Способ контроля крутящего момента и устройство для его осуществления

уфьь ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск и кСоциапистическикРеспублик 1 и 778939(23) Приоритет по делам нзобретеиий и открытий, 08(088. 8) Дата опубликования описания 25. 11.80 В, Г. Маранцман, Е. Г. Молчановский, М. П. Рашкович,Б. А. Тростановский, А. Л. Шиндер-Лернер, Б. И. Шкловский,А. Н, Явор, В. В. Булгар и Н. К. Шапарев(72) Авторы изобретения Одесское специальное конструкторское бюро специальных(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ1Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, налример, в станках для обработки металлов резанием с приводом, .содержащим ременную передачу.Известен способ контроля крутящего момента путем использования приводного ,электродвигателя в качестве источника .информации о процессе резания, например, по величине его тока нагрузки. Устрой 10 ство, реализующее известный способ, содержит датчик, величины измеряемого параметра (тока приводного электродвигателя) и блок математической обработки результатов измерения 1 Ц.Недостатками известных технических решений являютсянелинейность статической зависимости между крутящим моментом и током нагрузки двигателя, особенно оказывающая ся в двигателях переменного токанизкое быстродействие системы и значительные динамические ошибки при резком изменении момента резания вследствие относительно невысокой частоты среза логарифмической частотной характеристики канала обратной связи, в кото- . рый входит большая по величине электромеханическая постоянная приводного двигателя)трудности, связанные с созданием высокочувствительных быстродействующих датчиков электрических параметров нагрузки двигателя и др.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности;Цель достигается тем, что по предлагаемому способу определяют величину упругого скольжения в ременной передаче путем измерения и сравнения величин скоростей ведущей и ведомой передачи и, исходя иэ полученной величины разности скоростей, вычисляют величину крутящего момента.Устройство, реализующее данный способ характеризуется тем, что в качестве датчика измеряемого параметра использован датчик частоты вращения, корпус ии его выходной сигнал равен нулю, При работе под нагрузкой крутящий момент,приложенный к шпинделю 3 станка и, следовательно, к шкиву 2 ременной передачи.5 вызывает упругое скольжение ведущейи ведомой ее ветвей, в результате чеговозникает относительное движение вала .9 и корйуса 8 датчика, на выходе которого возникает электрический сигнал.Величина этого сигнала тем больше,чем больше упругое скольжение в пере даче и, следовательно, нагрузка шпинделя.Выходной сигнал датчика сравниваетсяс сигналом заданного значения крутящегомомента. Разность сигналов, усилена усилителем 11, посредством блока 12 управляет двигателем 13 подачи таким образом, чтобы обеспечивалось равновесие20заданного" итекущего, значений: момента.При виеэапхом изменении величиныснимаемого припуска (твердые вкрепления, выступы и впадины на заготовке)изменяется скольжение в ременной передаче (увеличивается или уменьшается),и, следовательно, выходной сигнал датчикавызывает соответствующее изменениеподачи (уменьшение или увеличение).Фор мула изобретения30 1. Способ контроля крутящего момента,в приводе, например, металлорежущегостанка, содержащем ременную передачу,согласно которому изменяют один из параметров передачи и обрабатывают результат измерения, о- т" л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, определяют величину упругого скольжения в ременной передаче путем измерения и сравнения величин скоростей ведущей и ведомой час.тей передачи и, исходя из полученной величины разности скоростей, вычисляют-величину крутящего момента.2, Устройство для осуществления спо 4 соба по п. 1, содержащее датчик измеряе, моГо параметра передачи и блок математической обработки результатов измерения, о т и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения системы, датчик измеряемогопараметра выполнен в виде датчика частоты вращения, корпус и вал которогосвязаны соответственно с ведущей и ведомой частями ременной передачи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,. Пиковский Ю. Д. и др, Измерениесиловых характеристик процесса резанияпо току главного двигателя. -"Станки иинструмент", 1973, % 4, с. 16. 3 778939 4вал которого связаны соответственно сведущей и ведомой частями ременной передачи.В каждый определенный момент процесса резания создается крутящий момент,воспринимаемый ременной передачей, соединяющей йриводной электродвигатель сошпинделем станка. Ведущий и ведомыйIэлементы передачи (шкивы или ремни)связывают кинематически с датчикамискорости, сигналы которых подаются вузел сравнения, где эти сигналы вычи таются, затем их разйость относится кустановленной скорости,Полученная величина относительйогоскольжения эквивалентна моменту в приводе.Описанный способ измерения крутящегмомента может быть использован в адаптивной системе поддерживания постоянстванагрузки.В этом случае сформулированный сигналотносительного скольжения уравниваютс заданным и подают через усилитель наисполнительный механизм (например, привод подачи), воздействующий на процессрезания таким образом; что нагрузка нарежущий инструмент поддерживается взаданных пределах,На фиг. 1 изображен станокс устройством контроля крутящего момента, общий видф на фиг, 2 - станок с принципиальной схемой управления; на фиг. 3вид по стрелке А на фиг. 2., В устройство входят установленныена передней бабке 1 Токарного станкашкив 2 шпинделя 3 и шкив 4 двигателя,соединенные ремнем 5. С ведущей и ведомой ветвями ремня 8 связаны два измерительных шкива 6 и 7, один из которых соединен с корпусом 8, а другойс валом 9 датчика частоты вращения,например тахогенератора постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.Съем электрического сигнала датчикаосуществляется щетками с контактныхколец, вращающихся вместе с его корпусом (на фиг. 1, 2 не показацы).Выходной сигнал датчика через узел10 сравнения и усилитель 11 подключен к блоку 12 управления двигателя 13подачи, На второй вход узла 10 сравненияподается сигнал заданного значения крутящего момента.Устройство работает следующим образо,м.При идеальном холостом ходе частоты(Риф.1 диФ 4 фиаЗ Составитель Т. Юдахинаедактор Л. Батанова Техред .Ндраб 281/1 Тираж 1160ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наю исно