Устройство для определения динамических характеристик абразивного круга Советский патент 1985 года по МПК B24B49/18 

Изобретение относится к технологни машиностроения и производства абразивного инструмента и может найти применение при испытаниях эксплуатационных свойств шлифовальных кругов. Эксплуатационные свойства шлифовальных кругов в значительной мере определяются упругими деформативными и диссипативными характеристиками самого круга, а также характеристиками его контакта с обрабатываемым, изделием. Известно устройство для испытани характеристики шлифовального круга, содержащее возбудитель колебаний, контактное устройство и средство управления сигналов возбудителя колебаний и измерения виброперемещения lj Недостатками известного устройств являются ограниченные функциональны возможности по определению динамических характеристик, в частности невозможность определения упругих характеристик контакта круга и изделия, диссиПативных характеристик, а также неточность, связанная с нелинейностью характеристики контакта и низкой добротностью системы, неоперативность получения информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и облас применения, а также повышение точно и оперативности получения информаци Цель достигается тем, что в устройстве для определения динамически характеристик абразивного круга, содержащем корпус с оправкой для абразивного круга, элементы создания нагрузки на круг и блок управления измерения колебаний с блоком регистра ции, элементы создания нагрузки на кру выполнены в виде стола и основания, соединенного с корпусом через вибро изоляционную прокладку, взаимодействующих между собой при помощи упругой и электродинамической связей при этом в опоры оправки встроены датч ки силы, а между столом и оправкой установлены датчики относительных смещений, выходы с которых связаны с входами регистрирующего блока, выполненного в виде двух разделительных и одного дифференцирующего элементов, двух умножителей, двух квадраторов, четьфех элементов усреднения во времени, двух делителе и табло, причем входы первого и второго разделительных элементов подключены к выходам соответственно датчиков силы и датчиков относительных перемещений, выходы постоянных составляющих разделительных элементов к входам табло, а выход переменной составляющей первого разделительного элемента подключен к входам двух умножителей, а выход переменной составляющей второго разделительного элемента - к входам первого умножителя, первого квадратора и дифференцирующего элемента, выход которого подключен к входам второго квадрг тора и второго умножителя, при этом выходы двух умножителей и двух квадраторов подключены к входам элементов усреднения во времени, а выходы элементов усреднения во времени подключены попарно к входам делителей, выходами соединенных с входами табло. На фиг. 1 показано схематично предлагаемое устройство; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - функциональная структурная схема регистрирующего блока. Устройство содержит корпус 1 коробчатой формы, внутри которого располагается оправка 2 с абразивным кругом 3. Оправка 2 помещается в опоры 4, в которые встроены датчики 5 силы, например пьезодинамические. Абразивньй круг контактирует с деталью 6, расположенной на столе 7. Между столом и корпусом располагается основание 8, закрепленное на корпусе через виброизоляционную прокладку 9 и связанную со столом упругими элементшу1И 10. Кроме того, стол и основание связаны электродинамической связью, состоящей из катушки 11 и сердечника 12. Между столом и оправкой установлены датчики 13 относительных смещений. В прорезях боковой, стенки размещены сменные размерные плиты 14. Фиксация опоры осуществляется прижимным болтом 15 с накладкой 16. Устройство содержит также привод 17 вращения, блок 18 управления током в катущке, элементы 19 средних значений и регистрирующий блок 20. Регистрирующий блок состоит из разделительных устройств 21 и 22, дифференцирующего устройства 23, вход которого подсоединен с выходу устройства 22, умножительных устройств 24 и 25, входы которых соответственно связаны с выходами устройств 21, 23 и 21, 22, квадраторов 26 и 27, входы которых подсоединены соответственно к выходам устройств 22 и 23, элементов 28-31 усреднения во времени, входы которых подсоединены соответственно к выходам устройств 24-27, делительных устройств 32 и 33, входы которых подсоединены соответственно к выходам устройств 30, 31 и.28, 29, и табло 34, входы которого подсоединены к выходам 2.1, 22, 32 и 33. Устройство работает следующим образом. Абразивный круг 3 с оправкой 2 устанавливается в опоры 4, при этом сменные размерные плиты 14 подбираются в зависимости от размера абразивного круга. Фиксация опор осущест ляется болтами 15, образующими винто вую пару с накладкой 16, жестко закрепленной на каркасе. Круг вводится в контакт с деталью 6, установленной на столе 7. С помощью привода 17 обеспечивается либо заданный угол поворота абразивного круга, либо его непрерывное вращение. С помощью блока 18 управления на катушку 11 подается определенная величина постоянного напряжения, которое с помощью сердечника 12 обеспечивает статическо поджатие детали к кругу. Значения сил поджатия, деформация контакта круга и детали фиксируются датчиками 5 силы и датчиками 13 относительных перемещений. Сигналы с правого и левого датчиков усредняются в элементах 19 и подаются в регистрирующий блок 20. В динамическом режиме работу наряду с постоянной составляющей напряжения на обмотку катушки подается переменная составлякяцая напряжения, которая приводит к возбуждению колебаний стола 7 и переменному нагружению контакта круга и детали. Сигналы с датчи ков силы 5 и перемещений 13 после усреднения поступают в разделительные элементы 21 и 22 регистрирующего блока 20, где происходит отделение постоянных составляющих от переменных. Постоянные составляющие поступают на вход табло 34. Переменная составляющая сигнала перемещений поступает на входы умножительного устройства 25, квадратора 26 и дифференцирующего элемента 23. Сигнал с выхода диффе12. ренцирующего элемента поступает на вход квадратора 27 и вход умножительного устройства 24. Переменная составляющая сигнала силы с выхода разделительного элемента 21 поступает на свободные входы умножительных устройств 24 и 25. Сигналы с выходов умножительных устройств 24 и 25 и квадраторов 26 и 27 поступают соответственно на входы элементов 31,28 и 29,30 усреднения во времени. Сигналы с выходов элементов 28 и 29 поступают на входы делительного устройства 33, а сигналы с выходов элементов 30 и 31 - на входы делительного устройства 32. Сигналы с выхода делительных устройств поступают на табло 34. Таким образом, устройство обеспечивает возможность статических и динамических испытаний контакта jcpyra и детали при различных сочетаниях формы и величин статического и динамического внешних воздействий с мгновенным получением информации о статической и динамической жесткости контакта и демпфирующих свойствах, характеризуемых коэффициентом статической жесткости эквивялентным коэффициентом динамической жесткости 0 и эквивалентным коэффициентом демпфирования р. Динамические свойства контакта круга и изделия при данной статической нагрузке инекотором виде динамической нагрузки Могут быть представлены выражением (l) , (Я (О где - переменное относительное смещение, а - производная во времени. Если обе части равенства (1) умножить на , проинтегрировать по времени t за промежуток времени от О до некоторого момента Т, получим т т т U) неличины fJ(V),J4, о О о редставляют собой средние величины одынтегральных выражений, получаемьтх

