Изобретение отиосится к области измерительных устройств, применяемых при исследовании динамики процесса резания древесины вращающимися инструментами, и предназначено для измерения мгновенных значений касательной и радиальной сил резания непосредственно на зубе круглой пилы.
Известны устройства для исследования динамики процесса пиления древесины круглыми пилами, приспособленные для измерения сил резания на образце древесины и выполненные в виде однозубой пилы, зуб которой устанавливается на специальной измерительной головке. Чувствительным элементом такой головки являются упругие тензоцилиндры и т. д.
Такое устройство имеет ряд существенных недостатков: измерение на образце позволяет измерять не значение касательной и радиальной сил резания, а только горизонтальную и вертикальную проекцию их суммарного действия на образце, а указанные силы резания можно получить только путем расчета;
- учитывая демпфирующие свойства древесины образца, закрепленного на измерительной головке, через который производится передача усилия на чувствительные элементы преобразующего устройства головки, полученные измерительные сигналы сил резания могут значительно отличаться от фактически действующих в пропиле;
-масса образца древесю ы, закрепленного непосредственно на головке, оказывает влияние иа собственную частому упругой снстемы измерительной головки, что исключает возможность применения для опыта значительных размеров опытных образцов, что необходимо, например, при исследовании влияния на силы резания больших высот проиила;
-значительная сложность изготовления и отладки таких динамометрических головок.
Целью изобретения является обеспечение возможпости измерения фактических значений действующих на зуб касательной и радиальной сил резання.
Достигается это тем, что измерительная головка выполнена в виде сборного двузубого инструмента, рабочий и балансировочный зубья которого консольно закреплены между двумя боковыми дисками, причем на рабочий
зуб прикреплены тензодатчики двух отдельных измерительных мостов.
На фиг. 1 изображен сборный двухзубый пильный инструмент, несущий рабочий (динамометрический) и балансировочный зубья,
общий вид; на фиг. 2 - рабочий зуб с наклеенными на нем тензодатчиками, общий вид. зуба. Только один зуб является рабочим, а второй - выполняет роль уравновешивающего, т. е. балансировочного. Консольно закрепленный рабочий зуб в несущем основании сборного пильного инструмента работает по принципу упругой балки с нагрузкой на лезвие зуба от касательной и радиальной сил резания, нричем касательная сила резания приложена перпендикулярпо нейтральиой оси балки, а радиальная сила - вдоль оси балки. Наклееные тензодатчнки двух отдельных измерительных мостов сил резания в соответствующих зонах основания зуба преобразуют упругую деформацию тела зуба в электрические измерительпые сигналы разбаланса мостов. Измерительные мосты соединены с усилительной тензоста щией нри номощи нроводов, проложенных в отверстии пустотелого пильного вала и специального ртутного токосъемника. Тензостанция должна иметь высокую частоту несущего сигнала, на выходе которой включается осциллограф для регистрации сигналов на фотопленке. Рабочий зуб / и балансировочный зуб 2 КОНСОЛЬНО закреплены двумя несущими боковыми дисками 5 и при номощи болтов с гайками 5 и 6. Между боковыми дисками расположен распорный диск 7. Вся конструкция дополнительно крепится при помощи болтов с гайками 8, на которые одеваются распорные щайбы 9. Распорный диск и распорные щайбы должны обеспечивать параллельность боковых дисков и достаточное пространство для размещения вставных зубьев с паклееными на боковой новерхности рабочего зуба тензодатчиками. После тщательной балансировки и выверки сборный инструмент устанавливается на нильный вал 10 круглонильного станка как обычная пила ц крепится при помощи пильпых щайб 11, 12 и гайки 13. Чтобы не производить проковку боковых дисков сборного инструмента, на боковой внутренней поверхности каждого диска выфрезированы несквозные компенсирующие канавки М. Канавки расположены симметрично относительно центра диска по радиусам, проходящим между отверстиями для сборных болтов. Вставные зубья изготавливаются из полотна одной и той же круглой пилы, имеют одинаковую форму и размеры и отличаются лишь тем, что балансировочный зуб по лезвию сточен на 2-2,5 мм и не принимает участия в резании древесины, а поэтому не плющится и не затачивается. Рабочий зуб выполнен в виде ограниченного сектора, несущего на конце сам зуб. Для уменьшения массы сектора зуба симметрично оси сектора высверливается но два отверстия 15. Расположенные на оси два отверстия 16 предназначены для крепления зуба между боковыми дисками. В верхней части сектора между отверстиянаклеепы тензодатчики 17, 18, а с другой стороны сектора противоположно первым еще два датчика 19 и 20. Эти четыре датчика составляют половину измерительного моста радиальной силы резания. В нижние части сектора основания рабочего зуба, симметрично центральной оси сектора, наклеено еще четыре тензодатчика 21- 24 по два с каждой стороны сектора, входящие в измерительный мост касательной силы резания. Тензодатчики 17-20 включены по иолумостовой схеме с обоими активными плечами по два последовательно включенных датчика в каждом нлече полумоста. Тензодатчики 21-24 включены по такой же полумостовой схеме, по два датчика в каждом активном плече. Двухстороннее расположение датчиков на корпусе сектора зуба и наличие двух активных плечей полумоста обеспечивают полную компенсацию температуры и нечувствительность измерительных мостов к возможным боковым (аксиальным) отгибам зуба. Под действием на зуб касательной силы резания ироисходит разбаланс обеих измерительных мостов. Под действием радиальной силы резания, направленной вдоль оси сектора зуба, в зоне наклейки датчиков 21-24, т. е. измерительного полумоста касательной силы резания, ироисходит равномерное сжатие по всему сечению пластинки сектора, что не вызывает разбаланса этого моста. В зоне наклейки датчиков 17-20 полумоста измерепия радиальной силы резания возникает дополнительный момент, который увеличивает или уменьщает разбаланс измерительиого моста радиальной силы резания, так как радиальная сила является зиакоперемепной. При одновременном действии на лезвие зуба касательной и радиальной сил резания на выходе измерительных мостов возникает соответствующий разбаланс, причем па выходе .моста касательной силы - только от действия касательной силы, на выходе измерительного моста радиальной силы резания - суммарный разбаланс от действия обеих сил. Производя раздельное нагружение зуба в направлении действия той и другой силы при тарировке измерительных мостов, легко выделить из суммарной осциллограммы радиальную силу резания. Тарировка измерительпых мостов производится на рабочем месте приложением соответствующих нагрузок непосредственно к лезвию рабочего зуба. Предмет изобретения
тем, что, с целью обеспечения возможности измерения фактических значений действующих на зуб касательной и радиальной сил резания, измерительная головка выполнена в виде сборного двузубого инструмента, рабочпй и балансировочный зубья которого консольно закреплены между двумя боковыми дисками, причем на рабочий зуб прикреплены тензодатчики двух отдельных измерительных мостов.
О
Фиг. /
