Способ измерения жесткости упругих систем

Способ измерения жесткости упругих систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

н

fC д

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ р>770664

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 221-278 (21) 2713560/25-08 с присоединением заявки 89 (23) Приоритет

Опубликовано 151080. Бюллетень Мо 38 (51)М. Кл.з

В 23 В 25/06

G ОI L 1/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) 4Ê б 21. 9. 08 (088. 8) Дата опубликования описания 181080 (72) Авторы изобретения

В.Д. Виланский и Ю.А. Старостинецкий (71) Заявитель

Минское специальное конструкторское бюро автоматических линий

{54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ УПРУГИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к определению свойств механических машин, а именно к определению их жесткости.

Известен способ измерений жесткости упругих систем путем их динамического нагружения с постоянной скоростью и регистрации производной усилия по времени (1).

Недостатком известного динамичес- 10 кого способа измерения жесткости является его трудоемкость, так как для его использования требуется наличие специального стенда, например, с экецентриковым нагружающим устройством 15 и сложной специальной контрольно-измерительной аппаратурой.

Кроме того, область применения известного способа ограничивается теми упругими элементами или системами, 20 которые работают в режиме деформации с постоянной скоростью. Использование этого динамического способа для измерения жесткости упругих систем, скорость нагружения которых в про- 25 цессе эксплуатации является переменной, приводит к значительным погрешностям измерения, так как производная усилия по времени не пропорциональна жесткости. Эти погрешности, в 30 свою очередь, уменьшают точность измерения жесткости упругих систем.

Целью изобретения является уменьшение трудоемкости и повышение точности измерения жесткости упругих систем, режим работы которых характеризуется переменной скоростью нагружения (деформации).

Цель достигается тем, что по пред- лагаемому способу измеряют постоянную скорость перемещения системы без нагрузки, нагружают систему по закону равномерно замедленного движения и определяют ее жесткость как отношение удвоенной производной усилия по времени к величине постоянной скорости.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа для проверки осевой жесткости силового стола металлорежущего (например, агрегатного) станка при помощи обычных универсальных приборов, на фиг. 2— осциллограмма, полученная для определения жесткости силового стола, скорость рабочей подачи которого

200 мм/мин; на фиг. 3 — то же, но при скорости рабочей подачи стола

60 мм/мин.

770664

На силовом столе 1 вместо винта жесткого упора устанавливают тензометрический винт 2, который является датчиком усилий. усиленный усилителем 3 сигнал поступает на осциллограф 4. Регулировкой предохранительной муфты в кинематической цепи привода подачи стола настраивают стол на максимальное усилие подачи равное, В результате обработки осциллограмм получим для V = 200 MM/MHH H t = 0 25 с, h определяется из соотношения h h

1 200

2 60

0 26 = 0 416 сс0 0 ссссгрес0ностью, меньшей 1,5%, соответствует данным осциллограммы (0,41 мм), для V = 60 мм/мин и at = 0,8 с, определяется иэ соотношения

1 60

0,8 = 0,4, что полностью соответствует данным осциллограмьы (0,4 мм).

Это подтверждает высокую точность предлагаемого метода измерения жесткости, В результате последующей математической обработки полученных данных вычисляем жесткость силового стола

20 (например, для Ч, = 60 мм/мин). дГ 1 6300 1.60

К = 2 — 2 с

Vî 0 8 60

6300 кгс, определяют, например, при помощи линейки и секундомера на длине 60-100 мм скорость рабочей подачи, которая является начальной скоростью деформации.

После этого включают рабочий цикл стола (быстро вперед — рабочая подача — выдержка на упоре — быстро назад), при котором нагружают стол по закону равномерно замедленного дви-. жения и записывают сигнал от тензометрического винта 2 через тензоусилитель 3 (тип ТА-5) и отметку времени на осциллографе 4 (тип К-12).

Нагружение стола по закону равномерно замедленного движения обеспечивается тем, что стсл настраивают на заданное усилие подачи, которое при подходе стола к жесткому упору воспринимается упругой системой стола с равномерно увеличивающейся силой сопротивления.

15750 кгс/мм, При измерении жесткости силового стола, работающего на упоре в режиме равномерно замедленного движения, известным выше способом, получим результат, отличающийся от действитель 9 ного значения жесткости в два раза.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно снизить трудоемкость и повысить точность измерения жесткости упругих систем, ра35 ботающих в режиме нагружения с переменной с <оростью. При его реализации исключается потребность в громоздких стендах для нагружения, так как используется рабочий цикл самой нагружаемой системы.

Предлагаемый способ позволяет измерять жесткость упругой системы, например силового стола, без датчика перемещений, что имеет большое практическое значение при производствен4з ных испытаниях упругих систем.

Предлагаемым способом можно анализировать влияние скорости рабочей подачи на жесткость силового стола, а также при необходимости контролиро50 вать величину перемещения.

В результате этого скорость деформации стола .равномерно уменьшается .от начальной до нуля при остановке на жестком упоре.

На осциллограммах обозначены следующие участки: аб-участок перемещения силового стола на рабочей подаче, бв — участок деформации стола, вс — положение, при котором стол стоит на жестком упоре, ок — изменение усилия нагружения силового стола до максимального, равного 6300 кгс.

По осциллограмме определяют проГЭГ дГ 1 иэводную усилия по времени

1д д а жесткость стола (К) определяют как отношение удвоенной производной усилия по времени к величине постоянной скорости

Э F 1 дГ 1

К=2 — а — — илиК=2

\/ t t 4О

В качестве примера приведем результаты обработки данных, зафиксироформула изобретения ванных осциллограммами (см. фиг. 2 и фиг. 3).

Известно, что для равномерно замедленного движения перемещение упругой системы th под действием силы определяется выражением дИ = — г

Чо

2 где V — начальная скорость деформао ции, равная рабочей скорости силового стола; д — время деформации.

Способ измерения жесткости упругих систем путем перемещения системы с постоянной скоростью, последующего ее нагружения до заданного значения усилия и регистрации производной усилия по времени, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоем60 кости и повышения точности измерения жесткости упругих систем, нагружаемых с переменной скоростью, .измеряют постоянную скорость перемещения системы без нагрузки, затем нагружают систему по закону равномерно замедленного

770664 движения и определяют ее жесткость как отношение удвоенной производной усилия по времени к величине постоянной скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 478204, кл. G 01 I?, 1/04, 1970.

770664

Яеремещение

Закаэ 7345/12

Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состав итель Т. Юдахин а

Редактор В. Трубченко . Техред Ж. Кастелевич Корректор B. Синицкая