Трехкомпонентный динамометр для измерения составляющих усилия резания

союз сонетснихсоциАлистич усниРеспу блин 262 А(53) (56) У 59 ЗИЕ57 зо илы ел с ом 2 сил л Н.В. Казаков и Б.А. Бк 531,781(088.8) Авторское свидетельство СССР 1727, кл. С 01 1 5/16. вторское свидетельство СССР 1993, кл. С 01 1, 5/16, 1980,ТРЕХКОКЮНЕНТНЫЙ КНАМОМЕТР ДЛЯ РЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ УСИЛИЯ РЕЗАНИЯИзобретение относится к измериной технике и может быть испольно для измерения составляющих резания при токарной обработке. изобретения - расширение диапаизмерений. Динамометр содержит у 1 с силовоспринимающим элеменПри действии на резцовый блоковоспринимающего элемента 2 усилия резания, измерительная часть 4упругого элемента подвергается деформацня сжатия. Эта деформация вызыва"ется изменением сопротивления активных тензорезисторов 7, Так как компенсационные тензорезисторы 8 наклеены на недеформируемые компенсационные части 5, они не изменяют своегосопротивления . Отсутствие деформациисжатия 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. Температурныедеформации упругих частей не вносятпогрешности в показания динамометраза счет одинакового поступления теплового потока через подбор сеченийупругих частей и за счет заполненияпаза между упругими частями теплопроводящим материалом, например медью,1 з.п. ф ы, 4 ил.Изобретение относится к устройствам для измерения составляющих усилий и может быть использовано для измерения составляющих силы резания при токарной обработке.Цельее изобретения является повышение точности и расширение диапазонов измерения,На Фиг1 схематично показан Предлагаемый динамометр в аксонометрической проекции, на Фиг. 2 - Один из возможных вариантов заполнения Лаза теплопроводяцеем материалом и Испонени податоо элеьеееетаф связьевдющего компенсационную часть с корпусом; на Фиг, 3 в , схема включения активных и компенсационных тензореэисторов в измерительееьей полумост; на Фиг, 4 - составляющие усилия реза 20 ния фТрехкомпонентный динамометр состоит 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 комйенсационееой и связана с корпусом через податливый элемент 6, представЛяющий собой теплопроводящую, например медную пластинку, заполняющую паз между частями упругих элементови 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 и включены последовательно в другое плечо полу моста.Устройство работает следующим образом.При действии па силовоспринимающий элемент 2 составляющих Р, Ру, Р 50 усилия резания (Фиг. 4) измерительная часть 4 подвергается,деформации сжатия. этее деформации вызывают изменение сспротивления 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-первых за счет того, что тепловой поток из эоны 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 Ру под действием силы Р, сопротивление активных 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 полу- моста 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 и э о б р е т е н и я1. Трехкомпонентный динамометр для измерения составляющих усилияСоставитель И.МальгиноваРедактор Ю.Середа Техред М.Дидик Коррект атаи Тираж 470 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аказ 39 ВНИИПИ Госу Производственно-издательский комбинат "Патент", .г. Ужгород, у арина, 10 5 1543 резания, содержащий корпус, в котором размещен силовоспринимающий элемент, установленный на нем вкладыш с режущей пластиной и упругие эле 5 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 упру 262 6гий элемент на две части, причем одна часть каждого упругого элемента является измерительной и связана с корпусом жестко, а другая является , компенсационной и связана с корпусомчерез податливый элемент. 2. Динамометр по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем выравнивания температур измерительной и компенсационной частей упругого элемента, пазы упругих элементов заполнены теплопроводящнм материалом.