RU2658138C1 - Method and installation for determining the variability of the gear ratio - Google Patents
Method and installation for determining the variability of the gear ratio Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658138C1 RU2658138C1 RU2016152592A RU2016152592A RU2658138C1 RU 2658138 C1 RU2658138 C1 RU 2658138C1 RU 2016152592 A RU2016152592 A RU 2016152592A RU 2016152592 A RU2016152592 A RU 2016152592A RU 2658138 C1 RU2658138 C1 RU 2658138C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- gear ratio
- shaft
- inputs
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 25
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытательной технике для исследования и испытания редукторов.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to testing equipment for research and testing of gearboxes.
Для испытания редукторов компонуют стенд с приводом входного вала редуктора и нагружателем (тормозом) выходного вала. Стенд снабжают средствами измерения отдельных параметров движения валов - частоты вращения, крутящего момента и т.п.To test the gearboxes, a stand is mounted with a gearbox input shaft drive and an output shaft loader (brake). The stand is equipped with means for measuring individual parameters of the movement of the shafts - speed, torque, etc.
Известны компоновочные схемы стендов с применением технологического редуктора (патент RU 161503 U1 МПК F16H 1/32, G01M 13/02, опубл. 20.04.2016; патент RU 74986 U1 МПК F16H 1/32, опубл. 20.07.2008). Привод обычно создается на основе электродвигателя, а нагрузку реализуют электромашинным генератором (патент RU 2521221 МПК G01M 13/00, опубл. 27.06.2014) или за счет функционной пары (патент RU 111657 U1 МПК G01M 13/00, опубл. 20.12.2011). Для измерения крутящего момента применяют торсионные преобразователи (патент RU 2509999 МПК G01M 13/02, опубл. 20.11.2013).Known layout schemes of stands using a technological gearbox (patent RU 161503 U1 IPC F16H 1/32, G01M 13/02, publ. 04/20/2016; patent RU 74986 U1 IPC F16H 1/32, publ. 20.07.2008). The drive is usually created on the basis of an electric motor, and the load is realized by an electric machine generator (patent RU 2521221 IPC G01M 13/00, publ. 06/27/2014) or due to a functional pair (patent RU 111657 U1 IPC G01M 13/00, publ. 20.12.2011) . To measure the torque used torsion converters (patent RU 2509999 IPC
Отмеченные стенды для испытания редукторов позволяют выявить только мощностные параметры - крутящий момент, частоту вращения, коэффициент полезного действия. Существует обширный класс редукторов для цепей измерения и контроля различных приборов. Для этих редукторов необходимо знать их метрологические свойства. Основным метрологическим параметром редуктора является величина передаточного отношения в пределах одного оборота выходного вала. Номинальное значение передаточного отношения редуктора определяется числами зубцов составляющих колес и шестерен. Однако погрешности изготовления деталей, зазоры в кинематических парах, упругие деформации приводят к отклонению передаточного отношения от номинального значения.Marked stands for testing gearboxes allow you to identify only power parameters - torque, speed, efficiency. There is an extensive class of gearboxes for measuring and control circuits of various devices. For these gearboxes it is necessary to know their metrological properties. The main metrological parameter of the gearbox is the gear ratio within one revolution of the output shaft. The nominal gear ratio is determined by the number of teeth of the constituent wheels and gears. However, manufacturing errors of parts, gaps in kinematic pairs, elastic deformations lead to deviation of the gear ratio from the nominal value.
В качестве прототипа принят стенд для приемочных испытаний редукторов по патенту RU 2029273 С1 МПК G01M 13/02, опубл. 20.02.1995. Рассматриваемый стенд содержит привод и электротормоз с обмоткой возбуждения, кинематически соединяемые с валами испытуемого редуктора, датчики движения входного и выходного вылов и устройство преобразования сигналов датчиков движения валов. В качестве датчиков движения применены моментометрические датчики, составленные из первичного преобразователя - торсиона, двух магнитопроводных дисков на его торцах с индукционными вторичными преобразователями и сумматора. В качестве устройства преобразования сигналов датчиков использован логометр. Стенд при сравнительно полной комплектации и широких возможностях не позволяет выявить метрологические свойства редуктора - непостоянство (вариативность) передаточного отношения.As a prototype adopted stand for acceptance testing of gearboxes according to patent RU 2029273 C1 IPC
Техническим результатом предлагаемого решения является разработка способа и установки для определения вариативности передаточного отношения редуктора.The technical result of the proposed solution is to develop a method and installation for determining the variability of the gear ratio of the gearbox.
