Устройство для измерения износа детали

Устройство для измерения износа детали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: транспортное машиностроение , а имен но ;в устройствах для испытания тормозных устройств, может быть использовано при измерении величины износа вращающихся деталей. Сущность изобретения: содержит датчик линейного износа 1, вращающуюся деталь 2 фрикционную накладку 3, световоды 4, источник света 5, экран 6 световоды 7, фотопреобразователь 8, усилитель 9, VRC-цепочки 10, индикато р ы 11. 5-6-3-1 -7-8-9-11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4826815/11 (22) 17.05.90 (46) 15.01.93. Бюл. ЬЬ 2 (71) Волгоградский политехнический институт (72) А.Н;Шилин и С.P.Êàëìûêîâà (56) Авторское свидетельство СССР

N 1355526, кл. В 60 Т 17/22, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗ.НОСА ДЕТАЛИ.. Ы 1787839 А1 (я)5 В 60 Т 17/22, В 61 1 25/02 (57) Использование; транспортное машиностроение, а именно;в устройствах для испытания тормозных устройств, может быть использовано при измерении величины износа вращающихся деталей. Сущность изобретения: содержит датчик линейного износа 1, вращающуюся деталь 2 фрикционную накладку 3, световоды 4, источник света

5. экран 6 световоды 7, фотопреобразователь 8, усилитель 9, VRC-цепочки 10, индикаторы 11, 5 — 6 — 3 — 1 — 7 — 8-9 — 11. 1 ил. 4.

Ы

1787839

55

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно, к устройствам для испытания тормозных устройств и может быть использовано при измерении величины износа вращающихся деталей, Известны бесконтактные устройства передачи и обработки информации с вращающихся деталей, основанные на радиотелеметрических методах измерения, Однако эти устройства обладают рядом недостатков: они требуют расположения на вращающихся деталях части измерительной аппаратуры, в том числе, активных элементов с первичными измерительными преобразователями, что приводит к усложнению аппаратуры, а следовательно, к снижению надежности, а также к ухудшению помехоустойчивости измерительных устройств.

Наиболее широко применяются бесконтактные промежуточные преобразователи реактивного типа: емкостные и индуктивные, Преобразователи емкостного типа имеют ограниченный диапазон измерения.

Кроме того, все способы передачи и обработки сигналов с вращающихся деталей с помощью реактивных бесконтактных промежуточных преобразователей имеют низкую точность- измерения, так как передаваемый сигнал, кроме полей (информативной) составляющей содержит и неинформативную составляющую из-за изменения параметров первичных и промежуточных преобразователей.

Известны устройства для считывания информации с перфокарт, устройство, содержащее направляющую, фотоэлектрический датчик, два световода, одни торцы которого соединены вместе, а другие разнесены на расстоянии друг относительно друга, линейный световод и источник .излучения и устройство, содержащее вращающийся диск с отверстиями, входные световоды с источниками излучения и выходные световоды. Торцы обоих световодов расположены в плоскости вращения диска, входные торцы первого световода соединены вместе и установлены напротив источника излучения, выходные торцы второго световода установлены напротив фотоприемников.

Эти устройства не могут быть использованы для измерения величины износа вращающихся деталей по следующим причинам: носителем информации в этих устройствах является деталь с отверстиями (карта или диск) и использовать этот принцип при измерении износа деталей практически невозможно, так как при малом диапазоне ве5

45 личины износа размер отверстия будет соизмерим с шагом их расположения, т.е, все отверстия будут представлять сплошную прорезь и, следовательно, уже не будет реализован принцип дискретных измерений; при большой толщине измеряемой детали технологически сложно выполнить отверстия и осуществить их подсветку; при биении детали, превышающим поперечный размер световода, устройство будет неработоспособно, так как световоды должны быть расположены на близком расстоянии от соответствующих отверстий изза угла расходимости и при биении нарушается соответствие между отверстием и световодом.

Наиболее близким к изобретению явля-. ется устройство для измерения износа фрикционных накладок, содержащее датчик линейного износа, выполненный в виде блока световодов, входные и выходные концы которого соединены вместе и установлены в плоскости, параллельной плоскости нормального сечения фрикционной накладки и прибор, измеряющий постоянную составляющую сигнала, пропорциональную величине износа.

Однако это устройство не может быть применено для измерения и износа вращающихся деталей, так как его конструкция выполнена на неподвижной детали, при выполнении такой конструкции на вращающейся детали, на результат измерения будут оказывать влияние прозрачность среды и скорость вращения детали, так как фотопреобразователи регистрируют интегральный поток от импульсов .излучения источника света, зависящий в свою очередь от длительности регистрации, кроме того, на точность измерения будут оказывать влияние смешение оптических осей световодов из-за технологии изготовления датчика.

Цель изобретения — расширение области использования путем измерения износа вращающейся детали.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик линейного износа, представляющий собой расположенные в плоскости нормального сечения детали контрольные счетоводы, одни концы которых соединены и все концы выведены на поверхность детали, а в средней части контрольные световоды расположены под контролируемой поверхностью один под другим параллельно ей и друг другу, источник света, установленный напротив соединенных концов контрольных сватоводов, и фотоприемники, связанные оптически с другими концами контрольных световодов.

