Трехкомпонентный динамометр для измерения составляющих усилия резания

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих силы резания при токарной обработке. Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Динамометр содержит корпус 1 с силовоспринимающим элементом 2. При действии на резцовый блок 3 силовоспринимающего элемента 2 усилия резания измерительная часть 4 упругого элемента подвергается деформации сжатия. Эта деформация вызывается изменением сопротивления активных тензорезисторов 7. Так как компенсационные тензорезисторы 8 наклеены на недеформируемые компенсационные части 5, они не изменяют своего сопротивления. Отсутствие деформации сжатия компенсационных частей 5 упругих элементов обеспечивается тем, что они связаны с корпусом 1 посредством податливого элемента 6, жесткость которого более чем на два порядка меньше жесткости основной измерительной части 4. Температурные деформации упругих частей не вносят погрешности в показания динамометра за счет одинакового поступления теплового потока через подбор сечений упругих частей и за счет заполнения паза между упругими частями теплопроводящим материалом, например медью. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ С0жтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧКСНИХ

РЕСПУБЛИК

262 . А1 (19) 01) (51) 5 С 01 ? 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОсудАРстВенный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ>4 И ОТНРЫТИЯМ

ll1H ГННТ СССР (21) 44 1 0584 /24-1 0 (22) 18.04.88 (46) 15.02.90. Бюл. Р 6 (71) Вологодский политехнический институт (72) В.Н. Реутов, Н.В. Дорогов, В.А. Казаков и Б.А. ыкарин (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

- У 591727, кл. G 01 L 5/16.

Авторское свидетельство СССР

11 - 861993, кл. С 01 L 5/16, 1980. (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ДИНАМОИЕТР ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ УСИЛИЯ РЕЗАНИЯ

{57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих силы резания при токарной обработке.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений. Динамометр содержит корпус l с силовоспринимающим элемен том 2. При действии на резцовый блок

3 силовоспринимающего элемента 2 уси2 лия резания, измерительная часть 4 упругого элемента подвергается деформация сжатия. Эта деформация вызыва" ется изменением сопротивления активных тензорезисторов 7. Так как компенсационные тензорезисторы 8 наклеены на недеформируемые компенсационные части 5, они не изменяют своего сопротивления . Отсутствие деформации сжатия компенсационных частей 5 упругих элементов обеспечивается тем, что они связаны с корпусом 1 посредством податливого элемента 6, жесткость которого более чем на два порядка меньше жесткости основной измерительной части 4. Температурные деформации упругих частей не вносят погрешности в показания динамометра за счет одинакового поступления теп- . лового потока через подбор сечений упругих частей и за счет заполнения паза между упругими частями теплопроводящим материалом, например медью.

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1543262

Изобретение относится к устройствал» для измерения составляющих усилий и может быть использовано для измерения Gcòàoëÿþö èõ .илы резания

5 при токарной обработке.

Цель»е изобретения является повышение точности и расширение диапазонов измерения, На фиг. 1 схематично показан

»1редлагаемь»й динамометр в аксонометрическои проекции Н2 фиг ° ? Один из возможных вариантов заполнения паза теплопроводящ»»м материалом и исполнения податливого элемента, свя- 15 зь»воюющего компенсационную часть с корпусом; на фиг. 3 †. схема включения активных и компенсационных тензореэисторов в измеритель»»ь»й полумост; на фиг. 4 — составляющие усилия реза20 ния .

Трехкомпонентный динамометр состойт из корпуса 1, силовоспринимающего элемента 2 с резцовым блоком 3, силовоспринимающий элемент выполнен в ви- де трех жестко связанных между собой взаимно перпендикулярныхупругих эле-— ментов. В их нижней части выполнены

Сквозные пазы, разделяющие упругий

Элемент на две части. Одна часть 4 каждого упругого элемента является измерительной и связана с корпусом 1 жестко. Вторая часть 5 является комйенсационной и связана с корпусом через поцатливый элемент 6, представляющий собой теплопроводящую, например медную пластинку, заполняющую паз между частями упругих элементов и 5. На противоположных поверхностях измерительной части каждого упругого элемента наклеены последовательно соединенные активные тензорезисторы 7, включенные в одно плечо полумоста. Тензорезисторы 8 наклеены на компенсационные части 5 п включены последовательно в другое плечо полу- 45 л»оста.

Устройство работает следующим образом.

При действии на силовоспринимающий элемент 2 составляющих Р„, Ру, z 50 усилия резания (фиг. 4) измерительная часть 4 подвергается,деформации сжатия. Эти деформации вызывают изменение сснротивления активных тензорезисторов 7, которое сопровождается 55 изменением напряжения между плечами полумоста, пропорциональным приложенной силе, так как компенсационные тензорезисторы 8, наклеенные на недеформируемые части 5, не изменяют своего сопротивления. Отсутствие деформации сжатия компенсационных частей 5 обеспечивается тем, что они связаны с корпусом 1 посредством податливого элемента 6, жесткость которого более чем на два порядка меньше жесткости основной части 4. Температурные деформации упругих частей не вносят погрешности в показания динамометра, Во ïåðâûõ за счет того, что тепловой поток из зоны резания к корпусу 1 одинаков через измерительную 4 и компенсационную 5 части вследствие подбора поперечных сечений частей 4 и 5 и податливого элемента 6, во-вторых эа счет того, что температура измерительной 4 и компенсационной 5 частей выравнивается вследствие заполнения паза теплопроводящим материалом, например медной пластиной. Нечувствительность динамометра к изгибным деформациям обеспечивается конструкцией динамометра и схемой установки активных тензорезисторов 7. Например, при изгибе основной измерительной части, воспринимающей составляющую силы Р под действием силы Р„, сопротивление акTHBHblx тензорезисторов 7 не изменится„ так как ось симметрии тензорезисторов совпадает с осью симметрии у деформируемой измерительной части, при изгибе той же части в направлении действия силы Р изменения сопротивления тензорезисторов 7, наклеенных на противоположные стороны элемента 4, равны ло величине и противоположны, по знаку, вследствие чего суммарное сопротивление плеча полумоста не изменится.

Таким образом, предлагаемое устройство нечувствительно к температурным и изгибным деформациям измерительных частей, вследствие чего обла" дает высокой точностью измерения составляющих силы резания.

Кроме того, устройство обладает высокой жесткостью и точностью измерений составляющих силы резания в широком диапазоне режимов резания и обрабатываемых материалов и может быть использовано в станках с адаптивным управлением.

Формула изобретения

1. Трехкомпонентный динамометр для измерения составляющих усилия

5 1543 резания, содержащий корпус, в котором размещен силовоспринимающий элемент, установленный на нем вкладыш с режущей пластиной и упругие эле5 менты с размещенными на них тензорезисторами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазонов измерения, в него введен податливый элемент, а силовоспринимающий элемент выполнен в виде трех жестко связанных между собой взаимно перпендикулярных упругих элементов, в нижней части которых выполнены сквозные пазы, разделяющие упру262 6 гий элемент на две части, причем одна часть каждого упругого элемента является измерительной и связана с корпусом жестко, а другая является . компенсационной и связана с корпусом через податливый элемент.

2. Динамометр по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем выравнивания температур измерительной и компенсационной частей упругого элемента, пазы упругих элементов заполнены теплопроводящнм материалом.

Составитель И.Мальгинова

Техред М.Дидик Корректор JI.Ïàòàé

Редактор 10.Середа

Заказ 394 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", .г. Ужгород, ул. Гагарина, 101