Решаются задачи:The tasks are solved:
1. Разработка и обоснование способа определения вариативности передаточного отношения редуктора;1. Development and justification of a method for determining the variability of the gear ratio of the gearbox;
2. Разработка основных технических решений по созданию установки для определения вариативности передаточного отношения редуктора;2. Development of basic technical solutions for the creation of the installation for determining the variability of the gear ratio of the gearbox;
3. Обоснование принимаемых технических решений.3. The rationale for technical decisions.
Предлагаемый способ определения вариативности передаточного отношения редуктора заключается в том, что обеспечивает исходные значения частоты вращения входного вала, момента торможения выходного вала редуктора и определяют вариативность передаточного отношения, при этом вариативность передаточного отношения определяют дискретно по разности времени вращения входного и выходного валов на базовых углах их поворота, при этом базовый угол поворота входного вала в i раз больше базового угла поворота выходного вала, где i - номинальное значение передаточного отношения редуктора.The proposed method for determining the variability of the gear ratio of the gearbox is that it provides the initial values of the input shaft rotation frequency, the braking torque of the gearbox output shaft and determines the gear ratio variability, while the gear ratio variability is determined discretely by the difference in the rotation time of the input and output shafts at their base angles rotation, while the base angle of rotation of the input shaft is i times greater than the base angle of rotation of the output shaft, where i is the nominal value reduction gear ratio.
Способ базируется на фундаментальных соотношениях между функцией и ее первой производной по времени - соотношениях между углом поворота и частотой вращения.The method is based on the fundamental relationships between the function and its first time derivative — the relationships between the rotation angle and the rotation frequency.
Передаточное отношение i редуктора выражается через частоту вращения ωвх входного и частоту вращения ωвых выходного валовThe transmission gear ratio i expressed in terms of the frequency ω of rotation of the input Rin and the rotational frequency ω of the output shaft O
Рассмотрим функцию (1) дискретно. Разделим текущие значения углов поворота валов на одинаковые приращения Δ1. Будем полагать, что параметры движения валов выявляются одинаковыми датчиками, которые формируют последовательности импульсов с периодом, равным времени поворота вала на приращении Δ1. Получим:We consider the function (1) discretely. We divide the current values of the angles of rotation of the shafts into equal increments Δ 1 . We assume that the parameters are detected the same shaft motion sensors, which form a sequence of pulses with a period equal to the rotation shaft at the time increment Δ 1. We get:
- время поворота Твх входного вала на приращении Δ1 - rotation time T in the input shaft 1 to the increment Δ
- время поворота Твых выходного вала на приращении Δ1 - turn time T out of the output shaft in increments Δ 1
Обозначим базовый угол поворота входного вала через Δвх, а выходного вала - через Δвых. ПримемWe denote the base angle of rotation of the input shaft by Δ in , and the output shaft by Δ out . Will accept
где i - номинальное значение передаточного отношения редуктора.where i is the nominal gear ratio.
Для идеального редуктора время вращения tвх входного вала на базовом угле Δвх равно времени вращения tвых выходного вала на базовом угле Δвых For a perfect gear while rotating t Rin of the input shaft to the base Rin angle Δ t equals the time of rotation of the output shaft O on the base angle Δ O
За это время пройдет Nвх периодов (1) последовательности импульсов датчика входного вала и Nвых периодов последовательности импульсов датчика выходного валаDuring this time the host Rin N periods (1) of the sequence of the input shaft encoder pulses and the O N period of the output shaft sensor pulse sequence
где ƒвх, ƒвых - частоты последовательностей.where ƒ in , ƒ out are sequence frequencies.
Для идеального редуктораFor the perfect gearbox
Для соблюдения условия (5) необходимоTo comply with condition (5), it is necessary
соответственно для базовых углов получимaccordingly, for the base angles we get
Для реального редуктора на выбранном режиме испытаний частота вращений ωвх выходного вала и частота ƒвх последовательности периодов Твх постоянны, а частота вращения ωвых выходного вала и частота ƒвых последовательности периодов Твых переменны, следовательно не будет соблюдаться условие (9), т.к. Твых - формула (3) - переменно. Суммируя количество приращений фазы Δ1 получаем базовый угол, а фиксируя время от момента начала подсчета приращений фазы до момента окончания подсчета получаем время вращения на базовом угле поворота.For real gear on the selected mode, the test frequency of the rotation ω Rin output shaft and the frequency ƒ Rin sequence period T in constant, and the rotational speed ω O output shaft and the frequency ƒ O sequence of periods T out are variable, hence will not be met, condition (9), t .to. T o - formula (3) - variable. Summing up the number of phase increments Δ 1, we obtain the base angle, and fixing the time from the moment of counting the phase increments to the end of counting we obtain the rotation time at the base angle of rotation.
