CZ303189B6 - Snímac sil a zpusob snímání sil v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem - Google Patents
Snímac sil a zpusob snímání sil v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303189B6 CZ303189B6 CZ20110082A CZ201182A CZ303189B6 CZ 303189 B6 CZ303189 B6 CZ 303189B6 CZ 20110082 A CZ20110082 A CZ 20110082A CZ 201182 A CZ201182 A CZ 201182A CZ 303189 B6 CZ303189 B6 CZ 303189B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- liquid jet
- sample carrier
- deformation
- force
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
Snímac v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem je sestaven ze základního rámu (7), na kterém jsou pevne prichyceny minimálne tri deformacní cleny (3) tenzometrických snímacu (10), a to tak, aby snímaly sílu ve smerech os x, y, a z, z nichž jedna má smer od vzorku do podstavy základního rámu (7). Každý z tenzometrických snímacu (10) je pripojen k zesilovaci (4) elektrického signálu. Každý tenzometrický snímac (10) a každý zesilovac (4) elektrického signálu je z duvodu ochrany proti proudicí kapaline s abrazivními cásticemi zalit ochrannou hmotou. Do základního rámu (7) je vložen minimálne jeden nosic vzorku (6), který se dotýká všech trnu (2) deformacních clenu (3) tenzometrických snímacu (10). V podstave základního rámu (7) i v podstave nosice vzorku (6) je umísten otvor tak, aby pri rezání nedošlo k poškození základního rámu (7) nebo nosice vzorku (6). Do prostoru pod kryty (5) je priváden prívody (9) tlakový vzduch, umožnující vytlacovat kapalinu a abrazivní cástice z prostoru pod jednotlivými kryty (5). Zpusob provedení snímání sil v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem je proveden tak, že do nosice vzorku (6) je umísten vzorek (1) a následne je nosic vzorku (6) vložen do základního rámu (7). Trny (2) deformacních clenu (3) jsou nastaveny tak, aby se dotýkaly príslušných ploch nosice vzorku (6). Vzorek (1) je vystaven pusobení kapalinového nebo abrazivního kapalinového paprsku, který zpusobuje porušení vzorku (1). Behem tohoto procesu vznikají síly, které se pomocí trnu (2) prenášejí na deformacní cleny (3) tenzometrických snímacu (10). Zmena elektrického odporu tenzometrického snímace (10) je pomocí
Description
Snímač sil a způsob snímání sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem
Oblast techniky
Řešení se týká snímače sil a snímání a měření statických a dynamických silových účinků v průběhu dělení materiálů vysokorychlostním paprskem z makroskopického hlediska.
io
Dosavadní stav techniky
Snímač síly je převodník převádějící sílu, jež na něj působí, na analogový elektrický signál. Tohoto převodu se dosahuje pomocí fyzikální deformace tenzometrů spojených s deformačním tělesem snímače a propojených do Wheatstoneova můstku. Existuje mnoho různých snímačů síly, nejrozšířenější jsou tenzometrické snímače. Konstrukčně lze snímače síly rozlišovat dle typu výstupního signálu (pneumatický, hydraulický, elektrický) nebo dle způsobu detekce (ohyb, smyk, přítlak, tah atd.). Nejrozšířenější jsou tenzometrické snímače, které převádějí působící sílu na elektrické signály. Samotné tenzometry jsou nalepeny na nosník nebo deformační část sníma20 če. Ve většině případů se používají čtyři tenzometry, Čímž se dociluje maximální citlivost i teplotní kompenzace. Dva tenzometry jsou použity pro tah a dva pro stlačení a jsou zapojeny s kompenzačním nastavením. Když tíha působí, povrchové napětí způsobuje úměrnou změnu elektrického odporu tenzometru. Poněvadž tenzometry jsou nadále vyráběny s vyšší přesností při klesající ceně, ztrácejí jiné typy snímačů síly svůj význam.
Silové snímače se obvykle prodávají pro jednoosé zatížení tlakem nebo tahem, eventuálně krutém. Katalogy renomovaných firem, např. HBM, Vishay, nenabízejí víceosé silové snímače. Podobně nejsou uváděny ani silové snímače variabilního tvaru, které by umožnily přizpůsobit tvar snímače konstrukci nebo nárokům na počet měřených veličin, nebo tvarem snímače regulo30 vat jeho citlivost.
