Стенд для исследования динамических характеристик передач

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕДАЧ(71) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(73) Патентообладатель Могилевский машиностроительный институт(57) Стенд для иследования динамических характеристик передач, содержащий привод и нагружатель,предназначенные для кинематического соединения соответственно с ведущим и ведомым валами испытуемой передачи, предназначенные для установки на последних датчики моментов, при этом нагружатель выполнен в виде электрической машины с обмоткой возбуждения, подключенный к обмотке возбуждения регулируемый источник постоянного тока и установленный на выходе последнего коммутатор,отличающийся тем, что он снабжен последовательно соединенными мультивибратором и согласующим усилителем, в эмиттерную цепь которого включена обмотка реле, нормально разомкнутые контакты которого являются коммутатором, а к выходу каждого из датчиков моментов подключены последовательно дифференцирующая цепь, диод и преобразователь амплитудного значения, к выходу первого преобразователя амплитудного значения подключен вольтметр постоянного тока для измерения однополярных сигналов, выход второго преобразователя амплитудного значения связан с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго регулируемого источника постоянного тока, а выход сумматора связан с вольтметром постоянного тока для измерения разнополярных сигналов. 1566 1 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследовании динамических процессов, протекающих в редукторах и различных зубчатых передачах. Известен стенд для исследования динамических характеристик передач, содержащий предназначенные для установки испытуемых передач ведущий и ведомый шпиндели, кинематически связанные с ними соответственно электропривод и нагружатель, установленные на шпинделях электроторсиографические преобразователи угловых перемещений, размещенный на ведомом шпинделе торсионный фотоэлектрический измеритель момента, усилительно-регистрирующую аппаратуру, установленный на ведущем шпинделе дополнительный торсионный измеритель момента 1. Недостатком данного стенда являются ограниченные технологические возможности, так как на нем не обеспечивается возможность определения такой динамической характеристики, как переходная характеристика передачи. Известен стенд для исследования динамических характеристик передач, содержащий привод и нагружатель, предназначенные для кинематического соединения соответственно с ведущим и ведомым валами испытуемой передачи, предназначенные для установки на последних датчики моментов и регистрирующее устройство, первый и второй входы которого подключены соответственно к датчикам момента, при этом нагружатель выполнен в виде электрической машины с обмоткой возбуждения, а стенд снабжен подключенным к последней и к третьему входу регулирующего устройства регулируемым источником постоянного тока и установленным на выходе последнего коммутатором 2. Однако данный стенд отличается недостаточной производительностью выполняемых на нем исследовательских работ, так как наличие регулирующего устройства с записью переходных характеристик на бумагу,необходимость выполнения последующих графических и аналитических операций по обработке полученной графической информации снижают производительность работ на стенде. Кроме того, стенд отличается малой степенью автоматизации проведения самого эксперимента. Осциллограммы, полученные на известном стенде, и изображенные на фиг.1, представляющие из себя 1- напряжение, подаваемое на обмотку нагружателя 2 и 3 - соответственно переходная характеристика нагружателя и динамической системы, состоящей из последовательного соединения нагружателя и редуктора,позволяют сделать вывод, что они характеризуются постоянными времени Т 1 и Т 2. Поэтому для оперативного анализа динамики испытуемой передачи необходимо измерить постоянные времени динамической системы стенда и нагружателя Т 1 и Т 2. В основу изобретения положена такая задача, решение которой позволяет оперативно определять постоянные времени нагружателя и динамической системы стенда, состоящей из последовательного соединения нагружателя и передачи, что обеспечит повышение производительности труда. Сущность изобретения заключается в том, что стенд для исследования динамических характеристик передач, содержащий привод и нагружатель, предназначенные для кинематического соединения соответственно с ведущим и ведомым валами испытуемой передачи, предназначенные для установки на последних датчики моментов, при этом нагружатель выполнен в виде электрической машины с обмоткой возбуждения,подключенный к обмотке возбуждения регулируемый источник постоянного тока и установленный на выходе последнего коммутатор, согласно изобретению снабжен последовательно соединенными мультивибратором и согласующим усилителем, в эмиттерную цепь которого включена обмотка реле, нормально разомкнутые контакты которого являются коммутатором, а к выходу каждого из датчиков моментов подключены последовательно дифференцирующая цепь, диод и преобразователь амплитудного значения, к выходу первого преобразователя амплитудного значения подключен вольтметр постоянного тока для измерения однополярных сигналов, выход второго преобразователя амплитудного значения связан с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго