Трехкомпонентный динамометр

Трехкомпонентный динамометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величин сил резания , возникающих при точении на станках. Целью изобретения является повышение точности. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены пьезодатчики и планка, а резцедержавка снабжена четырьмя выступами , расположенными крестообразно и воздействующими на пьезодатчики, расположенные по разные стороны выступов в двух частях корпуса, закрепленных с помощью планки на основании. Оси чувствительности пьезодатчиков расположены параллельно продольной оси резцедержателя, а сами пьезодатчики для каждого выступа соединены попарно и встречно-параллельно и включены в измерительную схему, выходной сигнал которой пропорционален величине силы, действующей на резцедержатель . 7 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 1453561 А1 (50 4 С 01 Ь 1/16, 5J16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4210778/24-10 (22) 18.03.87 (46) 15.01.89. Бюл. В 2 (71) Кировский .политехнический институт (72) В.А.Кудинов, В.Е.Шматов, Г.Б.Светлаков и Е.А.Куимов (53) 531.781 (088,8) (56) Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. И.: Машиностроение, 1975.

Панкин Л.В, Обработка металлов резанием. М.: Машгиз, 1961, с.176, (54) TPEXKOMPOHEHTHbIA ДИНАМОМЕТР ,(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величин сил резания, возникающих при точении на станках. Целью изобретения является повышение точности. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены пьезодатчики и планка, а реэцедержавка снабжена четырьмя выступами, расположенными крестообразно и воздействующими на пьезодатчики, расположенные по разные стороны выступов в двух частях корпуса, закрепленных с помощью планки на основании.

Оси чувствительности пьезодатчиков расположены параллельно продольной оси резцедержателя, а сами пьезодатчики для каждого выступа соединены попарно и встречно-параллельно и включены в измерительную схему, выходной сигнал которой пропорционален величине силы, действующей на резцедержатель. 7 ил.

1451561

Изобретение относится к обработке металлов резанием на прецизиОнных ,, с анках, а именно к измерительной технике, и может быть использовано д я измерения величин сил резания, возникающих при точении резцами на точных станках.

Цель изобретения — повышение точости измерения.

На фиг,1 изображен трехкомпонентый динамометр, общйй вид; на фиг.2ид А на фиг.1; на фиг.3 " разрез

-Б на фиг.1; на фиг,4 - разрез В-В а фиг.1; на фиг.5 - схема измерения оставляющих усилия резания; йа иг.6 — электрическая схема преобраования трехкомпонентного динамомета на фиг.7 — схема включения пьеоэлементов, трехкомпонентного динаометра.

Трехкомпонентный динамометр соержит основание 1, которое прикрепt ено с помощью болтов, (не показаы) к суппорту станка. С помощью интов 2 два корпуса 3 жестко соедиены с промежуточной планкой 4 и снованием 1.

Резцедержавка 5 заключенная меж9 ру двумя корпусами 3, удерживаемая в подвешенном состоянии с помощью шариков 6 и 7, являющихся опорами, установленными в промежуточной планке 4 и основании 1, осуществляет силовое замыкание на пьезоэлектрические датчики 8 через шарики 9 и пластинки 10, являющиеся силовводящими элементами, выполненными со стороны шариков в виде полусферы для цент". ральной установки шариков °

Пьезоэлектрические датчики 8, расположенные симметрично относительно резцедержавки 5, размещены в двух корпусах 3 и ориентированы вдоль горизонтальной оси. Пьезоэлектрические датчики, .расположенные вдоль одной оси, объединены в пары и включены встречно-параллельно (фиг.6), Предварительное нагружение пьезоэлектрических датчиков осуществляется регулировочными винтами 11 через шарики 12 и пластинки 13, являющиеся силовводящими элементами. С двух сторон к реэцедержавке 5 прижимными планками 14 прикреплены резцы 15 с помощью винтов 16. Симметричность конструкции динамометра и совмещение вершины резца с горизонтальной осью позволяет сделать равными коэффициенты преобразования электрических сигналов и уменьшить колебания резцедержавки в точках замыкания ее на пьезодатчики, Для настройки динамометра служат винты 17 и 18, толкатели 19 пружины

20 и шарики 6 и 7, являющиеся также опорами резцедержавки 5. Настройку осуществляют следующим образом.