Интервалы вращения tвх и tвых на базовых углах для реального редуктора будут не равны и определяются вариативностью передаточного отношения редуктора. Таким образом, разность временных интерваловThe intervals of rotation t in and t out at the base angles for a real gearbox will not be equal and are determined by the variability of the gear ratio of the gearbox. Thus, the difference in time intervals
где в соответствии с формулами (2), (3) и (6), (7)where in accordance with formulas (2), (3) and (6), (7)
tвых=NвыхTвых;t o = N o T o o ;
tвх=NвхTвх,t in = N in T in
однозначно характеризует вариативность передаточного отношения редуктора. Заметим, что нахождение величин tвых и tвх через подсчет периодов Твых, Твх существенно снижает требования к стабильности частот ƒвх, ƒвых и требования по точности средств формирования последовательностей (датчиков).uniquely characterizes the variability of the gear ratio of the gearbox. Note that the determination of the quantities t and O t Rin by counting periods T O, T in significantly reduces requirements for stability Rin frequency ƒ, ƒ O and requirements for accuracy sequences forming means (sensors).
Указанный технический результат заключается также в том, что в установке для определения вариативности передаточного отношения редуктора, содержащей привод и электротормоз с обмоткой возбуждения, кинематически соединяемые с валами испытуемого редуктора, датчики движения входного и выходного валов и устройство преобразования сигналов датчиков движения валов, каждый датчик движения составлен из двух частей, одна часть представляет собой чашеобразную втулку, установленную на консольной части вала, с плоским зеркалом на торце, закрепленным под угол к осевой линии, другая неподвижная часть выполнена в составе фотоприемника, осветителя, формирующего по осевой линии вала оптический луч, и рядного световода, первые концы световолокон которого размещены с равным шагом по соосной окружности с возможностью взаимодействия с отраженным от плоского зеркала оптическим лучом осветителя, а вторые концы световолокон собраны на оптическом окне фотоприемника, при этом устройство преобразования сигналов датчиков движения валов выполнено виде электронного блока. В предлагаемой установке электронный блок выполнен в составе устройства управления, канала временного интервала входного вала, канала временного интервала выходного вала редуктора, основные входы которых соединены с выходами датчиков движения, схемы сравнения, цепи стробирования и блока питания, при этом выходы устройства управления соединен с соответствующими промежуточными входами каналов временного интервала, основные выходы каналов временного интервала связаны со схемой сравнения, а промежуточные выходы - с цепью стробирования, первый выход которой соединен со схемой сравнения, второй - с промежуточными входами каналов временного интервала, третий соединен с входом устройства управления, при этом каждый канал временного интервала содержит формирователь импульсов сигналов датчиков движения валов редуктора, выход которого через первый вход конъюнктора соединен со счетным входом счетчика, при этом второй вход конъюнктора связан с единичным выходом устройства управления, выход счетчика через дешифратор и первый вход дизъюнктора соединен со входом сброса RS-триггера, единичный выход последнего связан с первым входом интегратора и первыми входами цепи стробирования, вторыми входами которой являются инверсные выходы RS-триггера, при этом вторым входом дизъюнктора является инверсный выход устройства управления, а его прямой выход является динамическим входом установки RS-триггера по фронту, а шина сброса счетчика соединена с инверсным выходом устройства управления. В предлагаемой установке схема сравнения выполнена на двух транзисторах с резисторами в цепях коллекторов, базы транзисторов через резисторы соединены с общей шиной и с основными выходами каналов временных интервалов, шина питания связана с первым выходом цепи стробирования, а коллекторные выводы транзисторов являются выводами схемы сравнения. Интеграторы каналов временных интервалов выполнены в составе двухвходного конъюнктора, выход которого через первый резистор подключен к коллектору транзистора, первому выводу конденсатора и является выходом интегратора, при этом второй вывод конденсатора, эмиттер транзистора и первый вывод второго резистора соединены с общей шиной, второй вывод второго резистора подключен к базе транзистора и второму выходу цепи стробирования, а второй вход конъюнктора соединен с выводом напряжения питания интеграторов блока питания. Цепь стробирования выполнена на основе последовательно соединенных дизъюнктора, RS-триггера и двух линий задержки, трех двухвходовых конъюнкторов, выходы двух из них подключены к входам дизъюнктора, первые входы двух конъюнкторов потенциальные и подключены к единичным выходам RS-триггеров каналов временных интервалов, вторые входы динамические по срезу и перекрестно соединены с первыми, входами третьего конъюнктора являются инверсные выходы RS-триггеров временных интервалов, и его выход - со входом сброса RS-триггера, выход первой линии задержки соединен с шиной питания схемы сравнения, а второй - с входом устройства управления, а устройство управления выполнено в составе тумблера, RS-триггера с дизъюнктором установки и дизъюнктором сброса RS-триггера, первый вход дизъюнктора сброса соединен соединен с источником питания микросхем на блоке питания через нормальнозамкнутый контакт тумблера, первый вход дизъюнктора установки соединен с тем же источником питания через нормальнозамкнутый контакт тумблера, вторых входы дизъюнкторов динамические и связаны со вторым выходом цепи стробирования, причем второй вход дизъюнктора сброса соответствует фронту, а второй вход дизъюнктора установки - срезу, единичный выход устройства исправления