Устройство для измерения усилия сопротивления резанию упруго-вязкого материала Советский патент 1980 года по МПК G01L1/22 

1

Изобретение относится к области текстиль ной и легкой .промышленности и предназначено для определения усилия сопротивления резанию упруго-вязких материалов с целью решения практических задач по совершенствованию процесса резания текстильных материалов лезвием.

Известны устройства для исследования процесса резания упруго-вязких материалов, а именно маятниковые и ротационные копры, использующие кинетическую энергию маятника с установленным на нем режущим элементом или же энергию вращающегося на валу электродвигателя маховика с укрепленным ножом 1 .

Наиболее близким к изобретению является универсальный копердинамограф, содержащий смонтированный на оси маятник с : крепленным на его нижнем конце режущим элементом, а на верхней его части - грузом. Усилие резания измеряется взаимодействием режущего элемента со штоком динамографа через разрезаемый материал, закрепленный неподвижно и помещенный в камеру держав

ки копра. Давление ножа передается через слои материала пружинам, сжатие которых фиксируется на циферблате. Запись процесса происходит на вращающемся барабане 2.

Недостатками его являются низкая/чувствительность устройства вследствие применения пружин, воспринимающих измеряемые усилия, значительные инерционные нагрузки из-за возрастания массы .маятника при увеличении линейной скорости резания (скорости перемеще10ния режущего элемента относительно разрезаемого материала), что определяет верхний предел скорости процесса резания - 25 м/с. Существующая технология изготовления применяемых в динамографе пружин не гаранти15рует одинаковые их характеристики. Это приводит к дополнительным погрешностям при измерении, а также требует тщательной тарировки пружин динамографа.

Целью изобретения является повышение

20 чувствительности.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено упругой П-образной скобой, жестко связанной с зажимами и демпфером, а силоизмеритель выполнен в виде двухопорной текзометр1 1ческой балки, закрепленной на перекладине скобы и связанной средней частью с указанной перекладиной через демпфер, при этом устройство установлено на ножевых опоpax неподвижного основания с возможностью перемещения по оси, параллельной боковым сторонам скобы.

На чертеже изображена схема устройства для определения усилия сопротивления резанию упруго-вязкого материала.

Предлагаемое устройство включает измерительную систему 1, выполненную в виде набора измерительных балочек 2 с наклеенным . тензорезистором 3, воспринимающим измеряемое усилие через демпфер 4, состоящий из пружины 5 и поршня 6 и включенным последовательно в цепь с усилителем и осциллографом, питающимися от электросети (на чертеже не показаны), и закрепленную на скобе 7, ус1ановленной с возможностью перемещения относительно точек падвеса 0. Разрезаемый материал расположен в зажимах 8 с противоположной стороны относительно измерительных балочек перед режущим элементом 9, например дисковым ножом, с возможностью создания заданной величины натяжения материала, в зависимости например, от рода волокна, оттарированными пружинами 10 посредством винтов 11. Устройство работает следующим образом.

Усилие сопротивления резанию упруго-вязкого материала, возникающее в результате взаимодействия режущего элемента, например дискового ножа, с материалом, установленным в зажимах 8 с возможностью создания заданной величины натяжения материала оттарированными пружинами 10 посредством винтов 11, воспринимается порщнем 6 и через пружину 5 демпфера 4 передается на тензорезистор 3, наклеенный на набор измерительных балочек 2 измерительной системы 1, закрепленной на скобе 7, имеющей возможность перемещения относительно точек подвеса 0. Сигн;ш с тензорезистора усиливается усилителем и записывается на светочувствительный материал, электронШ)1м осциллографом.

Величина измеряемого усилия Р прямо пропорционшьна величине деформации набора измерительных балочек и величине отклонения зайчика гальванометра осциллографа и определяется в результате обработки осциллограммы процесса по тарировочному графику набора измерительных балочек. Чувствительность измерительной системы регулируется подбором момента сопротивления балочек или изменение их количества в наборе. Это исключает зависимость чувствительности измерительной системы устройства от скорости протекания процесса резания упруго-вязкого материала. Использование осциллографа в качестве регистрирующего прибора позволяет вести запись процесса во времени, что предусмотрено конструкцией прибора. В результате помимо силы сопротивления резанию из осциллограммы могут быть определены такие важнейшие технологические показатели процесса резания, как работа резания, скорость внедрения режущего элемента в разрезаемый материал и др.

Формула изобретения

Устройство для определения усилия сопротиления резанию упруго-вязкого материала, содержащее зажимы для закрепления исследуемого материала и силоизмеритель, отличющееся тем, что, с целью повьтшения чувствительности устройства, оно снабжено зттругой П-образкой скобой, жестко связанной с зажимами и демпфером, а силоизмеритель выполнен в виде двухопорной тензометрической балки, закрепленной на перекладине скобы, и связанной средней частью с указанной перекладиной через демпфер, при этом устройство, установлено на ножевых опорах неподвижного основания с возможностью перемещения по оси, параллельной боковым сторонам скобы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ивашко А. А. Вопросы теории резания органических материалов лезвием. Тракторы и сельхозмашины, 1958, N 2, с. 34-37.

2.Резник Н. Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. М., 1975, с. 44-47 и 51-52 (прототип).