Opis patentowy opublikowano: 30.11.1978 92903 MKP GOI 11/22 Int. Cl2. G01L1/22 CZY I LLNIA Urzedu Patentowego Twórcywynalazku: Marian Jankowiak, Mieczyslaw Kowalec, Jerzy Kodym Uprawniony z patentu : Politechnika Poznanska, Poznan, (Polska) Tensometrycznysilomierz do pomiaru sily osiowej i momentu skrecajacego Wynalazek dotyczy silomierza do pomiaru sily osiowej i momentu skrecajacego, zwlaszcza do pomiarów oporów skrawania przy wierceniu, powiercaniu, rozwiercaniu, gwintowaniu i innych rodzajach obróbki.Stan techniki. Z polskiego opisu patentowego nr 51713 znany jest tensometryczny silomierz do pomiaru sil dzialajacych na wiertlo w czasie wiercenia, majacy trzpien osadzony we wrzecionie wiertarki, w którego dolnej rozszerzonej czesci sa osadzone co najmniej dwie sprezyste belki z tensometrami, ustawione równolegle do osi trzpienia. Wolne konce tych sprezystych belek wchodza w wyciecia wykonane w tulei do mocowania wiertla.Na koncu trzpienia jest osadzony jeden koniec pracujacej na rozciaganie sprezystej tulejki z tensometrami. Drugi koniec tej tulejki wykonany w postaci kolnierza Jest za pomoca lozyska podluznego ulozyskowany w stosunku do tulei, w której osadzone jest wiertlo. Silomierz ten jest mocowany we wrzecionie, a wiec w ruchomym elemencie obrabiarki, co komplikuje konstrukcje ze wzgledu na koniecznosc polaczenia czujników tensometrycznych z mostkiem pomiarowym za posrednictwem ruchomych styków slizgowych zbierajacych prad.Brak lozyskowania miedzy belkami sprezystymi a powierzchniami oporowymi wyciec przenoszacych moment z tulei do mocowania wiertla na belki powoduje — wobec duzych nacisków pomiedzy tymi elementami - powstanie bledów w pomiarze sily osiowej spowodowanych tarciem. Zastosowanie tego silomierza jest ograniczone do jednego typu obrabiarki.Znany z czasopisma „Mechanik" Nr 5 z 1972 r. str. 285—286 dynamometr do pomiaru sil skrawania na wiertarce przeznaczony jest do mocowania na stole obrabiarki, co w porównaniu z rozwiazaniem poprzednio opisanym znacznie upraszcza konstrukcje. Sklada sie on z podstawy i plyty zaciskowej do mocowania próbki, pomiedzy którymi sa usytuowane odksztalcalne wsporniki w ksztalcie prostopadloscianów. Zlozony stan naprezen wywolanych sciskaniem, zginaniem i skrecaniem wsporników podczas skrawania rózni sie od stanu naprezen elementów od ksztalca Inyeh podczas wzorcowania. Uniemozliwia to uzyskanie wiernego pomiaru oporów wystepujacych podczas obróbki. Eliminacje wplywu momentu skrecajacego na pomiar sily osiowej rozwiazano przez umieszczenie tensometrów w miejscu, w którym wartosc momentu zginajacego pod dzialaniem momentu skrecajacego jest równe zeru. Niedokladnosc usytuowania jednego z tensometrów do pomiaru sily3 92 903 osiowej obarcza tan uklad naprezeniami wywolanymi elementem skrecajacym* co moze powodowac, ze pomiar •Ily osiowa) Jait obarczony bledem spowodowanym naprezeniami skrecajacymi, Inna rozwiazanie konstrukcyjne silomierza przedstawiono w materialach z Ml Konferencji Naukowo-Technicznej Instytutu Lotnictwa w Warszawie odbytej w dniach 26-28.10.1972 r, Sflomlarz ten przeznaczony jest do mocowania w imadle maszynowym wiertarki lub w glowicy rewolwerowej tokarki I jest wyposazony w element odksztalcalny w postaci rozciaganej tulel do pomiaru sily osiowej i skrecanego walka do pomiaru momentu skrecajacego. Przenoszenie tego mementu jest zrealizowane za pomoca polaczenia wlelowypustowego. Nie zapewnia to eliminacji oporów tarcia przy