подключен к вторым входам конъюнкторов и динамическим по фронту входам установки RS-триггеров каналов временных интервалов, а инверсный выход связан с шинами сброса счетчиков и вторыми входами дизъюнкторов временных интервалов.The indicated technical result also consists in the fact that in the installation for determining the variability of the gear ratio of the gearbox containing the drive and the electric brake with an excitation winding, kinematically connected to the shafts of the gearbox under test, input and output shaft motion sensors and a shaft motion sensor signal conversion device, each motion sensor made up of two parts, one part is a cup-shaped sleeve mounted on the console part of the shaft, with a flat mirror on the end, fixed angular to the axial line, the other fixed part is made up of a photodetector, a illuminator, forming an optical beam along the axial line of the shaft, and an in-line fiber, the first ends of the optical fibers of which are placed with equal pitch along a coaxial circle with the possibility of interaction with an optical beam reflected from a plane mirror illuminator, and the second ends of the optical fibers are collected on the optical window of the photodetector, while the device for converting the signals of the shaft motion sensors is made in the form of an electronic unit. In the proposed installation, the electronic unit is made up of a control device, a channel of a time interval of the input shaft, a channel of a time interval of the output shaft of the gearbox, the main inputs of which are connected to the outputs of the motion sensors, a comparison circuit, a gating circuit, and a power supply, while the outputs of the control device are connected to the corresponding intermediate inputs of the channels of the time interval, the main outputs of the channels of the time interval are connected to the comparison circuit, and the intermediate outputs to the gating circuit, the first output of which is connected to the comparison circuit, the second to the intermediate inputs of the channels of the time interval, the third is connected to the input of the control device, and each channel of the time interval contains a pulse shaper of signals from the motion sensors of the gearbox shafts, the output of which is connected through the first input of the conjunctor to the counting input of the counter while the second input of the conjunctor is connected to a single output of the control device, the output of the counter through the decoder and the first input of the disjunctor is connected to the reset input of the RS-trig ger, the single output of the latter is connected to the first input of the integrator and the first inputs of the gating circuit, the second inputs of which are the inverse outputs of the RS trigger, while the second input of the disjunctor is the inverse output of the control device, and its direct output is the dynamic input of the RS trigger setup , and the counter reset bus is connected to the inverse output of the control device. In the proposed installation, the comparison circuit is made on two transistors with resistors in the collector circuits, the base of the transistors is connected through the resistors to the common bus and to the main outputs of the channels of time intervals, the power bus is connected to the first output of the gating circuit, and the collector terminals of the transistors are the conclusions of the comparison circuit. The channel time channel integrators are made up of a two-input connector, the output of which through the first resistor is connected to the collector of the transistor, the first output of the capacitor and is the output of the integrator, while the second output of the capacitor, the emitter of the transistor and the first output of the second resistor are connected to a common bus, the second output of the second resistor connected to the base of the transistor and the second output of the gating circuit, and the second input of the conjunctor is connected to the output voltage of the integrators of the power supply unit. The gating circuit is based on a series-connected disjunctor, RS-trigger and two delay lines, three two-input conjunctors, the outputs of two of them are connected to the inputs of the disjunctor, the first inputs of the two conjunctors are potential and connected to the single outputs of the RS-triggers of the channels of time intervals, the second inputs are dynamic along the slice and cross-connected with the first, the inputs of the third conjunctor are the inverse outputs of the RS-triggers of time intervals, and its output is with the reset input of the RS-trigger, the output of the first line the holder is connected to the power bus of the comparison circuit, and the second to the input of the control device, and the control device is made up of a toggle switch, an RS-trigger with an installation disjunctor and an RS-trigger reset disjunctor, the first input of the reset disjunctor is connected to a power supply by a chip on the power supply through the normally closed contact of the toggle switch, the first input of the installation disjunctor is connected to the same power source through the normally closed contact of the toggle switch, the second inputs of the disjunctor are dynamic and connected to the second output gating, the second input of the reset disjunctor corresponds to the front, and the second input of the installation disjunctor corresponds to a slice, the single output of the corrector is connected to the second inputs of the conjunctors and the front-dynamic inputs of the RS-triggers of the time channel channels, and the inverse output is connected to the reset buses of the counters and the second inputs of the disjunctors of time intervals.
Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1 - Компоновочная схема установки;FIG. 1 - Layout diagram of the installation;
Фиг. 2 - Функциональная схема электронного блока;FIG. 2 - Functional diagram of the electronic unit;
Фиг. 3 - Схема интегратора;FIG. 3 - Integrator circuit;
Фиг. 4 - Схема сравнения;FIG. 4 - Comparison scheme;
Фиг. 5 - Эпюры напряжений.FIG. 5 - Plots of stresses.
Принятые обозначенияAccepted Designations
1. Основание1. The basis
2. Испытуемый редуктор2. Test gearbox
3. Входной вал редуктора3. Gearbox input shaft
4. Электродвигатель привода4. Electric drive motor
5. Фрикционный диск привода5. Friction disk drive
6. Генератор постоянного тока (электротормоз)6. DC generator (electric brake)
7. Фрикционный диск электротормоза7. Friction disk of an electric brake
8. Выходной вал редуктора8. The output shaft of the gearbox
9. Датчик движения входного сигнала9. Input motion sensor
10. Датчик движения выходного сигнала10. Output motion sensor
Датчик:Sensor:
11. Чашеобразная втулка11. Cup-shaped sleeve
12. Зеркало12. The Mirror
13. Фотоприемник13. Photodetector
14. Осветитель14. Illuminator
15. Оптический луч15. Optical beam
16. Световод16. The light guide
Электронный блок:The electronic unit:
17. Схема сравнения17. The comparison scheme
18. Цепь стробирования18. Gating circuit
19. Блок питания19. Power supply
Канал временного интервала входного валаInput Shaft Channel
20. Формирователь импульсов20. Pulse former
21. Конъюнктор21. Conjunctor
22. Счетчик22. Counter
23. Дешифратор23. Decoder
24. Дизъюнктор24. Disjunctor
25. RS-триггер25. RS trigger
26. Интегратор26. Integrator
Канал временного интервала выходного сигналаOutput Time Slot Channel
27. Формирователь импульсов27. Pulse former
28. Конъюнктор28. Conjunctor
29. Счетчик29. Counter
30. Дешифратор30. Decoder
31. Дизъюнктор31. Disjunctor
32. RS-триггер32. RS trigger
33. Интегратор33. Integrator
Устройство управленияControl device
34. Тумблер34. Toggle switch
35. RS-триггер35. RS trigger
36. Дизъюнктор установки36. Installation disjunctor
37. Дизъюнктор сброса37. Reset Disjunctor
ИнтеграторIntegrator
38. Конъюнктор38. Conjunctor
Цепь стробированияGating circuit
39-41. Конъюнктор39-41. Conjunctor
42. Дизъюнктор42. Disjunctor
43. RS-триггер43. RS trigger
44, 45. Линии задержки44, 45. Delay lines
На основании 1 закреплены испытуемый редуктор 2, привод входного вала 3 в составе двигателя 4 с фрикционным диском 5, который взаимодействует с цилиндрической поверхностью вала. С выходным валом связан электротормоз, на основе генератора постоянного тока 6 с обмоткой возбуждения и с реостатом в цепи якоря. На валу генератора закреплен фрикционный диск 7, сопряженный с цилиндрической поверхностью выходного вала 8. Имеются два датчика движения: 9 - входного вала и 10 выходного вала. Датчики устроены одинаково. На консольной части вала установлена чашеобразная втулка 11, на торце которой под углом к осевой линии закреплено плоское зеркало 12. Вторая часть датчика закреплена на основании 1 и содержит фотоприемник 13, осветитель 14, формирующий по осевой линии вала оптический луч 15 и рядный световод 16. Первые концы световолокон световода размещены с равным шагом (равным диаметру световолокна) по соосной окружности. При такой конструкции отраженный от зеркала 12 луч 15 осветителя 14 обегает окружность первых концов световолокон. Вторые концы световолокон собраны на оптическом окне фотоприемника 13.On the
Параметрами электропитания двигателя 4 задают частоту вращения входного вала 3, а током обмотки возбуждения и реостатом якоря генератора 6 - момент торможения. В процессе вращения валов луч осветителя формирует на фотоприемниках последовательности импульсов с частотами ƒвх на датчике 9 входного вала и ƒвых на датчике 10 выходного вала.The power supply parameters of the motor 4 specify the frequency of rotation of the
Электронный блок установки выполнен в виде отдельной сборочной единицы и предназначен для обработки сигналов датчиков движения и выдачи информационного сигнала в соответствии с формулой (6). Функциональную схему электронного блока составляют: канал временного интервала входного вала (канал tвх), канал временного интервала выходного вала (канал tвых), схема сравнения 17, цепь стробирования 18, устройство управления и блок питания 19.The electronic unit of the installation is made in the form of a separate assembly unit and is designed to process the signals of motion sensors and issue an information signal in accordance with formula (6). The functional circuit of the electronic unit is: channel of the time interval of the input shaft (channel t in ), channel of the time interval of the output shaft (channel t o ),
