Устройство для измерения крутящегомомента

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социа истических Республик(22) Заявлено 161079 (21) 2829356/25-08 (51)М. Кл. В 23 В 47/32 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР ио дедам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТАИзобретение относится к устрой- ствам, служащим для контроля и изМерения нагрузки на инструмент в системах автоматического управления на агрегатных сверлильных станках, Станках-автоматах для глубокого сверления и автоматических линиях Мля увеличения надежности их работы. Применение датчиков, использующих деФормацию упругих элементов, установленных между шпинделем и инструментом, приводит к ослаблению жесткости шпиндельного узла, усложнению его конструкции и снижает надежность станка. Большинство таких датчиков крутящего момента не может быть использовано в многошпиндельиых агрегатных головках в силу конструктивных особенностей (сложности, громоздкости датчиков, малого межосевого расстояния между шпинделями). Эти недостатки устраняются в устройствах, имеющих блоки активного кон- троля крутящего момента, которые осуществляют измерение нагрузки на инструмент в любой момент обработки без ослабления жесткости шпиндельФных узлов при наименьшем усложненииконструкции. Известен планетарный датчик крутящего момента, в котором ведущий элемент (вал) снабжен поводком и цапфами, на которых с помощью подшипников установлены шестерни-сателлиты. Последние находятся в зацеплении с шестерней, жестко укрепленной на ведомом элементе (выходном валу), и опорным элементом.Опорный элемент, выполненный в виде солнечной шестерни с зубьями наружного и внутреннего зацеплений, может поворачиваться относительно своей оси и взаимодействовать с находя щейся в зацеплении с ним подпружиненной рейкой. Пружина настроена на некоторую заданную величину усилия Ро . При вращении ведущего элемента шестерни-сателлиты, обкатываясь по внутреннему зубчатому венцу опорного элемента, который удерживается от проворачивания подпружиненной рейкой, передают ведомому элементу момейт вращения. Если усилие, приложенное к опорному элементу со стороны ведущего элемента, превысит величину, на которую настроена пружина, ведущий элемент с поводком провернется относительно ведомого на некоторый угол. При этом шестерни 837598сателлиты, обкатываясь по шестерневедомого элемента, вызовут угловоесмещение опорного элемента. Последний переместит рейку, которая, всвою очередь, деформирует и передает на опорный элемент новое, большее усилие. Настройка датчика на значение начального момента М, величина которого зависит от диаметрапредохраняемого сверла, производится соответствующей регулировкой пружины. Этот датчик представляет собойсовокупность вынесенных непосредственно на объект контроля (шпиндельный узел) двух преобразователейпервичного, воспринимающего крутящий момент и преобразующего его вугловое перемещение опорного элемента, и промежуточного, преобразующего указанное угловое перемещенИев линейное перемещение рейки 1),Недостатками этого датчика являются сложность конструкции, невозможность использования такогодатчика в многошпиндельных агрегат"ных головках с ограниченным межцентровым расстоянием.Цель изобретения в ,разработкапростой и надежной конструкции датчика крутящего момента для многошпиндельных головок.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для измерения крутящего момента на агрегатных станкахсодержащем упругий чувствительныйэлемент, вторичный преобразовательдатчик редуктор, включающий ведущую, промежуточную и ведомую шестерни, упругий чувствительный элементвыполнен из подвижной части, на ко"торой установлена промежуточнаяшестерня, и неподвижной части, укрепленной на редукторе вместе свторичным преобразователем, измерительный наконечник которого контактирует с подвижной частью упругого чувствительного элемента.На фиг. 1 схематически изображеноустройство для измерения крутящегомомента, общий вид на фиг. 2применение промежуточной шестернина подвижной части упругого чувствительного элемента; на фиг. 3 и 4схемы измерения при различном раз"мещении зубчатых колес в редуктореагрегатной головки для одного шпин"деля,Устройство состоит из упругогочувствительного элемента 1, на под"вижной части которого с помощьюцапфы 2 и подшипников укреплена промежуточная шестерня 3, находящаясяв зацеплении с ведущей шестерней4 и с ведомой шестерней 5 (шпиндельагрегатной головки). В неподвижнойчасти упругого чувствительного элемента 1, укрепленной на корпусередуктора, устанавливается вторичныйпреобразователь - датчик б, иэмери 55 60,5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 тельный наконечник которого находится в контакте с подвижной частью упругого чувствительного элемента 1.Устройство работает следующим образом.При изменении крутящего момента Мре на шпинделе агрегатной головки, а следовательно, на ведомой шестерне 5 пропорционально изменяются силы реакции Р на промежуточной шестерне в точках контакта,с ведущей 4 и ведомой 5 шестернями и соответственно изменяется суммарное усилие Р = 2 Р на оси промежуточной шестерни, укрепленной на подвижной части чувствительного элемента, что вызывает изменение деформации подвижной части чувствительного элемента 1 и его .смешение относительно неподвижной части, которое при помощи вторичного преобразователя б преобразуется в соответствующий электрический сигнал, пропорциональный величине крутящего момента. Сила Р, возникающая на зубьях промежуточной шестерни 3 в точке контакта с ведущей шестерней 4, и сила реакции от действия момента резания в точке контакта с ведомой шестерней 5 примерно равны, направлены в одну сторону и пропорциональны крутящему моменту (моменту резания на инструменте).Статическая деформация упругого чувствительного элемента 1 в точке крепления цапфы 2 промежуточной шестерни 3(фиг.3 н 4) пропорциональна измеряемому моменту резания. Жесткость упругого чувствительного элемента, определяемая размерами и материалом, задается в зависимости от диапазона изменения Мро, и величины деформации чувствительного элемента, зависящей, с одной стороны, от допуска на межцентровое расстояние зубчатого зацепления и, с другой стороны, от чувствительности вторичного преобразователя с измерительной схемой.Формула изобретенияУстройство для измерения крутящего момента на агрегатных станках, содержащее упругий чувствительный элемент, вторичный преобразователь, редуктор, включающий ведущую, про"межуточную и ведомую шестерни, о тл и ч а ю щ е е с ятем, что, сцелью упрощения конструкции, упругий чувствительный элемент выполнениз подвижной части, на которой установлена промежуточная шестерня,и неподвижной части, укрепленнойна редукторе вместе с вторичным преобразователеМ, измерительный наконечник которого контактирует с под-,вижной частью упругого чувствительного элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство, СССРР 283783, кл. В 23 В 47/32, 1971.837598 фц Фиг. РРигфтмл Ря шггт ощежЦпю рчняр гивера,е ан ставитель В. Алексеенкохред М.Голинка. Корректор М. Коста 13035 иал ППП Патентфф, г. Ужгород, Ул, Проектная, 4 едактор Л. Поваказ 4302/19 гг июльдоим яффалт Тираж 1148ИИПИ Государственного кпо делам иаобретений иМосква, Ж, Раушска Подписноетета СССРрытийаб., д, 4/5