Тензометричний токарний динамометр

Реферат: Тензометричний токарний динамометр складається з корпусу та опори, в якій кріпиться різець. Для підвищення точності вимірювання пристрій має навантажувальний механізм, з'єднаний з корпусом через кульки, які мінімізують тертя при русі цього механізму, що виконаний із можливістю вільно переміщуватись за трьома координатами та з можливістю деформації пластинок, на яких напаяні тензометричні датчики, дві з яких прикріплені до стояків, а одна - до передньої частини корпусу. UA 108125 C2 (12) UA 108125 C2 UA 108125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема до пристроїв силовимірювальної техніки, і може бути використаний для визначення силових навантажень та вибору оптимального кута заточки робочої частини інструменту, оптимального режиму обробки. Відомий пристрій для вимірювання температури і зусиль у зоні різання, який складається з корпусу із закріпленим різальним інструментом та вбудованою термопарою, електричноз'єднаними відвідними проводами, а хвостовик корпусу має можливість взаємодії з динамометром [Патент України 5597, Кл. 7 G01K 1/02, 2005 p.]. Недоліком пристрою є неможливість проведення заміру сил різання по трьох координатах і те, що не здійснюється автоматизована фіксація показів. Найбільш близьке за технічною суттю до запропонованого винаходу спеціальне пристосування для вимірювання сил різання при токарній обробці, яке складається з корпусу, в який встановлено рухому кулясту муфту, в якій закріплюється різець та опори. На кожній з граней опори закріплено оптоволоконний провідник, який є плечем інтерферометра. Провідники закріплені на гранях і вимірюють силу за однією з координат шляхом проходження променя світла через деформований провідник. Вимірювання проводиться за трьома координатами трьома парами провідників [Патент України 64256, Кл. В23В 25/00, 2011 р.]. Недоліком цього пристосування є складність налагодження пристрою, імовірність недостатньо точного відображення показів із-за можливості заломлення світлового потоку та трудомісткість розрахункових операцій. В основу винаходу поставлено задачу в пристосуванні для вимірювання сил різання при токарній обробці шляхом вдосконаленням його конструкції, отримати новий технічний результат, який полягає у підвищенні точності вимірювання пристроєм, можливості отримання миттєвого фіксованого результату без теоретичних розрахунків. Поставлена задача вирішується наступним чином: у тензометричному токарному динамометрі, що складається з корпусу та опори, в якій кріпиться різець, відповідно до запропонованого винаходу пристрій має навантажувальний механізм, з'єднаний з корпусом через кульки, які мінімізують тертя при русі цього механізму, виконаного із можливістю вільно переміщуватись за трьома координатами та з можливістю деформації пластинок, на яких напаяні тензометричні датчики, дві з яких прикріплені до стояків, а одна - до передньої частини корпусу. Суть винаходу пояснюється схемами, де: На фіг. 1 зображена схема пристрою, вид зверху. На фіг. 2 зображена схема пристрою, поздовжній переріз. На фіг. 3 зображена схема пристрою, поперечний переріз. У тензометричному токарному динамометрі до корпусу 1 зварюванням приєднані стояки 2. Корпус 1 містить також три пружні елементи у вигляді пластинок 3 з напаяними тензометричними датчиками, дві з яких прикріплені до стояків 2, а третя пластинка 3 прикріплена до передньої частини корпусу 1. Навантажувальний механізм, який виконує функцію опори, через різцетримач 4 з'єднаний з корпусом 1 за допомогою кульок 5, які слугують шарнірами, що мінімізують тертя при русі механізму, який має здатність вільно переміщуватись за трьома координатами з можливістю деформації пластинок 3. Вимірювання радіальної складової сили різання здійснюється від різцетримача 4 через гвинт 6 з кулькою 7 шляхом деформування пластинки 3, на якій напаяні тензометричні датчики. Для передачі вертикальної та осьової сили різання застосований такий же метод. Зазори між кульками 7 та пластинками 3 регулюються шляхом загвинчування або вигвинчування гвинта 6. Між корпусом 1 та кришкою 8 розташовані втулки 9, які забезпечують належну відстань між кришкою 8 та корпусом 1. З'єднання кришки 8 та корпусу 1 забезпечується трьома болтами 10. Різець 11 в різцетримачі 4 закріплюється у спеціальному отворі 12 двома болтами 13. Закріплення динамометра на верстаті здійснюється за допомогою отворів 14. Монтаж пристрою на верстат відбувається шляхом знімання різцетримача та встановлення динамометра на йогомісце. Пристрій працює наступним чином. При обробці деталі різець 11 разом із різцетримачем 4 на кульках 5 повертається на невеликий кут і тим самим тисне через гвинт 6 з кулькою 7 на пластинку 3 з напаяними тензометричними датчиками, деформуючи його разом із тензометричними датчиками. Вимірювання відбувається наступним чином: на пластинці 3 з обох сторін наклеєні два тензометричні датчики, що з'єднані за півмостовою схемою. При деформуванні пластинок 3 один датчик сприймає навантаження на стиск, інший - на розтяг. При згині датчика комп'ютер, до якого приєднані датчики, через аналогово-цифровий перетворювач за допомогою спеціально розробленої програми сприймає зміну опору з обох датчиків та визначає середнє значення їх показів. Пластинки 3 попередньо протаровані відповідно до сили, яку вони будуть сприймати. 1 UA 108125 C2 5 При роботі час, протягом якого відбувається фіксація, градуюється від 30 секунд до 20 хвилин. Частота, з якою програма записує покази, від 0,5 секунди. По завершенні зняття замірів на екран виводиться число вимірів, яке було вибране користувачем та середнє арифметичне сили різання по кожній з координат. Процес вимірювання сили, зняття та фіксації показів повністю автоматизований. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Тензометричний токарний динамометр, що складається з корпусу та опори, в якій кріпиться різець, який відрізняється тим, що пристрій має навантажувальний механізм, з'єднаний з корпусом через кульки, які мінімізують тертя при русі цього механізму, що виконаний із можливістю вільно переміщуватись за трьома координатами та з можливістю деформації пластинок, на яких напаяні тензометричні датчики, дві з яких прикріплені до стояків, а одна - до передньої частини корпусу. 2 UA 108125 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3