Каналы tвх и tвых однотипны. Канал tвх содержит последовательно соединенные формирователь 20 импульсов фотоприемника датчика входного вала, конъюнктор 21, счетчик импульсов 32, дешифратор 23, дизъюнктор 24, RS-триггер 25 и интегратор 26. Канал tвых составляют формирователь 27, конъюнктор 28, счетчик 29, дешифратор 30, дизъюнктор 31, RS-триггер 32 и интегратор 33.Channels t in and t out are of the same type. Channel t I contains a
Устройство управления представлено тумблером 34 на два положения - «сброс» и «измерение», тумблер содержит один нормальнозамкнутый контакт (Н3) и один нормальнозамкнутый контакт (HP). Имеется RS-триггер 35 с входными дизъюнкторами 36, 37.The control device is represented by the
Интеграторы 26, 33 выполнены по схеме фиг. 3. Принцип работы основан на преобразовании длительности импульсов tвх и tвых в амплитуду импульсов на основе интегрирующей RC-цепи, составленный из конденсатора С и резистора R1. Для такой цепи на ограниченном участке экспоненты напряжение на конденсаторе пропорционально длительности входного прямоугольного импульса. Для повышения линейности преобразования интегратор питается напряжением Еu большим, чем напряжение питания Е микросхем.The
Управляющий импульс с триггера 25 (для второго интегратора с триггера 32) открывает на время действия импульса конъюнктор 38 и заряжает конденсатор С. В это время транзистор VT закрыт нулевым смещением через резистор R2 и цепь разряда высокоомна, поэтому после окончания входного импульса напряжение на конденсаторе (выходное напряжение интегратора) остается постоянным. После окончания работы схемы сравнения 17 (задает цепь стробирования 18) происходит разряд конденсатора С через транзистор VT импульсом цепи стробирования. На выходе интегратора формируется постоянное напряжение , потенциал которого пропорционален длительности импульсов триггеров 25, 32.The control pulse from trigger 25 (for the second integrator from trigger 32) opens the
Цепь стробирования 18 выполнена по схеме фиг. 4. Цепь предназначена для управления интеграторами, схемой сравнения и создания обратной связи для устройства управления. Цепь составлена из трех конъюнкторов 39-41, дизъюнктора 42, RS-триггера 43 и двух линий задержки 44, 45. Первые входы конъюнкторов 39, 40 соединены с единичными выходами триггеров 25, 32, вторые входы динамические - это импульсы среза. Входами конъюнктора 41 являются инверсные выходы триггеров 25, 32. Триггер 43 формирует прямоугольный импульс длительностью от первого среза до второго. Далее последовательно включены линии задержки этого импульса.The
Схемотехнически линии задержки 44, 45 представляют собой ждущие мультивибраторы. Выходными сигналами цепи стробирования являются стробирующий импульс и импульс задержки - см. эпюры напряжений фиг. 6.
Схема сравнения фиг. 5 представляет собой балансный усилитель на транзисторах VT1, VT2, коллекторной нагрузкой которых являются резисторы R2, R3. Исходное нулевое смещение задано резисторами R1, R4. Входными сигналами схемы сравнения являются выходные потенциалы , интеграторов 26, 33 и выходной импульс стробирования . В активной области транзисторов потенциалы коллекторов уменьшаются пропорционально базовым сигнала. Разность электрических потенциалов Uu пропорциональна разности входных потенциалов, следовательно пропорциональна разности длительностей триггеров 25, 32. Uu является информационным импульсом электронного блока и установки.The comparison circuit of FIG. 5 is a balanced amplifier on transistors VT1, VT2, the collector load of which are resistors R2, R3. The initial zero bias is set by resistors R1, R4. The input signals of the comparison circuit are the output potentials ,
В исходном положении тумблер 34 устройства управления находится в положении «сброс», через его нормальнозамкнутый контакт (Н3) поступает логическая единица (напряжение питания Е микросхем) на вход дизъюнктора 37, который удерживает триггер 35 управления в исходном положении. Логическая единица на инверсном выходе этого триггера реализует исходное состояние счетчиков 22, 29. При перебросе тумблера 34 в положение «измерение» фронт напряжения Е устанавливает триггер 35 в единичное состояние и его прямой выход открывает конъюнкторы 21, 28. С этого момента импульсы ƒвх датчика входного вала начинает поступать на счетчик входа 22, а импульс ƒвых датчика выходного вала - на счетчик 29. Заметим, что при перебросе триггера 35 управления фронтом переключения триггеры 25, 32 были установлены в единичное состояние. При достижении количества импульсов на счетчике 22, соответствующего углу поворота Δвх дешифратор 23 обеспечит возврат триггера 25 в нулевое состояние. Таким образом, цепь счета обеспечила выходной импульс триггера, соответствующий углу Δвх, в то же время длительность выходного импульса определена как интервал от начала вращения входного вала на угле Δвх до