CS206183B1

CS206183B1 - Tensometric metering device

Info

Publication number: CS206183B1
Application number: CS241779A
Authority: CS
Inventors: Bohumir Nemec; Frantisek Sterba
Original assignee: Bohumir Nemec; Frantisek Sterba
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1981-06-30

Description

Vynález se týká tenzometrického měřicího zařízeni pro měřeni třecího momentu pohybového, zejména kuličkového šroubu s matici, upnutého ve vodorovné poloze mezi hroty vřetena a koníku a uváděného unášečem vřetena do pomalého rotačního pohybu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a strain gauge measuring device for measuring the frictional moment of a movement, in particular a ball screw with a nut, clamped in a horizontal position between the spindle tips and the tailstock and driven by the spindle carrier into slow rotation.

Přesné obráběči stroje; především stroje vybavené čističovým řízením jsou vybavovány kuličkovými šrouby, které umožňuji opakované přesné najížděni zejména pracovních vřeten na stanovenou souřadnici.Precision machine tools; in particular machines equipped with a cleaner control are equipped with ball screws, which allow repeated precise approach of working spindles to the specified coordinate.

Přesnost kuličkového šroubu závisí na přesnosti výroby, na vymezeni vůle mezi matici a šroubem a na sníženi pružné deformace. V praxi se požadovaný účinek dosahuje použitím dvojice předepnutých matic a to za cenu úbytku účinnosti a zvětšeni třecího momentu. Proto se voli předpětí jen v nezbytně nutné hodnotě a kontroluje se třeci moment soustavy šroub - matice.The accuracy of the ball screw depends on the manufacturing accuracy, the clearance between the nut and the screw, and the reduction of the elastic deformation. In practice, the desired effect is achieved by using a pair of preloaded nuts at the expense of efficiency loss and increased frictional moment. Therefore, the preload is only selected at the necessary value and the friction moment of the bolt-nut system is checked.

Třeci moment by bylo možné stanovit i výpočtem, ale výsledek by byl nepřesný. Do výpočtu není možné zahrnout hodnoty, které vznikají v důsledku geometrické nepřesnosti, méně přesné montáže a pod. Proto je nutné třeci moment každého pohybového šroubu měřit.The friction moment could also be calculated, but the result would be inaccurate. It is not possible to include values resulting from geometric inaccuracy, less accurate assembly, etc. into the calculation. Therefore, the frictional moment of each movement screw must be measured.

Známá měřici zařízeni na měřeni třecího momentu v soustavě šroub - matice u kuličkového šroubu sestávají z lože, na kterém je uloženo vřeteno a koník. Měřený šroub je upnut ve vodorovné poloze v hrotech mezi vřetenem a koníkem a je naháněn unášečem do pomalých otáček. Na matici měřeného šroubu je nasazena vyvážená dvouramenná páka, která má na straně, jež je třecím momentem zvedána, zavěšenu misku pro ukládáni závaží. Při měřeni se šroub otáči, přičemž se matice, sevřená v dělené dvouramenné páce posouvá po šroubu a obsluha vyvažuje třeci moment momentem závaží.Known measuring devices for measuring the frictional moment in the screw-nut system of the ball screw consist of a bed on which the spindle and the tailstock are mounted. The measured screw is clamped horizontally in the tips between the spindle and the tailstock and is driven by the carrier to slow speed. A balanced two-arm lever is mounted on the nut of the measured bolt and has a weight storage tray suspended on the side which is lifted by the frictional moment. During the measurement, the screw is rotated, the nut clamped in the split two-arm lever is moved along the screw and the operator balances the frictional moment by the weight of the weight.

Nevýhodou popsaného měřicího zařízeni a způsobu jeho užiti je především malá přesnost měřeni, především proto, že při otáčeni nelze zajistit zcela klidný chod šroubu aThe disadvantage of the described measuring device and the method of its use is, in particular, the low accuracy of the measurement, especially since the rotation of the screw cannot be ensured completely smoothly and

206 183206 183

208 183 nepřesnosti chodu se odrážejí v pohybu dvouramenná páky. Kromě toho neni možné provádět záznam průběhu třecího momentu po celá dálce šroubu.208 183 running inaccuracies are reflected in the movement of the two-arm lever. In addition, it is not possible to record the course of the frictional moment over the entire distance of the screw.

Přesnější zařízeni pro měřeni třecího momentu kuličkových šroubů používají tenzometry. Dosud užívaná tenzometrická měřici zařízeni jsou v podstatě konstrukčně shodná jaké měřici zařízeni uvedená výše. Pouze dvouramenná páka je nahrazena jednoramennou pákou, upevněnou jedním koncem na matici měřeného šroubu, zatímco druhý konec drží pracovník v ruce.More accurate devices for measuring the frictional moment of ball screws use strain gauges. The strain gauge gauges used hitherto are substantially structurally identical to the gauges mentioned above. Only the two-arm lever is replaced by a single-arm lever, fastened by one end to the nut of the bolt to be measured, while the other end is held by the operator in his hand.