5

в элементах усреднения по

Т 6

ср-((Пи Однако величина

I

(§)

с)

в случае равенства или кратности промежутка интегрирования периоду возбуждаемых колебаний равна нулю, а в случае негармонических колебаний при достаточно большом Т становится пренебрежимо малой. Вследствие этого эквивалентный коэффициент жесткости равен

. (5)ср

i V ICp

Реализация этого процесса получения d осуществляется элементами блока 25, 26, 28, 29 и 33, а на выходе элемента 33 получают сигнал, пропорциональный эквивалентному коэффициенту жесткости ot. Аналогичньм образом, умножая (1) на и применив те же соображения, получим эквивалентны коэффициент демпфирования

,т .

crt

(6)

54082

Реализация процесса получения fS осуществляется цепочкой элементов 23, 24, 27, 30, 31 и 32, а на выходе последнего получают сигнал, пропорциональный эквивалентному коэффициенту демпфирования ft,

Предлагаемое устройство расширяет функциональные возможности, так как позволяет определять как статическую,

10 так и динамическую жесткость контакта детали и круга, демпфирующие свойства этого контакта и расширяет область применения вследствие возможности использования различных режимов возбуждения (гармонических, негармонических, случайных). Кроме того, устройство повьппает точность определения характеристик контакта, так как резонансный режим определения динамическо

20 жесткости вследствие низкой добротности круга и нелинейности его свойст оказывается весьма нестабильным, а контакт ролика и круга в известном устройстве сам по себе обладает свойствами, отличными от контакта детали и круга} повышает оперативность получения информации за счет применения схемы регистрирукицего блока.

Изобретение позволяет ускорить

30 прог.есс испытаний при определении эксплуатационных характеристик абразивного круга.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АБРАЗИВНОГО КРУГА, содержащее корпус с оправкой для абразивного круга, элементы создания нагрузки на круг и блок управления и измерения колебаний с блоком регистрации, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, элементы создания нагрузки на круг выполнены в виде стола и основания, соединённого с корпусом через виброизолядионную прокладку, взаимодействующих между собой при помощи упругой и электродинамической связей, Г1ри этом в опоры оправки встроены датчики силы, а между столом и оправкой установлены датчики относительньйс смещений, выходы которых связаны с входом регистрирукицего блока, вьшолненного в виде двух разделительных и одного дифференцирующего элементов, двух умножителей, двух квадраторов, четырех элементов усреднения во времени, . двух делителей и табло, причем входы первого и второго разделительных элементов подключены к выходам соответственно датчиков силы и датчиков относительных смещений, выходы постоянных составляющих разделительных элементов - к входам табло, а выход переменной составляющей первого разделительного элемента подключен к входам двух умножителей,а выход переменной (Л составляющей второго разделительного элемента - к входай первого умножителя, первого квадраторй и дифференцирующего элемента, выход которого подключен к входам второго квадратора и второго умножителя, при этом выходы двух умножителей и двух квадр,аторов подключены к входам элементов усреднения во времени, а выходы элемейтов усреднения во времени подключены попарно к входам делителей, выходами соединенных с входами табло.

9 f Фиг.

1154082

видА