Способ вибрационной стабилизации размеров детали

Способ вибрационной стабилизации размеров детали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, может быть использовано для обработки литых и сварных деталей для стабилизации их размеров. Цель - повышение производительности виброобработки и качества стабилизации за счет уменьшения времени виброобработки и снижения погрешности контроля ее результатов. Виброобработку производят путем циклического увеличения и уменьшения частоты вибрации с нахождением эффективных значений переменной составляющей фазовых сдвигов, по которой определяют характер регулирования скорости повышения частоты вибрации в течение каждого цикла, причем циклы виброобработки проводят до тех пор, пока величина интеграла не станет меньше допустимой или не стабилизируется. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц1)5 С 21 D 10/00 г

Ь,. i.1 . з м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 463956 1/27-02 (22) 19.01.89 (46) 15. 12.90. Бюп. М - 46 (71) Московское производственное обьединение "Станкостроительный завод" им. Серго Орджоникидзе (72) Я.Б.Гозман, Ю.И.Малкин, В.Д.Марин и H.È.ßðî÷êèí (53) 621. 784.375 (088.8) (56) Патент США Р 3622404, кл. 148/129, 1971.

Авторское свидетельство СССР

0 1194023, кл, С 21 D 1/04, 1985. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к мапиностроению и, в частности, может быть использовано для обработки литых и

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, может быть использовано для обработки литых и сварных деталей с целью стабили за ции их ра змер ов.

Целью изобретения является повышение производительности виброобработки и качества стабилизации деталей за счет уменьшения времени виброобработки и снижения погрешности контроля ее результатов.

На фиг.1 показана блок-схема реализации способа; на фиг. 2 — вариант выполнения фазоизмерительного блока.

Блок-схема (фиг. 1) содержит обрабатываемую деталь 1, уложенную на эластичные опоры 2, закрепленный на детали 1 вибратор 3 с приводом 4, блок 5 упраьления, регулирующий часÄÄSUÄÄ 1613500 А 1

2 сварных деталей для стабилизации их размеров. Цель — повышение производительности виброобработки и качества стабилизации за счет уменьшения времени виброобработки и снижения погрешности контроля ее результатов.

Виброобработку производят путем циклического увеличения и уменьшения частоты вибрации с нахождением эффективных значений переменной составляющей фазовых сдвигов, по которой определяют характер регулирования скорости повышения частоты вибрации в течение каждого цикла, причем циклы виброобработкн проводят до тех пор, пока величина интеграла не станет меньше допустимой или не стабилизируется. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, тоту вибрации, датчик 6 измерения силы взаимодействия вибратора 3 с деталью 1, частотно-зависимые усилители 7 и 8, фазоиэмерительный блок 9, детектор 10, блок 11 выделения эффективного значения измеряемого параметра: сумматор 12, двухуровневый © измеритель 13 частоты, ключ 14, интегратор 15 и блок 16 логического сравнения. По одному из возможных вариантов выполнения блок 9 (фиг.2) содержит одновибраторы l 7 н 18 триггер 19 с двумя устойчивыми состояниями и инерционный элемент 20, постоянная Ъ времени которого равна примерно десяти периодам основной частоты вибрации е

Реализация способа ос ущес твляется следующим образом.

1613500

11о сигналу злпус ка гтк. тюча «; ñ.я ири— вод 4 и начинается уттстлттчетттте частоты вибрации, сксрость нлрастлния частоты задается ттлгтряжением Бт в сумма5 торе 12, Сигнал датчика 6 поступает

fia входы двух усилителей 7 и 8, один и 3 которых — усилитель 7 — выполняет функции фильтра низких частот, л второй — усилитель 8 — фильтра высоких частот, благодаря чему на выходе уси— лителя 7 подавляются высокочастотнь с. составляюттттте измеряемого сигнала, усиливаемые на выходе усилителя Я.

