УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО МАТЕРИАЛА СВЕРЛЕНИЮ Российский патент 2017 года по МПК G01N3/40 G01N33/46 B23B49/00 

Описание патента на изобретение RU2607064C2

Изобретение относится к устройствам для исследования или анализа свойств материалов путем определения величины сопротивления их просверливанию и может быть использовано для определения физико-механических характеристик древесины растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций различного назначения.

Известно устройство для измерения сопротивления сверлению, включающее два раздельных привода на подачу и вращение бурового сверла, телескопический механизм ограничения смещения бурового сверла в радиальном направлении, находящиеся в его корпусе. Устройство комплектуется отдельным блоком для электропитания приводов, записи и распечатки результатов измерений [1].

Недостатком устройства является то, что ограничители смещения бурового сверла в радиальном направлении изготовлены в виде телескопического механизма с полыми трубками. Данный механизм стабилизации сверла имеет сложную относительно массивную конструкцию, что увеличивает вес устройства. При поломке режущего инструмента телескопический механизм значительно усложняет процесс извлечения и замены бурового сверла и его обломков. Также в виду особенностей конструкции механизм стабилизации является недостаточно жестким и не обеспечивает максимальную прямолинейность бурового сверла при работе.

Известно устройство для измерения сопротивления сверлению, включающее два раздельных электрических привода на подачу и вращение бурового сверла, каретку и винтовую передачу механизма подачи. Величина сопротивления сверлению определяется с помощью датчика тока и/или датчика скорости вращения бурового сверла и/или угла поворота электрического двигателя, а также устройства сбора данных и электронной вычислительной машины [2].

Недостатком устройства является то, что ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении выполнены в виде кареток, которые связаны между собой и кареткой привода вращения сверла упругими связующими элементами, и служат для перемещения и втягивания в зацепление ограничителей с винтовой передачей при обратном ходе каретки. Износ винтовой передачи, растяжение или обрыв упругих связующих элементов могут повлечь за собой неполадки и отказ работы механизма подачи в момент перехода ограничителей с плоской на резьбовую часть винтового вала при обратном ходе каретки привода вращения бурового сверла.

Известно устройство для измерения сопротивления сверлению, включающее единый двигатель на вращение и подачу бурового сверла, телескопический механизм ограничения смещения бурового сверла в радиальном направлении в виде U-образных пластин. Привод подачи сверла осуществляется с помощью редуктора и винтовой передачи. Источниками постоянного тока являются аккумуляторные батареи, расположенные внутри корпуса устройства.

Эта конструкция устройства для измерения сопротивления сверлению взята за прототип.

Недостатком является то, что устройство имеет единый привод на вращение и подачу сверла, что снижает точность измерений. Телескопический механизм стабилизации сверла в виде U-образных пластин значительно проще и надежнее телескопического механизма с полыми трубками, однако масса устройства все равно остается достаточно высокой, а особенности механизма стабилизации не позволяют значительно снизить габаритные размеры самого устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений свойств исследуемых материалов, повышение надежности и жесткости механизмов конструкции, снижение веса и габаритных размеров устройства.

Это достигается тем, что ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении изготовлены в виде пластин, размещающихся распределенно между кареткой и передней стенкой устройства и перемещающихся по направляющим; каждая из пластин жестко соединена с двумя или более штоками с одного их конца; противоположный конец каждого штока соединен с кареткой с помощью ограничителя, например, в виде втулки, фиксирующей ход перемещения каждой из пластин относительно каретки.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению без кожуха, вид слева; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению.

Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению состоит из:

бурового сверла 1, приводимого во вращение электрическим двигателем 2; каретки 3, установленной на направляющих 4 и осуществляющей возвратно-поступательное движение посредством электропривода подачи 5 и винтового вала 6; штоков 7, соединенных с кареткой с помощью ограничителей 8, выполненных, например, в виде втулок 9; направляющего подшипника 10, который служит опорой винтового вала 6; ограничителей бурового сверла в радиальном направлении 11, изготовленных в виде пластин, перемещающихся по направляющим 4 и жестко соединенных с двумя или более штоками 7 с одного их конца; передней стенки устройства 12; соединительной муфты 13, установленной между электрическим двигателем 2 и буровым сверлом 1; муфты 14, соединяющей электропривод подачи 5 и винтовой вал 6; датчика частоты вращения выходного вала электропривода подачи 15 и датчика тока 16, потребляемого электрическим приводом 2, например, на эффекте Холла, установленного на задней стенке устройства 17.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени буровое сверло 1 неподвижно и находится внутри корпуса устройства для измерения сопротивления сверлению. После позиционирования устройства относительно исследуемого материала оператор включает электрический двигатель вращения 2 бурового сверла 1, который закреплен на опорно-направляющей каретке 3 и питается, например, от аккумулятора. Крутящий момент от электрического двигателя 2 передается через муфту 13 буровому сверлу 1. Подача бурового сверла 1 осуществляется после включения электропривода подачи 5, например, постоянного тока, закрепленного неподвижно в корпусе устройства. При этом крутящий момент через соединительную муфту 14 передается винтовому валу 6, второй конец которого установлен в направляющем подшипнике 10. Каретка с закрепленным на ней электрическим двигателем 2 вращения бурового сверла начинают перемещаться по винтовом валу, осуществляя внедрение бурового сверла 1 в исследуемый материал. Прямолинейность движения каретки 3 достигается за счет ее перемещения по специальным направляющим 4. Ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении 11, изготовленные в виде пластин, размещающихся равномерно между кареткой 3 и передней стенкой устройства 12, перемещаются по направляющим 4. Они жестко соединены с двумя или более штоками 7 с одного их конца. Каждый из штоков 7 противоположным концом соединен с кареткой 3 с помощью ограничителя 8, например, в виде втулки 9, фиксирующей ход перемещения каждой из пластин относительно каретки 3.

Определение свойств исследуемого материала, например, сопротивления сверлению, плотности может осуществляться с использованием датчика тока 16, потребляемого электрическим двигателем 2, например, на эффекте Холла и датчика частоты вращения выходного вала электропривода подачи 15. Сигналы с датчиков поступают на устройство сбора данных, например аналого-цифровой преобразователь, далее на электронную вычислительную машину, где производится их обработка, преобразование, отображение и хранение.

Похожие патенты RU2607064C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВЕРЛЕНИЮ 2010
  • Шарапов Евгений Сергеевич
  • Чернов Василий Юрьевич
  • Чернов Юрий Васильевич
RU2448811C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВЕРЛЕНИЮ 2012
  • Шарапов Евгений Сергеевич
  • Чернов Василий Юрьевич
  • Кузнецов Евгений Юрьевич
  • Потаев Илья Сергеевич
RU2515342C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВЕРЛЕНИЮ 2012
  • Шарапов Евгений Сергеевич
  • Торопов Александр Степанович
  • Чернов Василий Юрьевич
RU2515343C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ РЕЗОНАНСНЫХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСИНЫ НА КОРНЮ 2014
  • Федюков Владимир Ильич
  • Салдаева Екатерина Юрьевна
  • Цветкова Екатерина Михайловна
  • Васенев Евгений Александрович
RU2577886C2
ПЕРФОРАТОР МЕХАНИЧЕСКИЙ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ СТЕНОК СКВАЖИНЫ, ОБСАЖЕННОЙ ТРУБАМИ (ВАРИАНТЫ) 1995
  • Алексеев В.А.
  • Рекин А.С.
  • Асфандияров Р.Т.
  • Афридонов И.Ф.
RU2109931C1
ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНОЙ КОМБАЙН 2020
  • Прушак Виктор Яковлевич
  • Кучик Александр Сергеевич
  • Михаленя Вячеслав Дмитриевич
  • Мыслейко Сергей Николаевич
RU2753306C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ПЕРФОРАЦИИ ОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЫ 2003
  • Андреев В.К.
  • Баянов В.М.
  • Глухов С.Д.
  • Перешеин Ю.П.
  • Пермяков А.П.
  • Фусс В.А.
RU2236564C1
Сверлильно-клепальный автомат 1989
  • Черныш Петр Иванович
  • Вдовенко Виктор Васильевич
  • Сафронов Олег Иванович
  • Пшихопов Вячеслав Хасанович
  • Чапцев Алексей Генрихович
  • Фарафонов Евгений Александрович
  • Семченко Иван Семенович
  • Лебедев Василий Андреевич
  • Носко Эдуард Петрович
  • Васильев Геннадий Исаакович
SU1660828A1
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ПОДВИЖНЫЙ СТАНОК 2020
  • Соломатин Александр Игоревич
  • Трунин Антон Сергеевич
  • Чернов Николай Алексеевич
  • Кудияров Дмитрий Сергеевич
  • Калюжный Илья Анатольевич
  • Ковалева Елена Георгиевна
  • Орлов Михаил Викторович
RU2752349C1
Сверлильный станок 1989
  • Гуссак Александр Давидович
  • Худяков Владимир Владимирович
SU1703287A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 607 064 C2

