Устройство для измерения силы трения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.V.1964 (№ 898817/25-28) с присоединением заявки ¹

П р и ар.итет

Кл, 42k, 38 2

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК 6 Oll

УДК 531.44.001.5(088.8) Опубликовано 29Х1.1965. Бюллетень ¹ 13

З,ата опубликования описания 10Х111.1965

Лвтор изобретения ж, С. Равва

3 аявител ь

УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ

Подписная группа № 172

Измерение силы трения в машинах до настоящего времени представляло, главным образом, научный интерес, Оно чаще всего сводилось к определению коэффициента трения различных трущихся пар. При этом использовал|ись специальные установки. По|следн|ие не позволяли измерить силу трения в реальных машинах, особенно при переходных процессах движения.

Устройства для измерения силы трения несбходимы для автоматического регул ирования различных процессов, протекающих в реальных механических системах. Такие устройства должны выда|вать сигнал, пропорциональный факпичеоки действующей силе трения в том ил и ином узле машины, при любых условиях ее эксплуатации. Так, например, с целью стабилизаци и силы трения в направляющих скольжения наиболее целесообразно автоматически регулировать разгрузку направляющих в фун кци и той же силы трения. Подобное автоматическое регули рование позволяет существе нно повысить устойчивость движения узла, точность его перемещения, а также долговечность направляющих. Послед нее рез ко повышает долговечность машины по точности.

BIce изложенное в первую очередь относится к столам прецизионных станков и станков с программным управлением, Устройства для измерения силы трения известны. Многие из них состоят из ползуна, на который действует внешняя нагрузка, и различных динамометрнческих элементов. Такие

5 jcTlpoHcTBB не могут быть H!clllользова ны для измерения силы трения непосредственно в направляющ их реальных машин. Онп не позволяют создать на трущихся поверхностях условия, аналогичные действующим в направля10 ющих скольжения, например, стола станка.

Силу трения в направляющих столов и салазок станков можно определить, измеряя усиление в их приводе. В этом случае режи;! трения, который регистрируется, будет вполне

15 реальным. Однако в переходных режимах движения,,кроме силы трения, будет действовать сила инерции. Последняя достигает больших значений благодаря значительной массе перемещаемого узла, что вносит при переходны.;

20 режимах движения существенную ошибку !I измеряемый параметр и,делает .невозможным использование этого способа.

Следует отметить, что область применения этого опособа ограничивается не только слу25 чая м и установившегося движения узла.

Способ может быть использован только при вертикальной нагрузке на узел. В ином случае горизонтальная составляющая нагрузки будет алгебра1ичеоки суммироваться с усилием

30 в приводе узла. Кроме того, измерение силы

172529

15

25

55 трвн ия в направляющих узла по величине усилия, необходимого для обеспечения движения, имеет тот недостаток, что не позволяет установить раздельно величину силы трения на различных участках трущихся поверхностей и выдает значение силы трения, действующей на наиболее напруженном участке направляющих. В реальных условиях нагрузка иа направляющие Bоспри нимается неравномерно и изменяется во врвмени в процессе работы машины. В результате того, что невозможно определ ить величину силы трения на ряде участков, нельзя осуществить дифференцированную разпруз ку направляющих узла в необходимом числе точек и обеспечить тем самым о птималыный режим TpGHIHя по всей площадки направляющих. Последнее является непремен ныи условием обеспечения плавности и точносги установочных перемещений.

Особенность предложен ного устройства заключаегся в использовании репулируемой опоры,качвния, с,помощью которой обес печивается режим трения,,подобный режиму првн ия в направляющих реальных маши и. Кроме того, использование .ползуна с малой массой позволяет практически исключить влияние инерцион ных сил на результаты измерения.

Эти особенности устройства позволяют измерить силу трения раздельно на определенных участках,на правляющих скольжения узлов реальных маши и в,процвссе их работы при любых воздействиях (нагрузка, скорость, ускорение, твмпврагура и т. д.) на узел; это дает возможность использовать устройство не гол ько для научно- исследовательских целей, но та кже для дифференцированного автоматического регулирования, на пример, усилия разгрузки на правляющих столов прецизионных стан кон в функциями cHJIbI трен ия.

На фиг. 1 схематически изображен вертикальный разрез предлагаемого устройства; на фиг. 2 — разрез по А-А на фиг. 1.

VlcTpойсгво содержит корпус 1, который жестко закреплен винтами 2 на узле 8, на пример столе стан ка, регулировочные в и нты 4. рвгул ирувмую опору качения, вььполненную в

Биде пластины 5 и роликов б. Ролишки разделены свп а,р атор ом 7.

Ползу и 8 представляет собой небольшую пластинку с малой массой из мате риала, аналогичного материалу направляющих узла 8.

Пр и этом ползун соединен с д и намометром, выполненным в виде выпуклых пружинки 9, с помощью шаровых о пор 10. На пружинах 9 размещены проволочные тензодагчики 11 сопроти,влвния.

Предлагаемое усгрой ство работает следующим образом.

С помощью нажимных регулировочных BHiHтов 4, пластины 5 и роликов б между, поверхностями трения ползуна 8 и на правляющей

12 ста нины станка создаются условия трения, аналогичные тем, которые имеют .мвсто .между направляющими узла 8 и направляющими 12 станка.

При движении узла 8 ползун 8 под действ ивм силы трения смещается, что приводит к деформации пружинки 9. Твнзодагчики 11 п реобразуют деформацию пружин в электрические сипналы, которые регистрируются соо твегствующей а ппаратурой. Смещение ползуна

8 lIIpolIIopIIIHQHBJII Ho разно сги силы трения скольжения и силы трения качения. Последняя имеет место между рол иками б, пласпиной 5 и полз уном, а также между роликами б и сепаратором 7. Beëlè÷lèíB силы трения качения практически очень мала и постоянна в широком диа па зоне нагрузок.

Это позволяет ее учесть при измерениях, а в большем числе случаев ею пренебречь.

Предмет изобретения

1. Усгрой сгво для измерения силы трения в,направляющих скольжения столов, салазок и т. п. узлов станков и машин, содержащее ползун, првдназ начен ный для пврвмещен ия по направляющим, нагружающее приапосо блен ие и динамо метр для,измерения силы трения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности раздельного из мерен ия силы трения, действующей на определенном участке на правляющих, оно выполнено в виде корпуса, прикрепляемого к перемещающемуся ио на правляющ и м узлу cTBlHIKB и нвсущвго связанный с динамо мегром,ползун в виде лежащей на направляющих пластины с,малой массой и нагружающей ее нормально действующей силой регулируемой опоры качения, установлвнной над нею.

2. Устройство,по и. 1, отличающееся тем, что его ди намо метр выполнен в виде снабженных проволочными тензодатчи ками плоских выпуклых пружин, концы которых IIpHкрвплвны к стенке кор пуса, а их выпуклые части связанны с шаровыми опорами, раоп оложе нными по обе сто роны пла(стины, по направлению ее движения.

3. Устройство по п п. 1 и 2, отличающееся тем, что для регулирования величины нормально действующей силы на пластину в кор пусе установлены регул ировочные винты, упирающиеся в нагружающую регулируемую

Опору .качения.

172529

Уиг. Z

Составитель В. Снежко

Редактор Б. С. Нанкина Техред Т. П. Курилко Корректор Г. И. Чугунова

Заказ 1960/6 Тираж 1326 Формат бум. 60+90

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

7 i// б

A-А ц

9 иг.1