СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к способам определения силы трения движущихся элементов механизма станка.

Известен способ определения в статике (в покое) силы трения с помощью платформы со шкалой, емкости для вязкого материала и других элементов (патент RU №2749655, МПК G01N 19/02).

Недостаток известного способа заключается в невозможности измерения сил трения в режиме возвратно-поступательного движения (ВПД) притира шлифовального станка.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению является способ определения силы трения при возвратно-поступательном движении (ВПД) (патент RU №169882). Согласно способу сначала включают нагрев ванночки до требуемой температуры, значение которой регулируется блоком индикации и управления нагревом. После достижения требуемого значения температуры включают привод. Начинается возвратно-поступательное движение каретки с закрепленным на ней нагревательным элементом, ванночкой, смазочным материалом и контртелом. Трение образца и контртела обеспечивает возникновение силы, действующей на шарнирную опору. Значение силы фиксируется датчиком. Данный способ сил трения принят за прототип.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является невозможность измерения сил трения для движущего притира шлифовального станка в режиме ВПД.

Техническим результатом настоящего изобретения является определение параметра управления для электродвигателя движущего притира станка, что необходимо для задания усилия и мощности электродвигателя в режиме ВПД.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения силы трения притира относительно станины шлифовального станка в процессе возвратно-поступательного движения, причем измеряют амплитуды колебаний притира в режиме холостого хода L_m0 и в режиме нагрузки L_mk, а также усилие в режиме холостого хода притира F_0, после чего определяют силу трения притира по формуле F_tr = F₀ ( L_m0-L_mk) / L_m0.

Благодаря этому достигается заявленный технический результат: определение параметра управления для электродвигателя, что необходимо для задания усилия и мощности электродвигателя в режиме ВПД.

На чертеже показана структура элементов станка, а именно электродвигатель 1, движущийся притир 2, датчик перемещения притира 3 относительно станины станка 4.

Реализуется предлагаемый способ следующим образом.

В режиме холостого хода станка при заданной частоте и электромагнитном усилии электродвигателя 1 измеряют с помощью датчика 3 амплитуду колебаний притира 3. Таким образом определяется мгновенное значение перемещения притира (L) в процессе колебаний ВПД для режима холостого хода

где: L_m0 - амплитуда колебаний,

w - угловая частота,

t - время,

L - мгновенное значение перемещения.

Путем взятия дважды производной уравнения (1) перемещения притира получим связь ускорения (a₀) с амплитудой перемещения притира

где: a₀ - ускорение в режиме холостого хода.

В результате уменьшения амплитуды колебаний притира - L_mk в режиме нагрузки за счет сил трения соответственно ускорение будет равно

С учетом известного уравнения движения тела в режиме холостого хода необходимое усилие определяется

С учетом сил трения - F_tr движущая сила уменьшается и соответственно равна

Отношение уравнения (5) к выражению (4) дает связь усилий с амплитудами колебаний в режимах нагрузки и холостого хода

где: L_mk/L_m0 - отношение амплитуд колебаний.

Следовательно, сила трения равна

где усилие в режиме холостого хода - F₀ определяется по (4) и (2).

Таким образом, при известных усилиях холостого хода и амплитудах колебаний в двух режимах определяют силу трения по выражению (7), то есть определяется необходимый параметр управления - мощность на валу электродвигателя.

Изобретение относится к способам определения сил трения движущихся элементов механизма станка. Сущность: измеряют амплитуды колебаний притира в режиме холостого хода и в режиме нагрузки, а также усилие в режиме холостого хода притира, после чего определяют силу трения притира по формуле. Технический результат: возможность определения параметра управления для электродвигателя движущегося притира станка, что необходимо для задания усилия и мощности электродвигателя в режиме возвратно-поступательного движения. 1 ил.

Способ определения силы трения притира относительно станины шлифовального станка в процессе возвратно-поступательного движения, причем измеряют амплитуды колебаний притира в режиме холостого хода L_m0 и в режиме нагрузки L_mk, а также усилие в режиме холостого хода притира F₀, после чего определяют силу трения притира по формуле

.