ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Приборы для измерения сил резания из "Резание металлов " В настоящее время наиболее распространен метод непосредственного измерения сил резания при помощи динамометров. Динамометры имеют три основные части датчики, воспринимающие нагрузку приемники, регистрирующие нагрузку органы связи, соединяющие датчики и приемники. [c.93] Применяемые методы измерения сил основаны на использовании упругих деформаций ряда тел (датчиков) под воздействием нагрузки и различных (механических, гидравлических, пневматических, магнитных и электрических) явлений при деформации датчиков. [c.93] К приборам, измеряющим силы резания, предъявляются следующие требования. [c.93] В настоящее время для научно-исследовательских работ в основном используют электрические и, в меньшей степени, гидравлические и механические динамометры. На фиг. 75 представлена конструкция трехкомпонентного гидравлического динамометра для токарного станка. Резец укрепляется болтом 3 на основании 1 каретки 2, поворачивающейся относительно опор О и Ох и перемещающейся на шарикоподшипниках вдоль оси резца эти перемещения должны быть ничтожно малы. Скоба 4 служит для установки резца на. уровне центров станка. В процессе резания касательная сила Р , действующая вертикально вниз, заставит подняться задний конец каретки 2, а также шток 5 с поршеньком 6, и давление жидкости в цилиндре 7 по трубке 8 будет передано манометру. Устройство, состоящее из поршенька и цилиндра с жидкостью, называют гидравлическим датчиком. Посредством таких же датчиков измеряются и другие составляющие силы резания и Ру Эти динамометры часто снабжаются самопишущими устройствами для автоматической записи кривых, фиксирующих изменение сил в процессе резания. [c.94] Гидравлические динамометры просты конструктивно и в эксплуатации, но имеют существенные недостатки — значительную инерционность и малую чувствительность. Поэтому в настоящее время все чаще применяют электрические динамометры, более точные, чувствительные, хотя и более сложные и дорогие. [c.94] При измерении сил резания практически используются следующие электрические динамометры пьезоэлектрический, емкостный, омического сопротивления, индуктивный, магнитный. [c.94] Емкостный метод. Построенные на основе этого метода конденсаторные динамометры отличаются простотой конструкции. Сила, действующая на конденсатор электрического контура, изменяет его емкость. Это изменение емкости преобразуется в изменение силы тока с помощью высокочастотного устройства. [c.97] На фиг. 78 представлены две формы конденсаторов — пластинчатого и цилиндрического. В первом случае изменяется расстояние 6 между пластинами, во втором — величина площадей 5. При измерении сил резания, когда требуется малое смещение инструмента. [c.97] Датчик с угольным сопротивлением. [c.98] И шлейфов можно одновременно регистрировать ряд явлений в процессе резания (силы, температуру, скорость, время работы и т. д.). Емкостные динамометры практически безынерционны. При достаточно большой жесткости датчика и его опор можно достигнуть весьма высокой собственной частоты колебаний (10 000 гг ). Существенным недостатком емкостных динамометров является сложность высокочастотного устройства, что затрудняет их обслуживание. [c.98] Метод омического сопротивления. Омическое сопротивление специальных проводников в контуре может быть изменено под воздействием силы, при этом степень изменения сопротивления может быть мерой действующих сил. Теоретически для этой цели пригодны все твердые упругие тела, а также жидкости и газы, которые не оказывают электрическому току бесконечно большого сопротивления (полупроводники). Например, угольный порошок и твердые угольные пластины при растяжении и сжатии изменяют свое сопротивление в широких пределах. Угольные пластины показывают хорошую повторяемость результатов, пока они под влиянием нагрузки испытывают лишь упругие деформации. [c.98] приложенные к резцу 1 (фиг. 82), закрепленному в резцедержателе 2. передаются упругим элементам, выполненным в виде полуколец, граненных снаружи. На гранях и внутренних цилиндрических поверхностях каждого элемента наклеены проволочные датчики. Например, сила Ру воспринимается датчиками 1 - 8 , при этом наружные датчики 1 ,, 2у, Ьу, 6 растягиваются, а внутренние датчики 3 , у, Ту, 8 сжимаются. [c.99] Сила создает изгибающий момент, в результате чего датчики верхнего пояса 1 , 3 , 5 , 7 растягиваются, а датчики нижнего пояса (2 , 42, 62, 8 ) сжимаются. Сила воспринимается датчиками 1 , 2 , 3 , 5 , 6х, 78 , наклеенными на наружных боковых сторонах. [c.99] Изменение силы тока под влиянием изменяющихся напряжений регистрируется миллиамперметром или осциллографом после предварительного значительного усиления с помощью усилителя. Во избежание взаимовлияния составляющих сил резания датчики включаются в мостовую схему строго определенным образом, как это показано на фиг. 83. [c.99] Прогиб от силы подачи Р воспринимается датчиком 10 через мембрану И и штифт 12. Резец закрепляется в гнезде люльки. болтами 13. [c.101] Динамометр питается переменным током, поэтому показания прибора искажаются при включении и выключении станков, работа-юш,их на переменном токе и расположенных рядом с прибором. Это обстоятельство трудно полностью устранить при помощи стабилизатора напряжения. Так же сильно искажаются показания прибора при вибрациях. [c.101] Выбор метода измерения. В настоящее время преимущественно используются электрические методы измерения. [c.102] Для сравнительной оценки различных электрических динамометров и облегчения их выбора приводится табл. 10. В таблице положительной оценке того или иного свойства соответствует знак (+), отрицательной — знак (—). Как видно из таблицы, последние Три метода имеют наибольшие преимущества. [c.102] Вернуться к основной статье