Реферат патента 2017 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО МАТЕРИАЛА СВЕРЛЕНИЮ

Изобретение относится к устройствам для исследования и анализа свойств материалов путем определения величины сопротивления их просверливанию и может быть использовано для определения физико-механических характеристик древесины растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций различного назначения. Устройство содержит буровое сверло с электродвигателем его вращения, размещенные на каретке, установленной на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения, переднюю стенку, ограничители смещения бурового сверла в радиальном направлении и датчик частоты вращения выходного вала электропривода подачи каретки, связанный с программно-аппаратным комплексом. Кроме того, устройство снабжено датчиком тока электродвигателя вращения бурового сверла и штоками, при этом ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении выполнены в виде пластин, размещенных между упомянутыми кареткой и передней стенкой с возможностью перемещения по направляющим, каждая из упомянутых пластин жестко соединена с концами по меньшей мере двух штоков, противоположные концы которых соединены с упомянутой кареткой с помощью ограничителя, а датчик тока электродвигателя вращения бурового сверла связан с упомянутым программно-аппаратным комплексом. Использование изобретения позволяет повысить точность измерений, а также снизить вес и габариты конструкции устройства. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 607 064 C2

Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению, содержащее буровое сверло с электродвигателем его вращения, размещенные на каретке, установленной на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения посредством винтовой передачи и электропривода подачи каретки, переднюю стенку, ограничители смещения бурового сверла в радиальном направлении и датчик частоты вращения выходного вала электропривода подачи каретки, связанный с программно-аппаратным комплексом для сбора, обработки и вывода данных на ЭВМ, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком тока электродвигателя вращения бурового сверла и штоками, при этом ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении выполнены в виде пластин, размещенных между упомянутыми кареткой и передней стенкой с возможностью перемещения по направляющим, каждая из упомянутых пластин жестко соединена с концами по меньшей мере двух штоков, противоположные концы которых соединены с упомянутой кареткой с помощью ограничителя в виде втулки, фиксирующей ход перемещения каждой из упомянутых пластин относительно каретки, а датчик тока электродвигателя вращения бурового сверла связан с упомянутым программно-аппаратным комплексом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2607064C2

DE 102005013752 A1, 12.10.2006;RU 2448811 C1, 27.10.2012;RU 2515342 C1, 10.05.2014;RU 2515343 C1, 10.05.2014;RU 95128 U1, 10.06.2010
DE 10031336 A1, 18.01.2001.

RU 2 607 064 C2

Авторы

Чернов Василий Юрьевич

Шарапов Евгений Сергеевич

Смирнова Елена Владимировна

Соловьева Олеся Анатольевна

Даты

2017-01-10Публикация

2014-10-09Подача