Динамометр для измерения сил резания

1732194 4 относительные деформации, которыерегистрируются с помощью тенэорезисторов 8. и усилителей и путем различных коэффициентов усиления уравновешиваются. При относительном перемещении силоприемной плиты 5 с детальюН и грузов 7 компенсационного устройИзобретение относится к областистанкостроения, в частности к силоизмерительной технике, и может бытьиспользовано в станках при исследовании процесса резания,Известен универсальный динамометр,содержащий корпус, в котором установлена державка на 16 упругих элементах,на стенках которых наклеены проволоч .ные преобразователи сопротивления.При работе динамометра под действиемсилы резания деформируются упругие 25элементы, проволочные преобразователикоторых соединены в измерительнуюсхему, сигнал с которой поступает навход электронного усилителя.Недостатком данного дннамомет- Щра .является то, что при установкеего на плоскошлифовальном станке придвижении стола с.ускорением возникающие силы инерции приводят к искажениюпоказаний по горизонтальной составляющей силы резания. Если закон движения стола на участке шлифованияблизок .к идеальному, то показания.динамометра соответствуют истинномузначению силы резания, Если же научастке шлифования стол станка движется с ускорением, то сила инерциивносит погрешность. Величины ускорений при реверсе стола достигают 2-3 да при движении стола до 0,5 я, чтоприводит к существенной погрешнрстиизмерения сил резания, где р - ускорение свободного падения. Известен также трехкомпонентный 5 динамометр для измерения составляющнх усилия резания, содержащий плиту и% корпус цилиндра, в котором установле-, ны четыре упругих кольца, прикрепленные к корпусу через сегменты, а к жесткому брусу - шпильками. Тензодатчики наклеены на кольцах. Испытуемый образец крепится в пазу бруса, на противоположном конце которого ства, не равном нулю, разность сигналов от измерительных тенэорезисторов8 электрически приводится к нулю, чтоисключает погрешность измерения силрезания, вызываемую силами инерции.2 нл.%установлен контактный диск для снятия электрических сигналов датчиков.Упругие кольца расположены в направлении действия составляющих усилия резания, при этом два кольца воспринимают усилия от составляющей Р, а два других кольца - от составляющей Р , Усилия составляющих передаются на кольца с помощью бруса.,Недостатком данного динамометра является то,что при движении стола станка с ускорением динамометр измеряет не горизонтальную составляющую силы шлифования, а сумму силы инерции, действующей на образец, и составляющей Р.Наиболее:близким к предлагаемому является.двухкомпонентный динамометр, содержащий силоприемную плиту, соединенную с основанием восьмигранными упругими элементами, на которых наклеены тензорезисторы К 1, К, К 5, Кб - для регистрации составляющей Р силы шлифования и К, К, КУ, К 8 для регистрации Р. Под действием силы шлифования деформируются упру-, гие элементы динамометра, что приводит к изменению сопротивления тензорезисторов. Сигнал от соединенных в мостовую (или полумостовую, .в зависимости от типа усилителя) схему тенэореэисторов, соответствующих определенной составляющей силы шлифования, через измерительный усипитель подается на шлейфовый осциллограф или другой регистрирующий прибор.Недостатком данной конструкции динамометра является то, что при движении столас ускорением сила,инер" ции вносит погрешность при иэмеремии, горизонтальной составпяющей сиды резания. Целью .изобретения является повыше. иие точности измерения за счет исключения влияния сил инерции.1 732 1.94 с Я тп + гп, Производят настройку собственной частоты колебаний упругой консоль 40 ной балки 3 изменением массы грузов 7 и изменением активной длины балки 6 перемещением подвижной направляющей 9 таким образом, чтобы при ус.тановке основания динамометра верти 45 кально относительное перемещение си" лоприемной плиты 5 и упругой консольной балки 6 быпо равно нуюво, при этом измерение относительного перемещения производят универсальным инструментом. Настройку производятпри .отладке динамометра. При установке обрабатываемой детали Н на динаЯ :мометр, собственная частота колебаний силоизмерительной плиты 5 с де-, талью Н становится ниже частоты коле;баний упругой консольной балки 6.