Индуктивный динамометр

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " 699365

Союз Соиетсымк

Социапистичесынк

Республик (6E ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено09.11.77 (2!) 2540334/18-10 с присоединением заявки )те (23) Приоритет

Опубликовано 25.11.79, Бюллетень Ж 43

Дата опубликования описания 28.11.79 (51) М. Кл, Q 01 l. 1/14

Ьеудлрстеекай кеиитет

СССР

an лелем изебретенк!! и аткрыткН (53) ЙК 531.781 (088.8) В. Т. Соболев, Г. B. Казеннов, С. И. Недоростков и В. И. Безжанов (72) Авторы изобретения

Пензенский ордена Ленина и ордена Отечественной

Войны Х степени часовой завод (7! ) Заявитель (54) ИНДУКТИВНЫЙ ДИНАМОМЕТР

Изобретение касается измерения неэлектрических величин бесконтактными датчиками и может быть использовано для измерения крутящего момента на червячных фрезах.

Известны методы и устройства, позволяющие измерять усилия, возникающие при резании металла фрезой, на каждом зубе.

В этом устройстве упругим элементом является корпус, который состоит из обода !

0 и ступицы, соединенных между собой десятью радиальными спицами прямоугольного сечения, Внутри корпуса установлены два индуктивных дагчикв. Якори закреплены на ступице. Под действием сил

15 резания спицы прогибаются и обод смещается относительно ступицы, что приводит

K изменению зазора между якорем и сердечником датчика, причем зазор в одном датчике увеличивается, а в другом уменьЮ шается. Изменение зазора вызывает изменение величины нндуктивности датчик ков, что регистрируется измерительной аппаратурой. Связь динамометра с электросхемой осуществляется специальным токосъемным устройством, состоящим из трех изолированных бронзовых колец и меднографитовых щеток, расположенных в текстоли товом корпусе (1).

Недостатком данного метода является необходимость в большом количестве специальных заготовок и частых сложных наладок при их замене. Дннамометр имеет механическое соединение (щетки и кольца) с регистрирующей аппаратурой, что приводит к дополнительным погрешностям в измерении.

Для уцрощения методики проведения силовых исследований используют в экспериментах не фреэу, а модели ее зубьев, количество которых равно числу зубьев инструмента. После динамометрического анализа первого зуба, резец-имитатор снимается со станка, а на его место устанавливается следующий резец, который располагается относительно заготовки и строго определенном положении.

699365

Недостатком такого метода является

".о, что при анализе силовых зависимостей необходимо большое количество резцов-имитаторов, длительные переналадки при смене резцов. Связь резца и динамометра с измерительной аппаратурой является механической, что вносит погрешности в измерение.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является индуктив- 10 ный динамометр для определения крутящих моментов при фреэеровании осевыми и торцовыми фрезами )2j.

Недостатками этого динамометра являются невозможность измерения усилий ре15 зения на каждом зубе фреэы в отдельности, а также наличие контактной передачи (через кольцо и щетки) ЭДС с катушек на из-! мерительную аппаратуру, которая вносит су20 щественную погрешность в измерение и тре-, бует частой перенападки всей измерительной системы, так как щетки при вращении снашиваются, Цель изобретении - повышение точнос25 ти при измерении усилия на каждом зубе инструмента, Это достигается тем, что в индуктивный динамометр введены подвижное кольцо и постоянные магниты, один из кото30 рых закреплен на подвижном кольце, установленном на одном из элементов оправки с возможностью фиксапни положения относительно зубьев, а другие расположены на втором элементе равномернопо ок35 ружности в плоскости вращения инструмента, причем, количество этих постоянных магнитов равно числу зубьев.

На чертеже изображен предложенный динамометр.

На оправке инструмента 1 закреплено двумя винтами 2 кольцо 3 с постоянными магнитами 4-. Крецлоние магнитов осуществляется винтами 5. Оправка с кольцом базируется на оси хвостовика 6, Для предотвращения люфте оправки относительно хвостовика предусмотрена кольцевая проточка на оси хвостовика и два винта 7.

На наружной поверхности фланца хвостовика имеется кольцо 8 с одним постоянным магнитом 9. фиксируется кольцо в строго определенном положении винтом 10.

На фланце хвостовихе профреэеровен пез.

Между оправкой и хвостовиком расположена измерительная пружина 11. На фрезерной бабке станка укреплены две катушки индуктивности 12 и 13, 4

Денное измерительное устройство работает следующим образом.

При вращении магниты 4 и 9 наводят

ЭДС в катушках. ЭДС наводимая в катушке 12 магнитом 9, расположенным на ,подвижном кольце 8 хвостовика 6, подается на вход внешней синхронизации осцийлогрефа.ЭДС, наводимая в катушке 13 магнитами 4, расположенными на неподвижном кольце 3 оправки 1, подается на вход вертикальной раэверткиосциллографа.

Таким образом, на экране запоминающе- го осциллографа получается изображение импульсов, соответствующих прохождению ,магнитов 4 относительно катушки 13, причем начало развертки задается ЭДС с катушки 12. Подбирщн скорость развертки запоминающего осциллографа, на экране можно получить иэображение импульсов, число которых соответствует количеству магнитов 4, расположенных не кольце 3 оправки 1. При увеличении нагрузки на инструмент пружина закручивается на определенный угол, жесткость пружины увеличивается и происходит уравновешивание момента пружины и момента резания. Оправка 1 с кольцом 3 и магнитами 4 поворачивается на определенный угол относительно хвостовика 6 с кольцом 8 и магнитом 9. На экране запоминающего осциллографа прн этом пронсходит смещение изображения импульсов на оси X вправо.

Чем больше нщ рузка на инструмент, тем больше угол смещения оправки с кольцом

3 относительно одиночного магнита и смещение иэображения импульсов относительно начала развертки на экране осциллографа. Величина смещения импульсов на оси пропорциональна нагрузке на фрезе.

Для исследования усилия, возникающего на каком-либо зубе фрезы, необходимо установить кольцо 8 с постоянным магнитом 9 тек, чтобы в момент вреэания зуба в обрабатываемую заготовку данный магнит находился около рабочего зазора катушки. Н этом случае развертка на экране запоминающего осциллографа будет запусrv.-. ься именно с данного исследуемого зуба.

Индуктивный динамометр позволяет бескочтактным способом определять как крутящий момент на всей фрезе, так и усилие, возникающее при фрезеровении, не каждом зубе в отдельности с большей точностью, чем известные динамометры.

Формулa и зобре тения

Индуктивный динамометр, содержащий оцравку для закрепления инструмента, со699365

ЦНИИПИ Заказ 7207/45 Тираж 107 3 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 стоящую из двух упруго соединенных элементов, напротив каждого из которых установлен индуктивный преобразователь с переменным воздушным зазором, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью позы» шения точности при измерении усилия на .каждом зубе инструмента, в него введены подвижное кольцо и постоянные магниты, один из которых закреплен на подвижном кольце, установленном на одном 10 из элементов оправки с возможностью фиксации положения относительно зубьев, а другие расположены на втором элеменА те равномерно по окружности в плоскости вращения инструмента, причем количество этих постоянных магнитов равно числу зубьев.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Митряев К . Ф. Исследование процесса зубонарезания червячными фрезами, канд. дисс., Куйбышев, 1968.

2. Бобров В. Ф. Основы. теории резания металлов . М., 1975, с. 196 (нрототип).