Тензометрический динамометр Советский патент 1983 года по МПК G01L5/16 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности . к обработке металлов резанием.

Известен трехкомпонентный динамометр для измерения составляющих усилия резания, в котором упругие элементы неразъемно связаны с корпусом и головкой, причем в головке установлен вкладыш с режущей пластиной 1.

Так - как пружина имеет неодинаковую гибкую жесткость по всем направлениям поворота головки, то имеет место взаимное влияние ее перемещений, а следовательно, погрешности в показаниях динамометра. Применяемые для регистрации перемещений головки индикатора часового типа не могут использоваться при измерении перемещений силопередающего элемента с ускорением.

Известен также трехкомпонентный динамометр для измерения составляющих усилия резания, в котором силопередающий элемент, выполненный в виде пирамиды, предназначен только для размещения вкладыша с режущей пластиной 12.

Таким образом, указанный динамометр является токарным динамометром и не может быть использован при измерении сил фрезерования. Фрезерование закрепленной в силопередающем элементе заготовки, размеры которой, естественно, превышают размеры вкладыша, ведет к недопустимым погрешностям измерений или к поломке динамометра .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

10

Поставленная цель достигается тем, что силопередающий элемент выполнен в виде треугольной призмы с основаниями из прямоугольных равнобедренных треугольников и двух тетраэдров,

15 боковые грани которых совпадают с основаниями призмы, а вершины при основаниях тетраэдров посредством стержней связаны с консольными балками, жестко связанными с корпусом

20 стойками с наклееными на них тензодатчиками.

На фиг. 1 представлен предлагаемый динамометр,общий видtаксонометрия; на фиг. 2 - 4 - расположение 25 динамометра на столе фрезерного станка соответственно при работе торцовой, дисковой и концевой фрезой.

Динамометр содержит корпус 1, в котором размещен силопередающий эле30мент 2 с установленной в нем эаготовкой 3. Силопередающий элемент 2 связан, шестью упругими стержнями 4-9 с консольными балками 10-15, заделанными в корпусе 1. Элемент 2 выполнен из треугольной призмы с основаниями в виде прямоугольных рав 5 нобедренных треугольников ABC и . и двух правильных тетраэдров ABCD и. , боковые грани ABC и А.,В-,С которых совпадают с основаниями призмы. Вершины DBC и основанииЮ тетраэдров заканчиваются параллельными их боковым ребрам стержнями 4, 6, 8, 5, 7 и 9 соответственно. С кор , пусом и консольными балками 10-15 жестко соединены соответствующие 15 стойки 16-21.

Стержни 4-9 имеют низкую теплопро-водность из-за малой площади своего поперечного сечения. Возникающее при резании тепло, вызывающее нагрев сило20 передающего элемента 2, практически не поступает в консольные балки 10-15, а следовательно, в стойки 16-21 и в наклеенные на стойки тензодатчики Т, Этим полнрстью исключаются погреш- 25 ности измерений, вызванные нагревом тензодатчиков. Кроме того, для повы шения интенсивности отвода тепла от элемента 2 в окружающую среду и для уменьшения инерционности динамомет -зп ра как механической системы путем уменьшения веса силопередающего элеента 2 в последнем выполнены пазы и отверстия 0.

Под действием составляющих РХ , ,.,. Р,, и Р-2. Силопередающий элемент 2 С брабатываемой заготовкой 3 перемеается, а стержни , консольные балки 10-15, стойки 16-21 и тензодат ики Т деформируются. Для уменьшв- НИН побочного вредного эффекта иэгиб-140 ной и крутильной деформаций стоек 16 и 17, вызванных силами и Р и внецентренным приложением силы Pj, которая воспринимается датчиками, наклеенными на эти стойки, вершины 45 и D при основании тетраэдров заанчиваются стержнями 4 и 5, свйзанными с консольными балками 10 и 11. Соединение стержней с консольными алками выполняет роль двухосных шар-50 иров, которые передают на стойки

полностью составляющую силы Ру и частично изгибающий и крутящий моменты. Вышесказанное справедливо и для стоек 18 и 19 или 20 и 21, воспринимающих силу Р или Р.

Предлагаемый динамометр универсален, так как позволяет проводить исследования различных видов фрезерования. На вертикально фрезерном станке динамометр устанавливается на плоскость корпуса поперек стола при работе торцовой фрезой и вдоль стола при работе концевой фрезой. При дисковом фрезеровании динамометр устанавливается на плоскость корпуса 1 вдоль стола.

Положи,тельный эффект, получаемый при использовании предлагаемого динамометра, заключается в возможности проводить исследования кратковременных импульсов процессов, имеющих место при входе резца фрезы в рабочую зону, и получать достоверную информацию.

Формула изобретения

Тензометрический динамометр, содержащий корпус, в котором установлен Силопередающий элемент, связан-: ный с консольньми балками, выполнен,ными в корпуйе, отл-ичающийс я тем,-что, с целью.расширения функциональных возможностей, Силопередающий элемент выполнен в виде треугольной призмы с. основаниями из прямоугольных равнобедренньЬ4 треугольников и двух тетраэдров, боковые граниГ( которых совпадаю с основаниями приз;мы,а вершины.при основаниях тетраэд ров .посредством стержней связаны с . консольными балками,жестко связанныг ми-С .корпусом .стойками с наклеенными на них тензодатчиками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 109176, кл. G 01 L 5/16, 1937.

2.Авторское свидетельство СССР 861993, кл, G 01 L 5/16, 21.01.80 (прототип).