При изменении направлени  вращени  ведущего барабана 49 (при спуске заводной пружины) роль приемного барабана выполн ет барабан 55, а подающего - барабан 56. Реверс электродвигател  привода Да происходит при полном заводе пружинного двигател . При этом момент сопротивлени  на ведомом валу 42 предохранительной муфты (фиг. 3) оказываетс  равным или несколько превыщает момент, развиваемый

59. Ведущий вал 36 начнет разворачиватьс  относительно ведомого, и толкатель 46 замыкает контактную систему 45 муфты.

Электричесмий сИ|БНал от предох|ран.ительной муфты поступает в систему автоматического управлени  1-7 (фиг. 1), котора  осуществл ет реверс электродвигател  ДЕ и одновременно включает в работу устройство автоматического контрол  момента пружинного двигател  (контакт 78, фиг. 5).

ЕСЛИ при заданном угле закручивани  заводной пружины во врем  ее спуска подвижный контакт 68 окажетс  в пределах изол ционного промежутка / (фиг. 5), то электрическое питание на реле 65 и 66 не поступает,

и на световом табло 18 (фиг. 1 и 5) горит лампочка Л, что означает: испытуемый двигатель годен.

Если в момент одновременного замыкани  контактов устройств /О и // подвижный контакт 68 окажетс  на одном из контактов 69 или 70, то срабатывает соответствующее реле 65 или 66, лампочка Л гаснет, а на световом табло зажигаетс  лампочка Л или Яз. Эти лампочки сигнализируют о том, что момент

.пружинного двигател  больще или меньше

допустимого значени . Так как реле 65 и 66 имеют контакты самоблокировки, результат контрол  фиксируетс  на световом табло до начала следующего .цикла испытани .

Описанный .полуавтомат .позвол ет проконтролировать момент пружинного двигател  в двух точках на диаграмме спуска заводной пружины.

После того как шружина двигател  полностью раскрутитс , ходова  гайка 9 (фиг. 1) воздействует на концевой выключатель 19 а, и вырабатываемый при этом электрический сигнал .поступает на систему автоматического управлени  17. Эта система отключает двигатель Дз и включает электродвигатель Д1, который прот гивает ленту, подготавлива  ее дл  следующего испытани . Роль оператора при работе на полуавтомате сводитс  к установке испытуемого двигател  и пуску полуавтомата .

Полуавтомат снабжен органами управлени , позвол ющими измен ть режимы его работы и осуществл ть:

1.Контроль пружинных двигателей с однов-ременной регистрацией момента и автоматической прот жкой ленты по окончании цикла испытани . Производительность 900-1000 двигателей в смену.

2.Только контроль пружинных двигателей. Производительность 2000-2200 пружинных двигателей в смену.

3.Только регистрацию момента пружинных двигателей. Производительность до 2000 двигателей в смену.

Внешний вид описанного полуавтомата показан на фиг. 6. Здесь 79 -руко тка регулировки усилени ; 80 - лента регистрирующего устройства; HI-пере.ключатель диапазонов измерени ; HZ - переключатели дл  установки заданного числа оборотов завода пружинного двигател , при котором необходимо произвести контроль момента; 81 - руко тка дл  измерени  скорости прот жки диаграммной ленты; 82 - клавища дл  отключени  регистрирующего устройства.

Предмет изобретени 

Claims (4)

1. Полуавтомат дл  контрол  и регистрации момента пружинного двигател , содержащий установочное приспособление, чувствительный элемент, регистрирующее устройство и электродвигатель привода, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности и производительности процесса контрол  и регистрации , он снабжен устройством автоматического контрол  момента пружинного двигател  и упругой предохранительной муфтой, ведущий вал которой через редуктор св зан с реверсивным электродвигателем привода, а ведомый -- с установочным приспособлением, при этом чувствительный элемент выполнен в

виде св занного щарнирной т гой с установочным приспособлением и .расположенного в упругом подвесе сердечника индуктивного датчика, вторична  обмотка которого через усилитель подключена к диагонали измерительного моста, св занного через электродвигатель с регистрирующим устройством и через систему подвижных контактов с устройством автоматического контрол .

2.Полуавтомат по п. 1, отличающийс  тем, что упруга  предохранительна  муфта

выполнена в виде многовитковой спиральной пружины, один конец которой закреплен на ведущем валу, а другой - на храповом колесе , свободно насаженном на ведомом валу и

св занном с ним храповой собачкой, закрепленной на диске, жестко св занном с ведомым валом и несущем контактную систему, взаимодействующую с толкателем, запрессованным в водило, жестко закрепленное на

ведущем валу и взаимодействзЮщее со стенкой паза, выполненного в диске.

3.Ползавтомат по п. 1, отличающийс  тем, что регистрирующее устройство выполнено в виде реверсивного лентопрот жного механизма с двум  приемно-подающими барабанами и ведущим барабаном, св занным с .нриемноподающими барабанами муфтами одностороннего действи , при этом на валах приемно-подающих барабанов жестко закреплены

храповые колеса с взаимно нротивоположным направлением зубьев, взаимодействующие с неподвижно закрепленнымн храповыми собачками.

4.Полуавтомат .по п. 1, отличающийс  тем, что установочное приспособление выполнено

в виде двух подпружиненных захватов, щарнирно закрепленных своей средней частью на корпусе, расположенном на св занном с реверсивным электродвигателем привода валу, при этом внутри корпуса в подщ пниках установлен центрирующий валик, через валик испытуемого пружинного двигател  св занный с осью, соединенной шарнирной т гой с чувствительным элементом.

38игпп:- /г  ,

Л.

Фиг. г

45

53 55

/

67

59

s

й57

52,.

I X

Ч

3 с

l

-t-

ФигЛ