Датчик радиальных сил

Я. Б. Гозман, Н, Н, Леонов и Г. ф, Комиссаров Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного намени станкостроительный завод им. Серго Орджоникидзе(54) ДАТ ЬНЫХ СИЛ Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к датчикам для измерения радиальных составляющих сил, действующих на вращающиеся валы со стороны, например, сил резания, инерции несбалансированных масс и т. д.Известны датчики для измерения радиальных сил, содержащие датчики перемещений и упругую систему шпинделя механизма для измерения радиальных сил 1.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является датчик радиальных сил, содержащий цилиндрический корпус, упругодеформируемый и чувствительные элементы 2).Недостатками известных конструкций являются сложность и нетехнологичность конструкций, значительные габариты в радиальном направлении, причем эти габариты тем больше, чем выше требования к жесткости и чувствительности датчика.Целью изобретения является повышение чувствительности датчика и упрощение конструкции.Поставленная цель достигается за счет того, что цилиндрический корпус выполнен в виде двух коаксиально расположенных втулок, причем в середине охватывающей поверхности наружной втулки выполнена кольцевая проточка, в которой размещена прокладка с установленными в ей чувствительными элементами, выпол иными в виде двух пар пластин, расположенных диаметрально-противоположно друг другу.На фиг. 1 представлено описываемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А фиг. 1.Устройство содержит цилиндрический корпус, выполненный в виде двух коаксиально расположенных втулок 1 и 2, соединенных между собой, например, запрессовкой по поверхности 3. Втулка 2 выполнена из закаленной стали, причем в середине охватывающей поверхности втулки 2 вы полнена кольцевая проточка 4, в которой размещена прокладка 5 с установленными чувствительными элементами 6 и 7, 8 и 9, выполненными в виде двух пар пластин, расположенных диаметрально-противопо ложно друг другу и образующих с внутренней втулкой 1 элементы емкостного типа. Каждая из пластин 6 - 9 имеет электрический вывод 10. Между наружной поверхностью втулки 2 внутри проточки 4 и внут ренней поверхностью пластин 6 - 9 имеет воздушный зазор л;, равный 0,03 - 0,05 мм. Толщина прокладки 5 во много раз больше зазора Ь.Устройство работает следующим обра зом.3Наружная поверхность втулки 1 является посадочной для установки в корпус машины, Внутренний диаметр втулки 2 является посадочным для подшипника вращающегося вала 11, По мере появления радиальной нагрузки на валу 11 через подшипник деформируется втулка 2, изменяя зазор й. В результате емкость пластин-конденсаторов 6 и 7 в направлении действия силы увеличивается, а в противоположном - уменьшается. Величина разностного приращения на противолежащей паре пластин-конденсаторов 8 и 9 пропорциональна величине составляющей радиальной силы, действующей в данном направлении. Измерение емкости может быть выполнено, например, мостовым или частотным способами. Если общее число пластин 6 - 9 ограничено этими двумя парами, расположенными диаметрально-противоположно друг другу, то датчик, установленный в шпинделе станка, обеспечит измерение двух главных радиальных составляющих сил 1 ы резания. Благодаря парностн включения пластин 6 - 9 обеспечивается компенсация температурных погрешностей. Чувствительность датчика и достигаемая при этом же 7774984сткость определяются величиной деформируемого зазора Ь,Формула изобретения 5Датчик радиальных сил, содержащийцилиндрический корпус, упругодеформируемый и чувствительные элементы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повыше- О ния чувствительности датчика и упрощения конструкции, цилиндрический корпус выполнен в виде двух коаксиально распо.ложенных втулок, причем в середине охватывающей поверхности наружной втулки 15 выполнена кольцевая проточка, в которойразмещена прокладка с установленными в ней чувствительными элементами, выполненными в виде двух пар пластин, расположенных диаметрально-противоположно 20 дРУг дРУгУ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРо 5200826, кл. 6 011. 1/04, 1966.2, Авторское свидетельство СССР470716, кл, 6 011. 1/04, 1973 (прототип).