окончания вращения на этом угле с частотой вращения ωвх. Аналогичный импульс будет сформирован из сигнала ƒвых на триггере 32. Длительности импульсов триггеров 25, 32 интеграторами 26, 33 будут преобразованы в электрические потенциалы (напряжения) и поступят на базовые входы схемы сравнения. Стробирующий импульс обеспечит коллекторное питание схемы сравнения, последняя сформирует информационный импульс Uu. Далее фронтом импульса задержки через дизъюнктор 37 триггер управления будет переведен в исходное состояние. Цикл измерения завершен. Через время равное длительности импульса задержки срезом этого импульса через дизъюнктор 36 триггер 35 управления будет переведен в единичное состояние и начнется очередной цикл измерения. Поскольку положение импульса стробирования на временной оси переменно, то фазовое положение угла Δвых постоянно смещается. Поэтому с увеличением числа полных оборотов выходного вала итоговый шаг дискретности по выходному валу будет уменьшаться.In the initial position, the
Способ осуществляется следующим образом. Напряжениями U4 и U6 на блоке питания устанавливают режим испытания редуктора - частоту вращения ωвх входного вала и момент торможения. Перебрасывают тумблер 34 из положения «сброс» в положение «измерение». В этот момент триггер 35 устройства управления переходит в единичное состояние и его фронт устанавливает триггеры 25, 32 временных каналов в единичное состояние. Одновременно единичным выходом триггера 35 открываются конъюнкторы 21, 28 и сформированные формирователями 20, 27 импульсы датчиков движения 9, 10 начнут заполнять счетчики 22, 29. После набора счетчиком 22 Nвх импульсов одноименный выход дешифратора 23 переведет триггер 25 в нулевое состояние. Таким образом, длительность выходного импульса триггера 25 равна времени вращения tвх входного вала редуктора на угле поворота Δвх. Аналогично триггер 32 сформирует импульс длительностью tвых соответствующий углу поворота Δвых выходного вала редуктора.The method is as follows. Voltages U 4, U 6 and the power module gear set test mode - the rotation frequency ω Rin of the input shaft and the braking torque. The
За время tвх происходил заряд конденсатора С интегратора 26 - эпюра U26. После окончания импульса tвх напряжение на конденсаторе интегратора 26 равно . Это напряжение пропорционально времени tвх. Аналогично на интеграторе 33 будет получено напряжение , пропорциональное времени tвых вращения выходного вала на угле Δвых.During the time t I there was a charge of the capacitor C of the integrator 26 - plot U 26 . After the end of the pulse t I voltage on the capacitor of the
Передаточное отношение редуктора может отклоняться от номинального значения в любую сторону. Соответственно моменты окончания импульсов триггеров 25, 32 произвольны - эпюры U25, U32 и эпюры U'25, U'35. Цепь стробирования формирует импульс U43, длительность которого равна временному интервалу между срезом импульсов триггеров 25, 32 при любой комбинации. По окончании импульса U43 цепь стробирования формирует импульс считывания . Этот импульс является напряжением питания схемы сравнения - фиг. 5. На базы транзисторов схемы сравнения поступают напряжения и интеграторов. Пропорционально разности базовых напряжений возникает разность напряжений на коллекторах транзисторов VT1 и VT2. Эта разность является информационным сигналом Uu.The gear ratio of the gearbox may deviate from the nominal value in any direction. Accordingly moments
Далее цепь стробирования формирует импульс задержки , который переводит триггер 35 устройства управления в исходное нулевое состояние. По окончании импульса процесс измерения будет повторяться до тех пор, пока пользователь не перебросит тумблер 34 в положение «сброс». Измерительные импульсы Uu могут фиксироваться регистратором или поступать на дисплей для визуального наблюдения.The gate circuit then generates a delay pulse. which puts the
Таким образом, предлагаемый способ и установка позволяют в автоматическом режиме выявить вариативность передаточного отношения редуктора на произвольно выбранных частотах вращения входного вала и моментах торможения выходного вала редуктора. Конструкция установки достаточно проста, электронный блок построен на типовых элементах электроники.Thus, the proposed method and installation allow to automatically detect the variability of the gear ratio of the gearbox at randomly selected rotation speeds of the input shaft and the braking moments of the output shaft of the gearbox. The design of the installation is quite simple, the electronic unit is built on standard elements of electronics.