1787839 между источником света, фотоприемниками и световодами установлен экран с дополнительными световодами, через один из которых источник света связан оптически с соединенными концами световодов, а через другие фотоприемники Связаны с другими концами контрольных световодов, между источником света, фотоприемниками и световодами установлен экран с дополнительным световодами, через один иэ которых источник света связан оптически с соединенными концами световодов, а через другие фотоприемники связаны с другими концами контрольных световодов, которые расположены друг от друга на расстоянии. определенном из соотношения

h>2R=2itg Q, где R — радиус светового пятна;

i — расстояние между экраном и концами световодов;

C4 — угол расходимости излучения, Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения износа вращающихся деталей, выполненное в виде набора световодов, установленных в плоскости износа вращающейся детали, не содержит фиктивныx элементов измерительной цепи, пространственное расположение выходных торцов датчика позволяет преобразовать величину износа в логическую комбинацию бинарных сигналов, что исключает влияние неинформативной составляющей (помех) на результат измерения, а пик-детекторы на выходе блока усилителей позволяют исключить влияние на результат измерения длительности регистрации, а следовательно, и изменения скорости вращения и несоосности оптических осей соответствующих световодов.

На чертеже изображено устройство для измерения и контроля износа вращающихся деталей.

Датчик линейно о износа 1 выполнен в виде набора световодов, расположенных параллельно плоскости износа в канале вращающейся детали 2, напротив которой установлена подвижная фрикционнэя накладка 3. Входные торцы датчика 1 соединены вместе и установлены на уровне выходного торца световодэ 4 от источника света 5, которым может служить, например, лазер;

Выходной торец световода 4 расположен на неподвижном экране 6 на одном расстоянии от оси вращения 00 с входными торцами световодов датчика линейного износа 1. Выходные торцы световодов датчика 1 разнесены вдоль радиальной линии

10 по плоскости вращающейся детали 2 на расстоянии h друг относительно друга.

Расстояние между световодами h определяется из условия исключения взаимной засветки

h>2R=-2ltg 9,1, где R — радиус светового пятна;

i — расстояние между торцами световодов;

64 — угол расходимости излучения, onределяемый по фо м ле

C4 = arcsln и — и где п1 и пр — соответственно показатели преломления сердцевины и оболочки волокна.

Входные торцы световодов 7 расположены на неподвижном экране 6 на соответствующем одинаковом расстоянии от оси вращения 00, что и выходные торцы свето20 водов датчика 1. Выходные торцы приемных световодов 7 установленм напротив фотопреобразователей 8, которые преобразуют импульсы светового потока в импульсы электрического тока. Злектрический ток на

25 выходе фотопреобразователя усиливается блоком усилителей 9, VRC-цепочки 10 на выходах усилителей служат для запоминания амплитуды выхЬдного импульса тока.

Выходы блока пик-детекторов 10 соедине30 ны со входами логической схемы с индикатором 11, которая преобразует логическую комбинацию, соответствующую определенной величине износа, в цифровой код.

Устройство работает следующим образом.

При вращении детали 2 один раз за период вращения выходные торцы датчика линейного износа 1 совпадают с входными торцами приемных световодов 7 и световой

40 поток от источника 5 по световодам датчика

1 поступает через приемные световоды 7 на преобразователи 8, rpe преобразуются в фототок, который поступает затем на блок усилителей 9 и преобразуется в постоянное напряжение в блоке пик-детекторов 10. В результате на выходах пик-детекторов 10 присутствует высокий уровень напряжения, соответствующий логической единице.

В процессе работы тормозного устрой50 ства фрикционная накладка 3 зажимает вращающуюся деталь 2, в результате чего происходит износ поверхности деталей 2, 3, что ведет к перетиранию световодов датчика 1. при этом на соответствующий этому световоду преобразователь 8 не поступает световой поток, таким образом, на выходе соответствующего усилителя 9 и пик-детектора 10 выходной сигнал отсутствует. Таким образом при работе на выходах пик-детек1787839

Составитель А. Шилин

Редактор С, Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор П. Гереши

Заказ 40 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул,Гагарина, 101 торов 10 образуется логическая комбинация единиц и нулей, которая поступает на вход логической схемы 11, где преобразуется в цифровой код, соответствующий величине износа детали 2.

При внедрении устройства для измерения и контроля износа вращающихся деталей в составе автоматизированных систем для.научных исследований узлов и агрегатов транспортных машин сокращается время ресурсных испытаний за счет исключения разборки и сборки узлов и агрегатов, а следовательно, и сокращается время разработки новых конструкций транспортных машин.

Формула изобретения

Устройство для измерения износа детали, содержащее датчик линейного износа, представляющий собой расположенные в детали в плоскости нормального ее сечения контрольные световоды; одни концы которых соединены и все концы выведены на поверхность детали, а в средней части контрольные световоды расположены под контролируемой поверхностью параллельно ей и параллельно друг другу один под другим, источник света, установленный напротив первых концов контрольных световодов, и

5. фотоприемники, связанные оптически с другими концами контрольных световодов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью с целью расширения области использования путем измерения износа вращающейся детали, 10 между источником света и фотоприемниками и световодами установлен экран с дополнительными световодами, через один из которых источник света связан оптически с одними концами первых световодов, а через

15 другие — фотоприемники связаны с другими концами первых световодов, которые расположены друг от друга на расстоянии h, определяемом из соотношения

h>2R=Ltg 64, 20 где R — радиус светового пятна;

L- расстояние между экраном и концами световодов; б4 — угол расходимости излучения.