Сигналы с выходов обоих усилителей поступают на входы одновибраторов 17 и 18 блока 9. В тот момент, когда потенциальное значение сигналов нл выходе f1tl;ffoIIII6pBT()pOB 17 и 18 превысит пр едварит ел ьно уста но вл «нный уровень (которт.пт, II частности, равен О), нл их выходах пояттляются одинлтсовые по лмплитуде и пптрине импульсы, взаимная начальная фаза которых зависит от лмттлтт т 7дьт и фл т ы Bf Ic Охоч з с тОт ных Глр — 2ñ моник в составе сигнала нл выходе усилителя 8. Эти илптулт сы поступлют н;т вход триггерл 19, B результате чего нл «го выходе генерируется после— довлтельность импульс он, ширинл клжДогс тт т КОТОРЫХ Р т Вттэ ВЕЛИЧИ IIP. ФЛ З О вого сдвттгл между почожительными фр оптами импул ьс ов на вход е три г герл

19, т . е . величи;те сдвигл между пер вой

f-BpifnIIItIcnIt (сигнлл на выходе усттлттте35 ля 7) тт clti-IIIIIins нл вьгходе усилттт«ля

8, который содержит высокочлстотные глрмоники силового сигнала, измеренного датчиком 6. Инерционный элемент

20 ттт тп еляет ср еднее з нлчение пл 1:цлдтт импульсов за период следования . Ес.ти высокочастотные гармоники измеряемого длтчттком 6 силового сигнала кратны члстоте вибрации, т . е. первой глрмонике этого сигнала, то выходной сиг- 45 нал блока 9 будет рлвен постояттпой величине (см. Фиг. 2), которая определяется долей высокочастотных составляющих нл выходе уеттлтттеля 8 и начлльньпти условиялпт. Если высокочл с—

50 тотные гармоники в составе силосного сигнала нестационарны, т.е. если Они изменяются во времени по фазе относительно первой гармоники, то в выходном сигнале блока 9 появится переменная с оставляющая, которая выл еляв ется детектором 10, а блок 11, являясь инерционным элементом, выделяет эффективное значение этой составfI sIIBfIf«f f . Си г ттлл с выхода блока 1 1 поступает нл второй BxojI сумматора, где происходит егп сложение с величиттотт Uf и выделяется сигнал управления скоростью изменения частоты вибрации, в соответствии с которым по мере увеличения вьгходногo сигнала блока 11 уменьшается скорость роста частоты вращения вибратора 3. Этим зл,"те;. ни«м достигается увелттчеттие длит отьности виброобработкт. на тех члстотлх, на которых измеряемое эф+ектиттттое знлчение т гсьтходной сигнал блокл 11) возрастает, т.«. на частотах нлибольшег О во действия вттбратвти на материал детали.

Иервля гармоника с выхода усилителя 7 поступает также нл вход измерителя 13. Выходом зтогст и змерител я являются постоянные по величине пот с Itftftfe сигналы ("1"), котс рые возник IIOT по достижении нл пi.ë bíîé тлст< T»f вибростбработки f>z< и максиЛтЛЛЬIIOII ЧаСтОтЫ f мт1,сс, ЗЛЛЛ ВЛЕМЫХ злдл т чика ми U u

При достижении минимальной частоты ключ 14 срабатывает нл замыкание и интегратор 1 5 начи иле т с уммировлние выходного сигftëBB блок 11. Выход ттнтегрлторл 15 подается на вход бпокл 16 логического сравнения, в котором при достижении верхнего предела тлстотьт f прои водится сравнеfttt« значеHIIII выходного сигнала ттнтегрлторл 15с,догтустттлтой велттчиной Г . Если при частоте вибрации

f ä I,g вьтхс1дной сигнлл интег рлтора 15 окажется лтеттьшилт илтт равным допустимой величине, на вьгходе блока 16 noB BIt Tell си гнал прекращения вибр ообработки д«тали, в соответствитт с которым произойдет отключение привода 4.