Páka je dimenzována tak. aby třecí moment, vznikající mezi šroubem a matici způsobil její dostatečnou deformaci, která je snímána v páce zabudovanými tenzometry. Vývody tenzometrů jsou volně vedeny do měřicího a vyhodnocovacího přístroje. Měřená hodnoty sleduje obsluhující pracovník na stupnici nebo se provádí záznam zapisovacím přistrojeni.The lever is dimensioned accordingly. that the frictional moment occurring between the bolt and the nut causes its sufficient deformation, which is sensed in the lever by built-in strain gauges. The strain gauge terminals are routed freely to the measuring and evaluation device. The measured values are monitored by the operator on the scale or the recording device is recorded.

Popsaná tenzometrická měřici zařízeni mají velkou nevýhodu, která spočívá v ruční manipulaci s měřici pákou, což má často za následek rozváženi mostu, popřípadě i poškozeni tenzometrů. Kromě toho volná vývody tenzometrů a spoje s měřici aparaturou překážeji při prováděni měřeni a může snadno dojit k jejich poškozeni.The described strain gauge measuring devices have a great disadvantage, which consists in the manual manipulation of the measuring lever, which often results in the bridge being weighed out, possibly even damage to the strain gauges. In addition, loose strain gauge terminals and connections to the measuring apparatus interfere with the measurement and may easily damage them.

Výše uvedená nedostatky odstraňuje tenzometrická měřici zařízeni podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno měřicím suportem, uloženým na vedeni, upraveném na loži měřicího stroje, napojeným na posuvovou skříň a opatřeným tenzometrickou konzolou, s dvěma nosníky, z nichž každý nese dva tenzometry uspořádané symetricky ,na jeho dvou protilehlých stranách a zapojené do úplného mostu, napojeného na neznázorněné Indikační zařízeni, přičemž na volných koncích nosníků je svými čepy uložena otočná tyč, která je ve styku s vodícími kladkami přenosového ramene uloženého na matici měřeného pohybového šroubu. Přenosové rameno je opatřeno výklopnou čelisti a výkyvné uloženým uzamykaclm šroubem, na jehož volném konci je upravena vložka opatřená stavitelnou pružinou a předpinaci matici.The aforementioned drawbacks are eliminated by the strain gauge measuring devices according to the invention, which consists of a measuring support mounted on a guide provided on a measuring machine bed, connected to a sliding box and equipped with a strain gauge bracket, with two beams each carrying two strain gauges arranged symmetrically on its two opposite sides and connected to a complete bridge connected to a display device (not shown). The transmission arm is provided with a hinged jaw and a pivoted locking screw, the free end of which is provided with an insert provided with an adjustable spring and a preloading nut.

Příkladné provedeni tenzometrického měřicího zařízeni podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je celková sestava měřicího stroje s tenzometrickém měřicím zařize-nim, obr. 2, přebs-tavuje tenzometrická měřici zařízeni v bokorysném pohledu a obr. 3 v půdorysnám pohledu.An exemplary embodiment of a strain gauge measuring device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the complete assembly of a strain gauge with strain gauge measuring device, Fig. 2, illustrates the strain gauge measuring device in side view and Fig. perspective.

Na loži 1_ je uložen pevný vřeteník £ a posuvová skříň 3,. V horní části lože JL je uspořádáno vedeni £, na kterém je posuvně uložen koník 6_ a měřici suport 5_, jehož posuv je zabezpečován vodicím šroubem 7 naháněným z posuvové skříně 3.A fixed headstock 8 and a sliding box 3 are mounted on the bed. In the upper part of the bed 11 there is a guide 6 on which the tailstock 6 and the measuring support 5 are displaceably supported, the feed of which is provided by a guide screw 7 driven from the feed box 3.

Měřený šroub 11 s matici 10 je upínán mezi hrot £ koníku 6 a hrot 8 vřeteníku 2_. otáčivý pohyb měřeného šroubu je zabezpečován unášeclm zařízením 14 vřeteníku 2.The measured screw 11 with the nut 10 is clamped between the tip 6 of the tailstock 6 and the tip 8 of the headstock 2. rotary movement of the measured bolt is ensured by the driver 14 of the headstock 2.

Na matici 10 měřeného šroubu 11 je otočně uloženo přenosové rameno 12 opatřené výklopnou čelisti 23. uzamykatelnou výklopným uzamykaclm šroubem 20, který je opatřen vlož-: kou 18. v niž je uložena pojistná pružina 25. opírající se o stavitelnou matici 27. umístěnou na volném kond uzamykadho šroubu 20 a předeplnanou napínací matici 26. Volný konec přenosového ramene 12 je opatřen vodícími kladkami 13. kterými je veden po otočné tyči 15 tenzometrické konzoly 16. která je pevně spojena s měřicím suportem 5.. řepy 17 otočné tyče 15 jsou výkyvné uloženy pomoci hrotů 19 na dvou nosnicích 21 stálé pevnosti, vetknutých do tenzometrické konzoly 16. Každý z nosníků 21 nese dvojici tenzometrů 24, které jsou uspořádány symetricky na jeho dvou protilehlých stranách a jsou zapojeny do úplného mostu, napojeného vodiči 28 na neznázorněné Indikační zařízeni např. na měřici a zapisovací apa-\ raturu.The transmission arm 12 is rotatably mounted on the nut 10 of the bolt 11 to be measured, which is provided with a hinged jaw 23. a lockable hinged locking screw 20 is provided with an insert 18 in which a retaining spring 25 is supported. the free end of the transmission arm 12 is provided with guide rollers 13 which are guided along the rotary rod 15 of the strain gauge bracket 16 which is rigidly connected to the measuring slide 5. The rotary rods 15 of the rotary rod 15 are pivotably mounted by means of spikes 19 on two permanent strength beams 21 fixed in the strain gauge bracket 16. Each of the beams 21 carries a pair of strain gauges 24, which are arranged symmetrically on its two opposite sides and are connected to a complete bridge connected by conductor 28 to a not shown. on the measuring and recording apparatus.