регулируемого источника постоянного тока, а выход сумматора связан с вольтметром постоянного тока для измерения разнополярных сигналов. Эта задача и преимущества изобретения станут ясны после описания примера его осуществления со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором фиг.1 изображает осциллограммы, полученные на стенде фиг.2 а - примерный вид переходной характеристики нагружателя и динамической системы стенда фиг.2 б - примерный вид импульсной переходной характеристики нагружателя и динамической системы стенда фиг.3 а - импульсы на выходе мультивибратора фиг.3 б - импульсные переходные характеристики момента на валу тормоза фиг.3 в - импульсные переходные характеристики на первичном валу передачи фиг.4 а - сигналы на выходе первого преобразователя амплитудного значения фиг.4 б - сигналы на выходе второго преобразователя амплитудного значения фиг.5 - общую схему стенда. Стенд содержит (фиг.5) привод 1 и нагружатель 2, предназначенные для кинематического соединения соответственно с ведущим и ведомым валами испытуемой передачи 3, предназначенные для установки на последних датчики 4 и 5 моментов, при этом нагружатель 2 выполнен в виде электрической машины посто 2 1566 1 янного тока с обмоткой 6 возбуждения, подключенный к обмотке 6 возбуждения регулируемый источник 7 постоянного тока и установленный на выходе последнего коммутатор 8, последовательно соединенные мультивибратор 9 и согласующий усилитель 10, в эмиттерную цепь которого включена обмотка 11 реле,нормально разомкнутые контакты которого являются коммутатором 8,а к выходу каждого из датчиков 4 и 5 моментов подключены последовательно дифференцирующая цепь 12 и 13, диод 14 и 15 и преобразователь 16 и 17 амплитудного значения, при этом к выходу первого преобразователя 16 амплитудного значения подключен вольтметр 18 постоянного тока для измерения однополярных сигналов, выход второго преобразователя 17 амплитудного значения связан с первым входом сумматора 19, второй вход которого подключен к выходу второго регулируемого источника 20 постоянного тока, а выход сумматора 19 связан с вольтметром 21 постоянного тока для измерения разнополярных сигналов. При работе привода 1 валы испытуемой передачи 3 свободно вращаются. При отключенном положении коммутатора 8, выполненного в виде нормально разомкнутых контактов реле, на выходе источника 7 постоянного тока устанавливается напряжение, равное 15 от уровня, соответствующего номинальной загрузке испытуемой передачи 3. Затем включается мультивибратор 9, на выходе его появляются прямоугольные импульсы (фиг.3 а), по обмотке 11 реле начинает протекать ток от первого импульса, реле срабатывает, включается коммутатор 8. В результате этого на обмотку 6 возбуждения ступенчато подается напряжение, с момента подачи которого в динамической системе стенда возникают переходные процессы моментов на валах испытуемой передачи. Эти процессы измеряются датчиками 4 и 5 моментов. За время действия первого импульса мультивибратора 9 переходные процессы заканчиваются, при этом на выходе дифференцирующих цепей 12 и 13,снабженных диодами 14 и 15 соответственно на своих выходах, возникают импульсы. Это и есть импульсная переходная характеристика нагружателя (фиг.3 б) и динамической системы стенда (фиг.3 в), состоящей из последовательного соединения нагружателя и испытуемой передачи 3. Ординаты этих характеристик содержат информацию о постоянных времени нагружателя и динамической системы стенда соответственно. Так, если ординаты этих двух характеристик равны, то можно сделать вывод, что испытуемая передача с точки зрения ее динамических свойств является безынерционным звеном. Если же постоянная времени динамической системы стенда больше, чем постоянная времени нагружателя, то можно сделать вывод, что испытуемая передача с точки зрения ее динамики является инерционным звеном первого порядка. Постоянные времени как нагружателя, так и динамической системы стенда определяются величиной, обратной измеренной ординате импульсных переходных характеристик. Для измерения ординат импульсных переходных характеристик сигналы с выходов дифференцирующих цепей 12 и 13 и диодов 14 и 15 поступают на первый 16 и второй 17 преобразователи амплитудного значения. На выходе последних формируются сигналы, изображенные на фиг.4 а и 4 б. Ордината импульсной переходной характеристики нагружателя измеряется вольтметром 18 постоянного тока, ордината импульсной переходной характеристики динамической системы стенда сравнивается со своим заданным значением в сумматоре 19. Заданное значение устанавливается посредством второго регулируемого источника 20 постоянного тока, разность заданного и измеренного значений ординат импульсной переходной характеристики динамической системы измеряется вольтметром 21 постоянного тока. После окончания измерения отключается мультивибратор 9 и привод 1. Анализируя полученные данные, мы оперативно можем судить о динамике испытуемой передачи. Далее устанавливаем на стенд новую испытуемую передачу и опять повторяем вышеописанный эксперимент. Экономический эффект от заявляемого стенда получается за счет повышения производительности труда. оставитель Л.З. Униговская Редактор Т.А. Лущаковская Корректор Т.Н. Никитина Заказ Тираж 20 зкз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 5