сгрузом 7 На Фиг. 1 изображен динамометр,(общий вид, разрез; на фиг,2 - блоксхема динамометра.Динамометр .установлен на плите 1с возможностью поворота в вертикаль 5ной плоскости посредством оси 2 исодержит раму переменной жесткости,состоящую из неподвижной балки 3,упругих элементов 4 и силоприемнойплиты 5, на которой установлена обрабатываемая деталь Н. К неподвижнойбалке 3 прикреплена упругая консоль-.ная балка 6, несущая груз 7. Тензометрические датчики К установленына упругих элементах 4 и консольнойбалке 6. В подвижной направляющей 9выполнено отверстие, охватывающееконсольную балку 6, Для перемещенияи фиксации подвижной направляющей 9 2 Ослужат винты 10, Зажим обрабатываемой детали Н осуществлен винтом 11,Блок-схема в устройстве содержитизмерительный усилитель 12, параллельно к которому подключен второй 25компенсационный усилитель 13 с полосовьи заградительньм фильтром 14,суммирующим усилйтепем 15,К измерительному усилителю 12 подключен тензометрический измерительный мост 8, а к компенсационному усилителю 13 т компенсационный мост 8 а.Компенсационный усилитель 13 последовательно подключен к полосовому заградительму Фильтру 14, который подключен к суммирующему усилитепю 15Динамометр работает следующимобразом. где о 7, - собственная частота колебаний динамометра с деталью;Я - собственная частота колебаоний динамометра;й- приведенная масса силоприемной плиты и упругих элементов;щ 1- масса обрабатываемой детали;с - коэффициент жесткости динамометра.Так, например, при установке детали массой, равной массе силоиз"Гщ мерительной плиты -- = 0 707Я 2 що о т.е, собственная частота колебаний динамометра с деталью снизится на 29, ЗПосле установки детали Н производят настройку силоизмерительного 12 и компенсационного 13 усилителей для обеспечения равенства сигналов, которые подают на суммирующий усилитель 15. Измерительный усилитель 12 работает постоянно с основньв (рабочим) измерительным тензометрическим мостом Я, Формируя на выходе сигнал, пропорциональный сумме силы инерции и силы резания, Измерительный компенсационный усилитель 13 работает с компенсационным измерительным тензометрическим мостом 8 а, Формируя сигнал, пропорциональный силам инерции, Подстроечный элемент К усилителя 13 необходим для регулировки и балансировки всей измерительной схемы, Поло- совой заградительный фильтр 14 служит для Фильтрации сигнала от усилителя 13, Суммирующий усилитель 15 служит для усиления разности сигналов от усилителей 12 и 13. После настройки динамометр устанавливают на столе станка и при движении на подвижные части динамометра действуют силыинерции, пропорциональные массам подвижных частей, под действием которых упругие элементы 4 динамометра и уп- ругая консольная балка 6 компенсационного устройства изгибаются и в них возникают относительные деформации, которые регистрируются с помощью тензорезисторов 8 и усилителей12, 13 и 15 и путем различных коэффи 17321циентов усиления уравниваются, Такимобразом, при относительном перемещешш силоприемной плиты 5 с деталью Ни грузов 7 компенсационного устрой 5ства, не равном нулю, разность сигна-,лов от измерительных тензорезисторов8 электрически приводится к нулю, чтоисключает погрешность измерения силрезания, вызываемую силами инерции. 1 ОДинамометр повышает точность измерения и эксплуатационные качества,при этом имеется возможность компенсировать изменение массы детали пришлиФовании, Повышение точности измерения силы Р составило пе менее ЗОБна станке мод.ЗД 710 ЛФ 10,Формула из о бр ет енияДинамометр для измерения сил резания, содержащий основание, соединен 948ное с силоприемной плитой упругими элементами с размещенными на них тен зорезисторами, соединенными с первым измерительным усилителем, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния сил инерции, в него введены дополнительные тензорезисторы, второй измерительный усилитель, суммирующий усилитель и консольно закрепленная на основании балка, на поверхностях балки перпендикулярных направлению сил инерции, размещены дополнительные тензорезисторы, соединенные с входом второго измерительного усилителя, выходы первого и второго измерительных усилителей соединены со входами суммирующего усилителя, а собственная частота колебаний балки не менее соб" ственной частоты колебаний силоприемной плиты.