Měřený šroub 11 s matici 10 se upne mezi hrot 8. vřeteníku 2. a hrot £ koníku 6. a pomoci unášedho zařízeni 14 se spoji s vřeteníkem 2. Pojistná pružina 25 se pomoci staví- ; telná matice 27 předepne tak, aby se přenosové rameno 12 při překročeni měřeného třecího momentu nad stanovenou pojistnou hodnotu protočilo na matici 10 měřeného šroubu 11. Výklopné čelist 23 spolu s výkyvné uloženým uzamykaclm šroubem 20 umožňuji snadné nasazeni přenosového ramene 12 na matici 10.The measured screw 11 with the nut 10 is clamped between the headstock 8 of the headstock 2 and the tip 6 of the tailstock 6 and by means of a device 14 with connections to the headstock 2. The lock nut 27 is preloaded so that the transmission arm 12 is rotated on the nut 10 of the measured bolt 11 when the measured frictional torque is exceeded above the set safety value.

Během měřici operace se měřený šroub 11 otáčí a vznikající třecí moment se přenáší na matici 10 a odtud přes přenosové rameno 12 na otočnou tyč 15. Vodici kladky 13 na volném kond přenosového ramene 12 a otočná tyč 15 zajišlujl přenos sily s minimálním třením.During the measurement operation, the screw 11 to be measured is rotated and the frictional moment is transmitted to the nut 10 and from there through the transmission arm 12 to the rotating bar 15. The guide pulleys 13 on the free cond of the transmission arm 12 and the rotating bar 15 provide force transmission with minimal friction.

206 183206 183

Současné umožňuji přenos mikropohybů odvalen, kdy odval přenosového ramene 12 po otočné tyči 15 kompenzuje úchylky stoupáni měřeného šroubu 11. ale i úchylky stoupáni vodiciho šroubu 7. měřicího stroje.Simultaneously, the transfer of micro-movements of rollers is possible, where the roll of the transfer arm 12 on the rotating rod 15 compensates the pitch deviations of the measured screw 11, but also the pitch deviations of the lead screw 7 of the measuring machine.

Umístěni tenzometrú 24 proti sobě v každém z obou nosníků 21 a jejich zapojeni do úplného mostu zajištuje snimání sily, vyvozené třecím momentem v libovolném mistě otočné tyče 15 tělesa 16 tenzometrické konzoly. Při měřeni krátkých šroubů lze využit pouze otáčeni měřeného šroubu 11 bez posuvu měřiciho suportu 5_.Placing the strain gauges 24 against each other in each of the two beams 21 and engaging them in a complete bridge provides sensing of the force exerted by the frictional moment in any position of the rotating rod 15 of the strain gauge bracket body 16. When measuring short screws, only the rotation of the measured screw 11 can be used without moving the measuring slide 5.

Celkové provedeni a zejména umístěni tenzometrú 24 na pevná tělesa tenzometrických konzol zabezpečuje tenzometry 24 proti poškozeni při manipulaci. Tim se zvyšuje životnost celého zařízeni a udržuje se přesnost měřeni.The overall design, and in particular the placement of the strain gauges 24 on the solid bodies of the strain gauges, provides strain gauges 24 against damage during handling. This increases the lifetime of the entire device and maintains measurement accuracy.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Tensometric measuring device for measuring the frictional moment of a movement, in particular a ball screw with a nut, clamped in a horizontal position between the spindle and tailstock tips and brought by the spindle carrier into a slow rotational movement, characterized in that it consists of a measuring slide (5) a guide (4) provided on the bed (1) of the measuring machine connected to the displacement housing (3) and provided with a strain gauge bracket (16) with two beams (21), two strain gauges (24) arranged symmetrically on each beam (21) on its two opposite sides and connected to a complete bridge connected to the indicating device, the free ends of the beams (21) having their pivots (17) bearing a pivot bar (15) in contact with the guide rollers (13) of the transmission arm (12). (placed on the nut (10) of the measured movement screw (11)).

Strain gauge device according to claim 1, characterized in that the transmission arm (12) is provided with: a tilting friction (23-) and a pivotably-locked locking screw (2-0), on whose free end an insert is provided (18) provided with an adjustable spring (25) and a biasing nut (26).