Датчик для измерения силовых параметров при точении

Датчик для измерения силовых параметров при точении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам контроля состояния режущего инструмента. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности за счет снижения погрешности измерения. Под действием усилия резания тело державки режущего инструмента приводится в напряженное состояние и на выходе преобразователя появляется сигнал, пропорциональный действующей нагрузке. Выходной сигнал образуется за счет разности ЭДС, индукцируемых в измерительных обмотках при их встречном включении. Различные ЭДС индукцируются в этих обмотках вследствие перераспределения магнитного потока, создаваемого намагничивающей обмоткой, между чувствительными элементами из-за различных внутренних нормальных напряжений, возникающих от действия усилия резания. Чувствительные элементы в магнитопроводе образуются выполнением пазов, через которые наматываются измерительные обмотки. Устройство позволяет получать информацию об осевой и тангенциальной составляющих усилия резания. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()) 4 В 23 В 25 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4259230, 31-08 (22) 09.06.87 (46) 23.10.89. Бюл..% 39 (71) Московский станкс1инструментальный институт (72) А. H. Ромашев, Г. И. (.ахарон и Г. В. Сизов (53) 621.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство (:ССР № 609600, кл В 23 В 25 06, 1976. (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ (!i 10ВЫХ ПАРАМЕТРОВ I IPH ТО IEIIHII (57) Изобретеннс с. IH

Возмож ност<. и и Ilo Bhl III(Hис гоч ност11:<а с <с(т снижения по

Изобретение относится K сганкостроению, в част<ости к устр,>йств11м контроля состояния режуitl< го инструмента.

Цель изобретения -- рас<цирс-ние функциональных возможностсй и повын1 HHt. точности за счет снижения погрешности измерений, которое обуславливается бо.tt e точ ной балансировкой измерительной схеMhi, вследствие легкого получения равной площади чувствительных э.<ем< нтов.

На фиг. 1 изображен измерительный преобразователь, общий вид; на фи<. 2 схема распределения внутренних нормальных напряжений в поперечном сечении державки под действием составляющих Р, и

Р„; на фиг. 3 — — схема распределения внутренних напряжений от составляющих P и Р„; на фиг. 4 сечение A -А на фиг. 3 и схема намотки этих обх(оток; на фиг. 5 схема включения обмоток измерительного и реоб ра зо в а тел я.

ÄÄSUÄÄ 1516237 А 1

2 жугцего инструмента проводится в напряженное состояние и на выходе преобр,<зоват< ля появляется сигнал, пропорциональный действующей нагрузке. Выходной сиги;iл обр<1з ется за счет разности ЭДС, индукцируемых в измерительных обмотках при их встречно; включении. Различные ЭДС индукцирук1тся в этих обмотках вследствие перераспределения магнитного потока, создаваем<1го намагничивающей обмоткой между чувсTâèòåëüíûìH элементами из за различHblx внутренних нормальных напряжений, возн11кающих о- действия у<ч(лия резания

Ч) ос< вительные элементы в магнитопровоIt обр,1 1уются выполнением пазов, через которь.е наматываются измеригельные об1Отнн. УстрОйСтВО ПОЗВОЛяЕт ПОЛуЧатЬ ИНфОрма1 ию об осевой и тангенциа IbHoH сост;1в.1яю<ццх усилия резания. 5 ил. (атчик содержит магнитопровод 1. выполнен11ь<й из стали, обладающей магнитоупругими свойствами, намагничивающук обмотку 2 и измерительные обмотки 3, разме(ценные на чувствительных элементах. Об.:о-,ка 2 возбуждения охватывает все сечение державки РИ, она расположена между пазами, через которые намотаны измеритсльные < бмотки, соединенные попарно встречно.

Датчик работает следующим образом

При отсутствии усилия резания в измерительных обмотках наводятся равные ЭД(..

Соответствующим включением обмоток в цепях измерения составляющих P. и Р, обеспечивается равенство нулю суммарных ЭДС.

Под действием усилия резания тело держанки инструмента приводится в напряжснное состояние, при этом происходит перераспределение магнитного потока, создаваемого намагничивающей обмоткой, между чувствительными элементами. Большая часть!

516237 магнитного потока проходит через элементы, испытывающие растяжение от измеряемой составляющей силы резания, а меньшая часть потока через сжимаемые элементы, и на выходе появляется ЭЛС, отличная от нуля, пропорциональная удвоенному изменению магнитной проницаемости материала державки.

Расположение пазов перпендикулярно продольной оси инструмента, а следовательно, и линиям действия измеряемых сос(О тавляющих силы резания объясняется тем, что для измерений необходимо, чтобы каж дый чувствительный элемент испытывал одноименные нормальные напряжения (т от измеряемой составляющей, в противном слу- 15 чае величина средней магнитной индукции в пределах сечения чувствительного элемента останется неизменной, так как перераспределение магнитного потока происходит в пределах сечений элементов, а не между элементами. Этим же объясняется незави H20 мость выходных сигналов для соответствующей составляющей от действия других составляющих силы резания. Например, при измерении составляющей Р, происходит изменение магнитной проницаемости материала 25 чувствительных элементов, при растяжении она увеличивается, а при сжатии уменьшается, т. е. (фиг. 4)

iiI =li, i- )>)l. И>=)(» — А)(, а следовательно, суммарная Э,3С измерительных оомоток для Р, 30

i fl е,=)()((«-) =(()ь 4 » ) «+> )()== j(2Ëр (.

От составляющей Р. в чувствительных элементах для измерения Р, изменение магнитной проницаемости не происходит вследствие того, что средняя индукция в пределах сечения элементов остается неизменной, )i i = )1 >= р«+() и поэтому >(> — >(е> — f()i()i2)> j()i«+0 — р« — Q f(0)

В этих же чувствительных элементах от составляющей Р„ и(=н>=р Хр

К суммарная ЭДС измерительных обмото для Р, е,= — j(«(- )i.)=-(() — )i — ) 4- («)=

= j(0)

Фор,кула изобретения ,датчик для измерения си;ювых параметров при точении, содержащий магнитопровод с пазами, образующими чувствительные элементы, на каждом из которых расположена измерительная обмотка, и намагничиваю(цую обмотку, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, чувствительные элементы образуются двумя пазами, выполненными перпендикулярно продольной оси токарного резца в разных сечения., причем ось каждого паза совпадает с соответствующей нейтральной линией поперечного сечения державки, а общая намагничивающая обмотка, охватывактщая все ечение державки, располагается между пазами.

15l6237

IO)laea

d(Py)

4-4 (оста витез и А (.е мс нова

Ре иктор Г Волкова Те eðåä И Верее Корректор, 1. 11атай

Зак,>з 632Н 1„ Тираж 831 Г1олпи«>и>

ВН!!1!!1!1 Г»с,ларственного ком итета но изобр«теином и открытия к> при Г KH I <.С . Р

113(135, Москва, Ж- -35, Раушская наб, л 4 5

11(роизволственн»-изахат(льслий комбинат «Патенг», г Ужгор»т, !.> Гагарина. I(1I