Пристрій для вимірювання складових зусилля різання

1. Пристрій для вимірювання складових зусиль різання, що містить різцетримач, з'єднаний з корпусом, і пружні тензоелементи для вимірювання вертикальної, горизонтальної і бокової складових, встановлені між корпусом, виконаним у вигляді циліндричного стакана, і співвісно з ним встановленим різцетримачем, який відрізняється тим, що різцетримач виконано у вигляді вала, один кінець якого призначений для розміщення в ньому хвостовика різця, а протилежний кінець вала з'єднано з корпусом за допомогою радіальноупорного підшипника і гайки, при цьому тензоелемент для вимірювання вертикальної складової встановлено співвісно з різцетримачем між внутрішнім торцем корпуса і торцем різцетримача. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що його оснащено напрямними стаканами, в яких співвісно з можливістю осьового переміщення встановлено тензоелементи, закріплені з можливістю знімання на додаткових валах, встановлених співвісно з ними і розташованих в циліндричних гайках, з торцями яких взаємодіють торці стопорних гайок. 3. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що поверхні різцетримача, які контактують з тензоелементами, виконано плоскими, при цьому контактуюча з поверхнею різцетримача поверхня одного з тензоелементів виконана циліндричною. ео Корисна модель відноситься до випробовувальної техніки і може бути використана переважно при проведенні досліджень по руйнуванню гірничих порід різанням. При таких випробуваннях зусилля різання розділяють із застосуванням спеціальних вимірювальних пристроїв на такі складові: Рувертикальна, Рх-бокова, Рг-горизонтальна. Найбільш поширене співвідношення між складовими такі: Py=Pz=5Px. Таким чином, величина Рх складає близько 20% величини Ру чи Pz. Відомий найбільш близький за технічною суттю пристрій для вимірювання складових зусилля різання, що містить різцетримач, з'єднаний з корпусом та пружні тензоелементи для вимірювання вертикальної, горизонтальної і бокової складових, що встановлені між корпусом, виконаним у вигляді циліндричного стакана і співвісно з ним встановленим різцетримачем, при цьому корпус і різцетримач виконані у вигляді циліндричних стаканів, основи котрих з'єднані між собою за допомогою кульового шарніру [див. авт. св. № 254164, МПК G011, опубл. 07/10/1969, бюлетень № 31 ]. Вимірювання складових в горизонтальній площині (P z і Рх) здійснюється тензоелементами, розташованими по обводу стаканів між стінками корпусу і різцетримача. Вимірювання вертикальної складової (Ру) здійснюється тензоелементами, які закріплюються між основами корпуса і різцетримача. Бокове Рх і горизонтальне Pz зусилля, що виникають в процесі різання, створюють обертальний момент відносно шарніру, який сприймається тензоелементами для вимірювання вертикальної складової, що призводить до спотворення як вершкальної складової, так і бокової та вертикальної складових. Недоліком описаного пристрою є взаємовплив складових зусиль різання, що перевищує 20% і порівняний по величині з боковою складовою Ру, внаслідок чого складно достовірно визначити величину складових зусилля різання, без чого немо 5Г 11407 жливо оптимізувати геометрію ріжучих елементів, визначити енергоємність процесу руйнування. В основу корисної моделі покладено завдання такого удосконалення пристрою для вимірювання складових зусилля різання, при якому за рахунок пропонованого виконання різцетримача, а також нового розташування елементів конструкції пристрою забезпечується значне зменшення взаємовпливу складових зусиль різання на результат вимірювань і, як наслідок, підвищується достовірність вимірювань. Для вирішення цього завдання у пристрої для вимірювання складових зусилля різання, що містить різцетримач, з'єднаний з корпусом і пружні тензоелементи для вимірювання вертикальної, горизонтальної і бокової складових, встановлені між корпусом, виконаним у вигляді циліндричного стакана і співвісно з ним встановленим різцетримачем, згідно корисної моделі, різцетримач виконаний у вигляді вала, один з кінців якого призначений для розташування хвостовика різця, а протилежний кінець вала з'єднаний з корпусом за допомогою радіально-упорного підшипника і гайки, при цьому тензоелемент для вимірювання вертикальної складової встановлено співвісно з різцетримачем