Способ контроля крутящего момента и устройство для его осуществления

Способ контроля крутящего момента и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.ю ..У

e .w ьь.н

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск и к

Социал истическик Республик 1»778939 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл, В 2З В 25/06 (22) Запвле ст 09. 11.78 (21) 2683708/25-08 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет (23) Приоритет па делам нзобретеиий и открытий

Опубликовано 15.11.80. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25. 11.80 (53) УДК 62.1.9. . 08(088. 8) В. Г. Маранцман, Е. Г. Молчановский, М. П. Рашкович, Б. A. Тростановский, А. Л. Шиндер-Лернер, Б. И. Шкловский, А. Н. Явор, В. В. Булгар и H. К. Шапарев (72) Авторы изобретения

Одесское специальное конструкторское бюро специальных (71) Заявитель станков (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КРУТЯШЕГО МОМЕНТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области ЙЖ-1 шиностроения и может быть использовано, налример, в станках для обработки металлов резанием с приводом, -содержащим ременную передачу.

Известен способ контроля крутящего момента путем использования приводного .электродвигателя в качестве источника .информации о процессе резания, например, по величине его тока нагрузки. Устрой10 ство, реализующее известный способ, содержит датчик, величины измеряемого параметра (тока приводного электродвигателя) и блок математической обработки результатов измерения (1).

Недостатками известных технических решений являются нелинейность статической зависимости между крутящим моментом и током нагрузки двигателя, особенно оказывающая- 20 ся в двигателях переменного тока низкое быстродействие системы и значительные динамические ошибки при рез ком изменении момента резания вследствие относительно невысокой частоты среза логарифмической частотной характеристики канала обратной связи, в кото- . рый входит большая по величине электромеханическая постоянная приводного двигателя трудности, связанные с созданием высокочувствительных быстродействующих датчиков электрических параметров нагрузки двигателя и др.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности;

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу определяют величину упругого скольжения в ременной передаче путем измерения и сравнения величин скоростей ведущей и.ведомой передачи и, исходя иэ полученной величины разности скоростей, вычисляют величину крутящего момента.

Устройство, реализующее данный способ характеризуется тем, что в качестве датчика измеряемого параметра использован датчик частоты вращения, корпус и и его выходной сигнал равен нулю. При работе под нагрузкой крутящий момент, приложенный к шпинделю 3 станка и, следовательно, к шкиву 2 ременной передачи. 5 вызывает упругое скольжение ведущей и ведомой ее ветвей, в результате чего возникает относительное движение вала

9 и корйуса 8 датчика, на выходе которого возникает электрический сигнал.

Величина этого сигнала тем болыце, чем больше упругое скольжение в пере даче и, следовательно, нагрузка шпинделя.

Выходной сигнал датчика сравнивается с сигналом заданного значения крутящего момента. Разность сигналов, усилена >усилителем 11, посредством блока 12 управляет двигателем 13 подачи таким образом, чтобы обеспечивалось равновесие

20 заданного" и текущего, значений: момента.

При виеэапхом изменении величины снимаемого припуска (твердые вкрепления, выступы и впадины на заготовке) изменяется скольжение в ременной передаче (увеличивается или уменьшается), и, следовательно, выходной сигнал датчика

: вызывает соответствующее изменение подачи (уменьшение или увеличение).

Фор мула изобретения

30 1. Способ контроля крутящего момента

t ,в приводе, например, металлорежущего станка, содержащем ременную передачу, согласно которому изменяют один из параметров передачи и обрабатывают результат измерения, о- т -л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, определяют величину упругого скольжения в ременной передаче путем измерения и сравнения величин скоростей ведущей и ведомой час.тей передачи и, исходя из полученной величины разности скоростей, вычисляют

-величину крутящего момента.

2, Устройство для осуществления спо4> соба по п. 1, содержащее датчик измеряе; мо1"о параметра передачи и блок математичес:кой обработки результатов измерения, о т и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения системы, датчик измеряемого параметра выполнен в виде датчика частоты вращения, корпус и вал которого связаны соответственно с ведущей и ведо-. мой частями ременной передачи.

Источники информации, :принятые во внимание при экспертизе

1.. Пиковский Ю. Д. и др. Измерение силовых характеристик процесса резания по току главного двигателя. -"Станки и инструмент", 1973, % 4, с. 16.

3 778939 4 вал которого связаны соответственно с ведущей и ведомой частями ременной передачи.

В камщый определенный момент процесса резания создается крутящий момент, воспринимаемый ременной передачей, соединяющей йриводной электродвигатель со шпинделем станка. Ведущий и ведомый

I элементы передачи (шкивы или ремни) связывают кинематически с датчиками скорости, сигналы которых подаются в узел сравнения, где эти сигналы вычи- 1 таются, зачтем их разйость относится к установленной скорости, Полученная величина относительйого скольжения эквивалентна моменту в приводе.

Описанный способ измерения крутящег момента может быть использован в адаптивной системе поддерживания постоянства нагрузки.

В этом случае сформулированный сигнал относительного скольжения уравнивают с заданным и подают через усилитель на исполнительный механизм (например, привод подачи), воздействующий на процесс резания таким образом; что нагрузка на режущий инструмент поддерживается в заданных пределах.

На фиг. 1 изображен станок с устройством контроля крутящего момента, общий вид на фиг, 2 — станок с .принципиальной схемой управления; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 2. . В устройство входят установленные на передней бабке 1 Токарного станка шкив 2 шпинделя 3 и шкив 4 двигателя, соединенные ремнем 5. С ведущей и ведомой ветвями ремня 5 связаны два измерительных шкива 6 и 7, один из которых соединен с корпусом 8, а другойс валом 9 датчика частоты вращения, например тахогенератора постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

Съем электрического сигнала датчика осуществляется щетками с контактных колец, вращающихся вместе с его корпусом (на фиг. 1, 2 не показацы).

Выходной сигнал датчика через узел

10 сравнения и усилитель 11 подключен к блоку 12 управления двигателя 13 подачи. На второй вход узла 10 сравнения подается сигнал заданного значения крутящего момента.

Устройство работает следующим образо,м.

При идеальном холостом ходе частоты ,вращения корпуса и вала 9 датчика равны

778939 фий1 фиа.3

Составитель Т. Юдахина

Редактор Л. Батанова Техред . Нд раб

Корректор С. Щомак

Заказ 9281/1 Тираж ll60 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д; 4/5 филиал llllll "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4