przemieszczaniu zespolu mocujacego pod wplywem dzialania sily osiowej. Powoduje to powstanie histeryzy charakterystyki zaleznosci odksztalcenia wzglednego od sily osiowej.Te sama wade wykazuje rozwiazanie opublikowane w czasopismie „Stanki i Instrument" nr 7 z 1961 r. itr, 32 I 33, w którym wielkosc przesuniecia osiowego zespolu pomiarowego jest zalezna od wielkosci sily osiowej i sily tarcia, a wiec i momentu skrecajacego, wystepujacej pomiedzy elementem odksztalcalnym a kolkiem przenoszacym moment skrecajacy.W czasopismie „Mechanik" nr 7 z1973r. str. 354-357 przedstawiono tensometryczny silomlerz do pomiaru sily osiowej, promieniowej i momentu skrawania. W rozwiazaniu tym stól przyrzadu opiera sie na tarczy z czterema zebrami, które sa elementami odksztalcalnymi silomierza. Konstrukcja ta umozliwia poprawne przeprowadzenie pomiaru jedynie przy osiowym obciazeniu silomierza, bowiem w przeciwnym przypadku zmienia sie stan naprezenia elementów odksztalcaInyeh i staje sie rózny od stanu wystepujacego przy wzorcowaniu.Istota wynalazku. Wyzej wymienione niedogodnosci zostaly wyeliminowane wsilomierzu wedlug wynalazku dzieki temu, ze ma co najmniej jedna umocowana poprzecznie do ulozyskowanego lacznika sprezysta belke pomiarowa, opierajaca sie swobodnie o korpus silomierza za posrednictwem lozyska poprzecznego.Przez zastosowanie belki pomiarowej lub belek pomiarowych usytuowanych poprzecznie do osi silomierza i wyposazenie kazdej z nich w lozysko poprzeczne eliminujace tarcie o korpus silomierza przy ruchach odbywajacych sie wzdluz osi lacznika, wyeliminowano wplyw ruchów poosiowych wrzeciona na pomiar wielkosci momentu obrotowego. Wyeliminowano tez wplyw momentu na pomiar sily osiowej. Zapewniono równiez dokladny pomiar sily osiowej i momentu przy nieosiowym obciazeniu silomierza, czego nie gwarantowaly dotychczasowe rozwiazania.Objasnienie rysunku. Przyklad wykonania silomierza wedlug wynalazku uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ten silomjerz w przekroju osiowym, fig. 2—fragment lozyskowania konca belki pomiarowej w przekroju poziomym, a fig. 3 — inna wersje konstrukcyjna silomierza w przekroju osiowym. 2^\* Opis przykladu wykonania wynalazku. Do stolika 1 silomierza sa przymocowane ruchome szcze¬ ki 2 sluzace do mocowania obrabianego materialu. Stolik 1 polaczony jest z lacznikiem 3, który jest za pomoca poprzecznych lozysk 4 i 5 lozyskowany w korpusie 6. Korpus 6 jest polaczony z pod¬ stawa 7. Lacznik 3 polaczony jest za posrednictwem dwu wzdluznych lozysk 8 i 9 ze sprezysta po¬ miarowa tulejka 10, na której sa naklejone oporowe tensometry 11. W laczniku 3 jest umocowana prostopadla do jego osi pomiarowa belka 12 z naklejonymi oporowymi tensometrami 13. Wolny koniec tej belki jest zaopatrzony w poprzeczne lozysko 14 i jest za jego posrednictwem swobodnie podparty w kor¬ pusie 6.Dzieki ulozyskowaniu tocznemu lacznika 3 za pomoca poprzecznych lozysk 4 i 5 i jego oparciu o pomiarowa tulejke 10 za posrednictwem dwu wzdluznych lozysk 8 i 9 uzyskano praktycznie calkowite wyeliminowanie wplywu momentu na pomiar sily osiowej. Z kolei dzieki oparciu pomiarowej belki 12 o korpus 6 za posrednictwem lozyska 14 wyeliminowano wplyw ruchów osiowych lacznika na pomiar momentu.Konstrukcja uwidoczniona na fig. 3 rózni sie od tej pokazanej na fig. 1 i 2 tym, ze sprezysta pomiarowa tulejka ma ksztalt kubka majacego dno 15. Pomiedzy dnem 15 a lacznikiem 3 znajduje sie jedno wzdluzne lozysko 8. PL