Резцедержавку 5 вывешивают на опорах-шариках 6 и 7 с помощью винтов

17 и 18 и толкателей 19. Затем регу.-. лировочными винтами 11 осуществляют

15 предварительное нагружение пьеэодатчиков.

Трехкомпонентный динамометр работает следующим образом.

Под действием составляющей усилия

20 Р> резания (фиг.7) пьезодатчики, расположенные в правой (по схеме) половине динамометра (относительно резцедержавки) будут сжиматься и на них появится отрицательный заряд, а пье25 зодатчики, расположенные слева относительно реэцедержавки, будут разжиматься и на них также появится отрицательный заряд. Сигнал, усиленный усилителями зарядов 1-4 (фиг.6) пос-!

30 тупает на сумматор 7, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный силе Р резания, Так как величина и знак с%гнала с усилителей зарядов 1-4 одинаков, то при поступлении сигналов с усилителя заряда 1 на инвертирующий вход операционноro усилителя 5 и сигнала с усилителя заряда 3 на неинвертирующий вход операционного усилителя 5 на выходе последнего будет ноль. При поступлении сигналов с усилителей зарядов 2 и 4 на операционный усилитель 6 динамометр работает аналовйчно. IIDJI действием составляющей усилия Р резания (фиг.6) на верхней (по схеме) паре пьеэодатчиков появится положительный заряд, так как верхний правый пьезоэлектрический датчик ° будет разжиматься, а верхний левый - сжи50 маться. На нижней (по схеме) паре пьезодатчиков появится отрицательный заряд, так как нижний правый пьезоэлектрический датчик будет сжиматься, а нижний левый — разжиматься.

55 Сигнал с верхней пары пьезодатчиков поступает на усилитель зарядов 1, а с нижней — на усилитель зарядов 3.

С усилителей зарядов 1 и 3 сигналы, равные по величине,но разные по зна1451561 ку, поступая на сумматор 7, складываются, в результате чего на выходе сумматора будет ноль, при поступлении этих же сигналов на инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя 5 эти сигналы складыва-.. ются, в результате чего на выходе операционного усилителя 5 появится сумма этих сигналов — напряжение, пропорциональное величине действующей силы Р . Аналогично для составляющей силы Р„ резания на выходе операционного усилителя 6 появится напряжение, пропорциональное величине действия этой силы. Следовательно, при резании на выходе операционного усилителя 5 появляется напряжение, пропорциональное величине составляющей силы Pz резания, на выходе операционного усилителя 6 - Р„ и на выходе операционного усилителя " сумматора 7-Р .

Формула изобретения

Трехкомпонентный динамометр, содержащий основание, на котором закреплен корпус, в котором расположены пьезодатчики, подключенные к электрической измерительной цепи и взаимо5 действующие через силовводящие эле-. менты с резцедержавкай, закрепленной на опорах в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введена планка, резцедержавка снабжена четырьмя выступами, расположенными крестообразно, оси которых совпадают с осями симмет" рии динамометра, а корпус выполнен из двух одинаковых частей, расположенных симметрично относительно выступов и закрепленных на основании и между собой с помощью планки, пьезодатчики расположены симметрично относительно выступов в разных частях корпуса и соединены для каждого выступа попарно и встречно-параллельно, причем их оси чувствительности параллельны продольной оси резцедер— жателя °

1451 561

3 451561

1451561

Составитель А,Северин

Редактор А.Ревин Техред Д.Олийнык Корректор Л Пилипенко

Заказ 7071/40 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4