V současné době jsou vyráběny siloměmé snímače, které nemají odolnost při technologii řezání materiálů vysokorychlostním kapalinovým paprskem. Současně vyráběné snímače neumožňuji měření statických a dynamických sil při technologii řezání materiálu vysokorychlostním kapali35 novým paprskem především proto, že jejich konstrukce neumožňuje vyloučit destrukční působení paprsku na jejich klíčové části.
Podstata vynálezu
Snímač v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem je sestaven ze základního rámu, na kterém jsou pevně přichyceny minimálně tři deformační členy tenzometrických snímačů, a to tak, aby snímaly sílu ve směrech os x, y a z, z nichž jedna má směr od vzorku do podstavy základního rámu. Každý deformační člen tenzometrického snímače je kovový pásek, který je na jednom konci pevně přichycen držákem deformačního členu k základnímu rámu, a na druhém konci je k němu upevněn tm. Ve střední části kovového páskuje alespoň z jedné strany nalepen minimálně jeden tenzometrický snímač sloužící ke snímání deformace kovového pásku. Každý tenzometrický snímač je z důvodů ochrany proti proudící kapalině s abrazí vními částicemi zalit ochrannou hmotou. Místo deformačních členů s tenzometrickými snímači mohou být použity např. piezoelektrické snímače sil s příslušnými nábojovými zesilovači. Do základního rámu je vložen minimálně jeden nosič vzorku, který se dotýká všech trnů deformačních členů tenzometrických snímačů nebo jiných snímačů sil. V podstavě základního rámu i v podstavě nosiče vzorků je umístěn otvor tak, aby při řezání kapalinovým nebo abrazivním kapalinovým paprskem nedošlo k poškození základního rámu nebo nosiče vzorku.
-1 CZ 303189 B6
Způsob provedení snímání sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem je proveden tak, že do nosiče vzorku je umístěn vzorek a následně je nosič vložen do základního rámu. Trny deformačních členů jsou nastaveny tak, aby se dotýkaly příslušných ploch nosiče vzorku. Vzorek je vystaven působení kapalinového nebo abrazivního kapalinového paprsku, který způsobuje porušení vzorku. Během tohoto procesu vznikají síly, které se pomocí trnů přenášejí na deformační členy tenzometrických snímačů. Deformace deformačních členů tenzometrických snímačů způsobuje namáhání tenzometrických snímačů, které mění elektrický odpor. Změna elektrického odporu tenzometrického snímače je pomocí napěťového nebo proudového zesilovače převedena na měřitelný elektrický signál. Výsledný elektrický signál je pomocí vhodného softwaru na PC převeden na zobrazení časového průběhu sil.
Přehled obrázků na výkresech
Na obr. 1 je znázorněna sestava tříosého snímače sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem. Obr. 2 ukazuje záznam časového průběhu sil při řezání materiálu v jednom směru. Obr. 3 ukazuje záznam časového průběhu sil při vrtání materiálu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad provedení snímače sil 1
Snímač v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem je sestaven ze základního rámu 7, na kterém jsou pevně přichyceny minimálně tři deformační členy 3 tenzometrických snímačů JO, a to tak, aby snímaly sílu ve směrech os x, y a z, z nichž jedna má směr od vzorku do podstavy základního rámu 7. Každý deformační člen 3 tenzometrického snímače J_0 je tvořen kovovým páskem, který je na jednom konci pevně přichycen držákem 8 deformačního členu 3 k základnímu rámu 7, a na druhém konci je k němu upevněn tm 2. Ve střední části deformačního členu 3 je alespoň zjedné strany nalepen minimálně jeden tenzometrický snímač 10 sloužící ke snímání deformace deformačního členu 3. Každý z tenzometrických snímačů 10 je připojen k zesilovači 4 elektrického signálu. Každý tenzometrický snímač 10 a každý zesilovač 4 elektrického signálu je z důvodů ochrany proti proudící kapalině s abrazivními částicemi zalit ochrannou hmotou. Do základního rámu 7 je vložen minimálně jeden nosič vzorku 6, který se dotýká všech trnů 2 deformačních členů 3 tenzometrických snímačů 10. V podstavě základního rámu 7 i v podstavě nosiče vzorků 6 je umístěn otvor tak, aby při řezání nedošlo k poškození základního rámu 7 nebo nosiče vzorku 6. Každý deformační člen 3 spolu s každým zesilovačem 4 jsou chráněny před odstřikující kapalinou a abrazivními Částicemi krytem 5. Do prostoru pod kryty 5 je přiváděn přívody 9 tlakový vzduch, umožňující vytlačovat kapalinu a abrazivní částice z prostoru pod jednotlivými kryty 5.
