Сверлильный динамометр Советский патент 1962 года по МПК G01L5/16 G01L1/04 

Известны сверлильные динамометры для измерения составляющих силы резания - крутящих моментов и осевых усилий, возникающих при сверлении, рассверливании, зенкеровании и других работах, выполняемых на сверлильных станках, содержащие основание и стол, связанные между собой упругими элементами в виде полуколец, пружин камертонного типа и цилиндрических сплошных и полых стержней с наклеенными на них проволочными датчиками омического сопротивления.

Описываемый динамометр отличается от известных тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения инерционности подвижной системы динамометра, в нем стол, основание и упругие элементы связаны между собой жестко, чем исключается отрицательное влияние внешнего трения на точность измерений. Упругие элементы выполнены в виде балок с жестко защемленными концами. Проволочные датчики омического сопротивления так размещены на упругих элементах и соединены в измерительные мосты, что определение величины составляющих силы резания производится путем замера деформаций изгиба упругих элементов.

На фиг. 1 приведены схема деформаций упругих элементов описываемого динамометра при измерении составляющих силы резания а и схема наклейки датчиков б. Размеры Ь, с, 1 и сопротивление R обоих датчиков, наклеенных на данный упругий элемент, должны быть одинаковы; на фиг. 2 - принципиальная схема динамометра и схема соединения проволочных датчиков в мосты; на фиг. 3 - сверлильный динамометр в разрезах.

Основание / динамометра закрепляется на столе сверлильного станка, а обрабатываемое изделие - на столе 2 динамометра. Упру№ 146551- 2 гие элементы 3, воспринимающие усилие подачи, одним своим концом жестко соединены при помощи призонных втулок 4 и болтов 5 и 6 с основанием 1, а другим концом - с кольцом 7 и нижними концами упругих элементов 8, воспринимающих крутящий момент. Для этого нижние концы упругих элементов 8 установлены с напряженной посадкой в соответствующие отверстия, предусмотренные в кольце 7 и упругих элементах 3. Фиксация положения упругих элементов 8 в кольце 7 и упругих элементах 3 достигается при помощи призонных штифтов 9 и болтов 10 со стопорными щайбами //. Верхние концы упругих элементов 8 жестко соединены со столом 2. С помощью призонных щтифтов 12, винтов 13 и заглущек 14 достигается фиксация положения верхних концов упругих элементов 8, установленных с напряженной посадкой в соответствующие отверстия стола. Упругие элементы с наклеенными на них датчиками и кольцо 7 закрыты кожухом, состоящим из двух тонкостенных цилиндров 15 и 16, каждый из которых выполнен из нескольких слоев тонкой стальной ленты, навитой и закрепленной винтами 17 на заплечиках стола 2 и основания / соответственно. Снизу внутренняя полость динамометра закрыта крышкой 18. Сквозь изоляционные втулки 19 выводятся соединительные концы плеч измерительных мостов. Посредине стола установлена каленая тарировочная подушка 20 с конической выточкой, служащей для центровки динамометра на столе сверлильного станка и приложения тарировочного осевого усилия.

Деформация растяжения и сжатия поверхностных слоев упругих элементов передается проволочным датчикам, наклеенным на них. На растянутой стороне упругого элемента сопротивление датчика увеличивается, на сжатой - уменьшается. Датчики, наклеенные на растягиваемые стороны упругих элементов, предназначенных для измерения данной составляющей силы резания, соединяются последовательно и представляют собой одно плечо моста. Датчики, наклеенные на сжимаемые стороны упругих элементов, также соединенные последовательно, включаются в качестве плеча моста, смежного с первым. Два других плеча измерительного моста Ry в зависимости от схемы применяемого при измерениях усилителя могут быть либо встроены в усилитель, либо собраны из таких же датчиков, причем последние удобно и целесообразно наклеивать на верхнюю (для моста момента) и нижнюю (для моста осевого усилия) поверхность кольца 7.

Взаимное влияние составляющих силы резания проявляется главным образом в сжатии упругих элементов. Под воздействием крутящего момента сжимаются упругие элементы 3, а усилие подачи сжимает упругие элементы 8. Такое взаимное влияние исключается электрическим путем: при сжатии упругого элемента оба, датчика, наклеенные на него, изменяют свое сопротивление на одну и ту же величину, а так как эти датчики включены в смежные плечи измерительного моста, электрическое равновесие последнего не нарушается. Поворот стола динамометра вокруг своей оси под действием крутящего момента, помимо изгиба, приводит к скручиванию упругих элементов 8, а тем самым и к изгибу упругих элементов 5 в плоскости их большей жесткости. Благодаря тому, что датчики элементов 5 располагаются по нейтральной оси при их изгибе на ребро, а датчики элементов 8 - вдоль и близко к нейтральной оси при их кручении, то ни те, ни другие датчики не будут реагировать на дополнительные деформации, так как сопротивление каждого из них при этом изменяться не будет: одна половина датчика окажется в зоне малых напряжений растяжения, а другая в зоне таких же по величине напряжений сжатия.

Предмет изобретения

Сверлильный динамометр для измерения составляющих силы резания - крутящих моментов и осевых усилий, возникающих при сверлении, рассверливании, зенкеровании и других работах, выполняемых на сверлильных станках, содержащий основание и стол, связанные между собой системой упругих элементов с наклеенными на них проволочными датчиками омического сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения инерционности подвижных частей, а также исключения влияния трения на точность измерений, в нем стол и основание жестко связаны системой упругих элементов, а проволочные датчики омического сопротивления так размещены на упругих элементах и соединены в измерительные мосты, что регистрация составляющих силы резания производится путем измерения величин деформаций изгиба упругих элементов и исключение взаимного влияния составляющих силы резания производится электрическим путем.

я

С