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152592A RU2658138C1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Method and installation for determining the variability of the gear ratio |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152592A RU2658138C1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Method and installation for determining the variability of the gear ratio |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2658138C1 true RU2658138C1 (en) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016152592A RU2658138C1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Method and installation for determining the variability of the gear ratio |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658138C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115524111A (en) * | 2022-10-24 | 2022-12-27 | 四川新川航空仪器有限责任公司 | Attitude simulation mechanism for oil-gas separation performance evaluation test |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU616554A1 (en) * | 1976-08-13 | 1978-07-25 | Центральное Проектно-Конструкторское Бюро По Лифтам Всесоюзного Объединения "Союзлифтмаш" | Device for testing lift drive reducer |
SU1045045A2 (en) * | 1981-07-10 | 1983-09-30 | Предприятие П/Я А-1125 | Friction clutch testing stand |
RU2029273C1 (en) * | 1992-02-28 | 1995-02-20 | Могилевский Машиностроительный Институт | Bench for acceptance testing of reduction gears |
WO2008044879A1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Il Jin Global Co., Ltd. | Drive wheel system capable of measuring torque |
RU105994U1 (en) * | 2011-02-28 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кинематика" | TRANSMISSION MECHANISM DIAGNOSIS DEVICE |
-
2016
- 2016-12-29 RU RU2016152592A patent/RU2658138C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU616554A1 (en) * | 1976-08-13 | 1978-07-25 | Центральное Проектно-Конструкторское Бюро По Лифтам Всесоюзного Объединения "Союзлифтмаш" | Device for testing lift drive reducer |
SU1045045A2 (en) * | 1981-07-10 | 1983-09-30 | Предприятие П/Я А-1125 | Friction clutch testing stand |
RU2029273C1 (en) * | 1992-02-28 | 1995-02-20 | Могилевский Машиностроительный Институт | Bench for acceptance testing of reduction gears |
WO2008044879A1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Il Jin Global Co., Ltd. | Drive wheel system capable of measuring torque |
RU105994U1 (en) * | 2011-02-28 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кинематика" | TRANSMISSION MECHANISM DIAGNOSIS DEVICE |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115524111A (en) * | 2022-10-24 | 2022-12-27 | 四川新川航空仪器有限责任公司 | Attitude simulation mechanism for oil-gas separation performance evaluation test |
CN115524111B (en) * | 2022-10-24 | 2023-08-18 | 四川新川航空仪器有限责任公司 | Gesture simulation mechanism for oil-gas separation performance evaluation test |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104569472B (en) | A kind of velocity acquiring method based on photoelectric pulse coder | |
CN104459187A (en) | Device and method for measuring rotating speed of large rotating equipment | |
RU2658138C1 (en) | Method and installation for determining the variability of the gear ratio | |
US3816712A (en) | Method and apparatus for detecting relative deviations in position of two parts moved in a predetermined desired relationship | |
US3808543A (en) | Apparatus and method to accomplish turbine meter output pulse multiplication | |
CN103868689B (en) | Vibration frequency analysis-based gear defect rapid detection system and method | |
CN105486210A (en) | Device for measuring radial run-out of main shaft | |
US4135082A (en) | Electrical pulse train comparator | |
JPH038496B2 (en) | ||
CN210665965U (en) | Structure for measuring running parameters of high-rotating-speed permanent magnet motor | |
JP2510856B2 (en) | Belt slip rate meter | |
GB2123962A (en) | Electronic tachometer for vehicles having different tyre diameters | |
RU2652174C1 (en) | Method of measurement of the torque on the motor shaft and the frequency of rotation of its rotor | |
US2610505A (en) | Nonseismic torsiograph | |
RU213793U1 (en) | Shaft speed measuring device | |
CN85100389B (en) | Dynamic testing method and its app. for the torque-speed characteristics of asynchronous motor | |
RU131167U1 (en) | BLOCK MEASURING | |
JPS59116023A (en) | Torque detector | |
Atkinson et al. | The acceleration-oscillogram method of motor-torque measurement | |
RU2265809C1 (en) | Method of measuring torque | |
SU773499A1 (en) | Apparatus for determining water flow velocity | |
SU1290176A1 (en) | Device for measuring rotational speed of shaft | |
EP0089442A1 (en) | Digital analyser of a mechanical motion transmission | |
SU970170A2 (en) | Stand for determination of gear transmission technological condition | |
SU761933A1 (en) | Photoelectric apparatus for measuring angle of syncronous machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181230 |