між внутрішнім торцем корпуса і торцем різцетримача, оптимальним є, коли пристрій оснащено напрямними стаканами, в яких співвісно з можливістю осьового переміщення встановлено тензоелементи, закріплені з можливістю з'єму на додаткових валах, встановлених співвісно з ними і розташованих в циліндричних гайках, з торцями яких взаємодіють торці стопорних гайок, а поверхні різцетримача, які контактують з тензоелементами, виконано плоскими, при цьому контактуюча з поверхнею різцетримача поверхня одного з тензоелементів виконана циліндричною. Таке виконання різцетримача і його з'єднання з корпусом за допомогою радіально-упорного підшипника і гайки дозволяє валу із різцем вільно переміщуватися в осьовому напрямку під дією вертикальної складової Ру і відхилятися в будь якому напрямку у горизонтальній площині під дією бокової Рх і горизонтальної Pz складових зусилля різання. Ця відмінність створює умови для одночасного вимірювання складових зусилля різання і виключає їхній взаємовплив на результат вимірювань. На кресленнях проілюстровано пропонований пристрій для вимірювання складових зусилля різання, де на фіг. 1 показаний загальний вигляд пристрою, повздовжній розріз; на фіг.2 - переріз АА на фіг. 1. Різець 1 конусним хвостовиком 2 закріплений у різцетримачі 3, що виконаний у вигляді вала, протилежний кінець якого за допомогою гайки 5 і радіально-упорного підшипника 4 закріплений в корпусі б пристрою, який циліндричним хвостовиком 7 кріпиться в супорті токарно-карусельного верстату (на кресленнях не показаний), на якому моделюється процес різання гірничої породи. Крі плення різцетримача 3 в корпусі б з застосуванням радіально-упорного підшипника 4 дозволяє переміщуватися різцетримачеві 3 в осьовому напрямку і відхилятися в сторону на кут до 15". Вимірювання вертикальної складової Ру зусилля різання здійснюється тензоелементом 8, що закріплений на внутрішній поверхні торця корпусу б, при цьому зусилля Ру передається тензоелементу 8 торцевою поверхнею різцетримача 3, виконаного у вигляді вала. Для вимірювання горизонтальної складової Pz і бокової складової Рх зусиль різання слугують по два тензоелементи 8, розташовані на додаткових валах 9 в циліндричних гайках 10 для кожної складової. Всі чотири тензоелементи 8 розташовані в одній площині (див. фіг.2), по два в двох взаємно-перпендикулярних напрямках, при цьому варіанти кріплення їх в корпусі б аналогічні, в зв'язку з чим далі наводиться приклад кріплення одного тензоелемента 8. Тензоелемент 8 (фіг. 1) кріпиться з можливістю з'єму, наприклад гвинтами, до додаткового вала 9, встановленого співвісно з ним і який розташований в циліндричній гайці 10 і фіксується двома контргайками 11. Обертанням циліндричної гайки 10 в напрямному стакані 12 регулюється початкове зусилля притискання тензоелемента 8 до різцетримача 3, після чого циліндрична гайка 10 фіксується в напрямному стакані 12 стопорною гайкою 13, торець якої взаємодіє з торцем циліндричної гайки 10. З метою виключення можливості обертання різцетримача 3 (див. фіг.2) відносно осі пристрою, його контактні поверхні виконані плоскими, а контактна поверхня одного із тензоелементів 8, в даному випадку для реєстрації Pz, виконана у вигляді циліндра 14. Контактні поверхні решти тензоелементів 8 виконані у вигляді кулі. Пристрій працює так. В процесі руйнування різцем 1 гірничої породи виникає вертикальна складова зусилля Ру, під дією якої різець 7 з різцетримачем 3 переміщується в осьовому напрямку в межах пружних деформацій тензоелементу 8, який забезпечує вимірювання Ру. Під дією горизонтальної Р2 і боковой Рх складових зусилля різання різець 1 з різцетримачем З відхиляється від осі в межах пружних деформацій тензоелементів 8, які забезпечують вимірювання Pz І Рх. При цьому складові Pz і Рх діють в площині А-А нормальній до осі пристрою. Проекція складових Р2 і Рх на вісь корпуса (вісь дії Ру) дорівнює нулю, що свідчить про відсутність їх впливу на величину Ру. Проекція Ру на площину А-А, в якій діють складові Pz і Рх дорівнює нулю, що свідчить про відсутність впливу Ру на величину Pz і Рх. Таким чином, запропонована конструкція пристрою виключає взаємовплив складових зусиль різання і забезпечує високу точність їх вимірювання. 11407 Фіг. 1 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601