Если же величина выходного гигнлла ттнтегрлтора 15 превысит U4 на выходе блока 16 появится сигнал быстрого уменьшения частоты вибрации до нижнегс предела f öö и начнется повторение цикла виброобработки ° В составе блока 16 предусмотрен счет тик количествл циклов, который дает сигнал нл пр«крлщение виброс бработктт B том случае, кот Ia fief »ere«eBIIII за;тлнного

КСтяlf тЕСтВа П твтКЗС1В Иит«ГРЛЛЬНЛЯ Харлктеристика на выходе интегратора

15 не снизится до тре уе>fòо iðîBItÿ.

Нл выходе блока 16 поягчттс ft сиг нал, ука зывлк пптй на ттеобходттлтость понторс ния виброобработки данной детали

15

5 16 после ее вылеживания в течение нескольких суток или на необ:.одимость применения другого, не вибрационного способа стабилизации размеров деталей.

Применение изобретения позволяет сократить время виброобработки детали ввиду того, что длител ьнос ть обработки, проводимой на каждой из час— тот, при которых обеспечивается наибольшее воздействие, зависит от величины контролируемого эффективного значения, а результирующая величина интеграла, характеризующая стабильность детали, сравнивается с допустимым значением сразу же по достижении верхнего предела частоты. Таким образом исключается опасность ухудшения стабил ьности д етали и 3-за чр езмерной продолжительности виброобработки. Увеличение чувствительности измерений достигается за счет того, что величи на и нте грала зависит не только от уровня эффективного значения фазовых флуктуаций, но и от времени интегрирования, которое само изменяется обратно пропорционально величине этих же эффективных значений, т. е. получа ется ка к бы квадра— тичная зависимость интеграла от интегрируемого параметра. Повышение надежности реализации способа достига— ется благодаря исключению тактового датчика и измерению колебаний фазового сдвига между высокочастотными и низкочастотным составляющими сигнала одного иэ того же датчика силы. Минимизация времени виброобработки и повышение чувствительности контроля обеспечивает повышение качества стабилизации. Способ создает возможность программного управления процессом вибростабилиэации. Благодаря повышению объективности оценки результатов контроля стабильности указанный способб можно применять и при обработ ке деталей машин повышенной и высокой точности вместо используемых до сих пор трудно- и энергоемких методов естественного и термического старения.

50 фор мула из обретения

1. Способ вибрационной стабилизации размеров детали, включающий их виброобработку с помощью вибратора, определение оптимальных частот вибрации, обеспечивающих наибольшее воздействие, и контроль результатов виброобработки посредством анализа колебаний, о тл и ча ющи йс я тем, что, с целью повышения производительности виброобработки и качества стабилизации деталей за счет уменьшения времени виброобработки и сиижения погрешности контроля ее результатов, виброобработку проводят путем циклического изменения частоты вибрации, при этом в процессе ее повышения непрерывно измеряют силу, действующую на деталь со стороны вибратора, выделяют высокочастотные гармоники силового сигнала, один раз за период изменения силы измеряют фазу высокочастотной гармоники относительно первой гармоники силового сигнала, выделяют переменную с оста вляющую и змеряемых фазовых сдвигов, определяЮт эффективное значение этой переменной составляющей и регулируют скорость повышения частоты вибрации в течение цикла обратно пропорционально эффективному значению этой переменной соста вля юще й, прич ем на вс ем и нт ер вале роста частоты вибрации осуществляют интегрирование измеряемого эффективного значения, а по достижении верхнего предела частоты величину полученного интеграла сравнивают с допустимой, заданной по технологии величиной, после чего снижают частоту вибрации до ее нижнего предела и начинают следующий цикл изменения частоты, повторяя виброобработку до тех пор, пока величина интеграла не станет меньше допустимой заданной по технологии, или не стабилизируется .

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что пределы циклического изменения частоты вибрации устанавливают иэ условия нахождения в каждом цикле не менее трех максимумов эффективных значений контролируе. мых фазовых сдвигов.

1613500

1 613500

Составитель А.Абрасимов

Редактор О.Спесивых Техред М.Дидык Корр ект ор И, Эрд ейи

Заказ 3867 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101