Příklad provedení snímače sil 2
Provedení vynálezu podle příkladu 2 se od provedení podle příkladu 1 liší tím, že místo každého deformačního členu 3 s tenzometrickými snímači JO je použit silový snímač a vhodný zesilovač.
Příklad provedení způsobu 1
Způsob provedení snímání sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem je proveden tak, že do nosiče vzorku 6 je umístěn vzorek 1 a následně je nosič vzorku 6 vložen do
-2CZ 303189 B6 základního rámu 2- Trny 2 deformačních členů 3 jsou nastaveny tak, aby se dotýkaly příslušných ploch nosiče vzorku 6. Vzorek 1 je vystaven působení kapalinového nebo abrazivního kapalinového paprsku, který způsobuje porušení vzorku 1. Během tohoto procesu vznikají síly, které se pomocí trnů 2 přenášejí na deformační členy 3 tenzometrických snímačů 10. Deformace defor5 mačních členů 3 tenzometrických snímačů 10 způsobuje namáhání tenzometrických snímačů JO, které mění elektrický odpor. Změna elektrického odporu tenzometrického snímače 10 je pomocí zesilovače 4 elektrického signálu převedena na měřitelný elektrický signál. Výsledný elektrický signál je pomocí vhodného softwaru na PC převeden na zobrazení časového průběhu sil.
Příklad provedení způsobu 2
Příklad provedení způsobu podle vynálezu 2 se od příkladu provedení vynálezu 1 liší tím, že místo použití deformačních členů 3 s tenzometrickými snímači 10 je použito silových snímačů s vhodnými zesilovači.
Průmyslová využitelnost
Snímač sil a způsob snímání sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem je využitelný pro snímání a měření statických a dynamických silových účinků v průběhu dělení materiálů vysokorychlostním paprskem z makroskopického hlediska. Pomocí tohoto zařízení je možno určit optimální parametry při řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem na vzorcích materiálů a využít těchto poznatků pro řezání materiálů výše uvedenou technologií.
Claims (5)
1. Snímač sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem, vyznačující se t í m , že je sestaven ze základního rámu (7), na kterém jsou pevně přichyceny minimálně tři deformační členy (3) s tenzometrickými snímači (10) nebo minimálně tri silové snímače pro sní35 mání sil ve směrech os x, y a z, z nichž jedna má směr od vzorku do podstavy základního rámu (7), přičemž v podstavě základního rámu (7) i v podstavě nosiče vzorku (6) je umístěn otvor a do základního rámu (7) je vložen minimálně jeden nosič vzorku (6), který se dotýká všech trnů (
2) deformačních členů (3) s tenzometrickými snímači (10) nebo všech silových snímačů.
40 2. Snímač podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý deformační člen (3) s tenzometrickým snímačem (10) je tvořen kovovým páskem, který je na jednom konci pevně přichycen držákem (8) deformačního členu (3) k základnímu rámu (7), a na druhém konci je k němu upevněn tm (2), ve střední části deformačního členu (3) je alespoň z jedné strany nalepen minimálně jeden tenzometrický snímač (10).
3. Snímač podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý deformační člen (3) nebo silový snímač spolu s každým zesilovačem (
4) jsou opatřeny krytem (5) s přívody (9) tlakového vzduchu.
50 4. Snímač podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý z tenzometrických snímačů (10) nebo silových snímačů je připojen k zesilovači (4) elektrického signálu, a každý tenzometrický snímač (10) nebo silový snímač a každý zesilovač (4) elektrického signálu je zalit ochrannou hmotou.
-3CZ 303189 B6
5. Způsob provedení snímání sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem, vyznačující se tím, že vzorek (1) je umístěn do nosiče vzorku (6), který je vložen do základního rámu (7) tak, aby se tmy (2) deformačních členů (3) nebo silové snímače dotýkaly
5 příslušných ploch nosiče vzorku (6), následně je vzorek (1) vystaven působení kapalinového nebo abrazivního kapalinového paprsku způsobujícího porušení vzorku (1), a vznikající síly jsou pomocí trnů (2) přenášeny na deformační členy (3) s tenzometrickými snímači (10) nebo kontaktní plochou do silových snímačů a deformací vzniklý elektrický signál je přiveden do zesilovače (4) a následně po zpracování pomocí vhodného softwaru na PC je převeden na zobrazení io časového průběhu sil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110082A CZ201182A3 (cs) | 2011-02-15 | 2011-02-15 | Snímac sil a zpusob snímání sil v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110082A CZ201182A3 (cs) | 2011-02-15 | 2011-02-15 | Snímac sil a zpusob snímání sil v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303189B6 true CZ303189B6 (cs) | 2012-05-16 |
| CZ201182A3 CZ201182A3 (cs) | 2012-05-16 |
Family
ID=46046381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110082A CZ201182A3 (cs) | 2011-02-15 | 2011-02-15 | Snímac sil a zpusob snímání sil v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ201182A3 (cs) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62187230A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-15 | Ricoh Co Ltd | 力検出素子 |
| DE102006049494B3 (de) * | 2006-10-17 | 2008-04-10 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Radaufhängung |
| CN101526406A (zh) * | 2009-04-22 | 2009-09-09 | 吉林大学 | 组合式三维力、力矩测试台一体化装置 |
| CN101750173A (zh) * | 2010-01-21 | 2010-06-23 | 重庆大学 | 一种压电式六维力传感器 |
-
2011
- 2011-02-15 CZ CZ20110082A patent/CZ201182A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62187230A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-15 | Ricoh Co Ltd | 力検出素子 |
| DE102006049494B3 (de) * | 2006-10-17 | 2008-04-10 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Radaufhängung |
| CN101526406A (zh) * | 2009-04-22 | 2009-09-09 | 吉林大学 | 组合式三维力、力矩测试台一体化装置 |
| CN101750173A (zh) * | 2010-01-21 | 2010-06-23 | 重庆大学 | 一种压电式六维力传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ201182A3 (cs) | 2012-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yaldız et al. | Design, development and testing of a four-component milling dynamometer for the measurement of cutting force and torque | |
| Liang et al. | Design and fabrication of a six-dimensional wrist force/torque sensor based on E-type membranes compared to cross beams | |
| Zhao et al. | Design and development of a cutting force sensor based on semi-conductive strain gauge | |
| Karabay | Design criteria for electro-mechanical transducers and arrangement for measurement of strains due to metal cutting forces acting on dynamometers | |
| CN205449351U (zh) | 一种小型三维力传感器 | |
| KR102183179B1 (ko) | 스트레인게이지 방식의 다축 힘토크센서 | |
| Liu et al. | A new method based on Fiber Bragg grating sensor for the milling force measurement | |
| CN110394690B (zh) | 一种传感器轴线正交布置的整体式测力仪结构 | |
| CN104568279B (zh) | 一种多轴力传感器 | |
| CN102175361B (zh) | 一种能够测量亚微牛顿力的三维微力传感器及其封装方法 | |
| Zhang et al. | A novel smart toolholder with embedded force sensors for milling operations | |
| Zhao et al. | Research of a smart cutting tool based on MEMS strain gauge | |
| CZ303189B6 (cs) | Snímac sil a zpusob snímání sil v procesu rezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem | |
| Liu et al. | A dynamometer design and analysis for measurement the cutting forces on turning based on optical fiber Bragg Grating sensor | |
| CN101975631A (zh) | 集成式五维微力/力矩传感器 | |
| CZ23243U1 (cs) | Snímač sil v procesu řezání vysokorychlostním kapalinovým paprskem | |
| CN115655544A (zh) | 用于测量扭矩和轴向力的装置 | |
| Yuan et al. | Design and analysis of a 6-DOF force/torque sensor for human gait analysis | |
| Dao et al. | Micro force-moment sensor with six-degree of freedom | |
| Gaikwad et al. | Design, development, and calibration of octagonal ring type dynamometer with FEA for measurement of drilling thrust and Torque | |
| Jain et al. | A novel design of tactile sensor using piezoresistive cantilever for robotic application | |
| Xiao et al. | Design and analysis of a self-sensing smart cutting tool integrated piezoelectric films for cutting force monitoring in ultra-precision machining | |
| CN205449715U (zh) | 钣金强度快速检测装置 | |
| Zhong et al. | Design and characterization of a T-shaped two-axis force sensor | |
| Chu et al. | MEMS capacitive force sensor for use in microassembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20210215 |