RU2796970C1 - Method for measuring temperature and power parameters during the process of cutting while turning - Google Patents
Method for measuring temperature and power parameters during the process of cutting while turning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796970C1 RU2796970C1 RU2022124989A RU2022124989A RU2796970C1 RU 2796970 C1 RU2796970 C1 RU 2796970C1 RU 2022124989 A RU2022124989 A RU 2022124989A RU 2022124989 A RU2022124989 A RU 2022124989A RU 2796970 C1 RU2796970 C1 RU 2796970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sts
- metal
- workpiece
- holder
- gas
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки материалов резанием и предназначено для измерения температурных и силовых параметров процесса резания при точении, осуществляя также подачу смазывающих технологических сред (СТС) в виде аэрозоля, поливом, а также струей под давлением. Применение данного технического решения позволит расширить область внедрения животных жиров в металлообработке, а также имеет расширенные возможности применения СТС, обеспечивая при этом необходимые параметры газо-масляной смеси.The invention relates to the field of processing materials by cutting and is intended for measuring the temperature and power parameters of the cutting process during turning, also carrying out the supply of lubricating process media (STS) in the form of an aerosol, watering, and also a jet under pressure. The use of this technical solution will expand the area of introduction of animal fats in metalworking, and also has expanded possibilities for the use of STS, while providing the necessary parameters of the gas-oil mixture.
Известно устройство для измерения температурного состояния процесса резания с помощью естественной термопары, (см. Клушин М.И. Резание металлов. Элементы теории пластического деформирования срезаемого слоя / Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Машгиз, 1958. - 456 с. Аналог). Принцип работы устройства основан на том, что обрабатываемая деталь со стружкой во время резания находятся в непрерывном контакте и поэтому представляют собой термоэлемент. Местом «спая» этого термоэлемента является поверхность касания инструмента с деталью и сходящей стружкой. С изменением условий резания температура контактных поверхностей меняется, что вызывает изменение э.д.с, генерируемой в термоэлементе. Э.д.с. этого термоэлемента улавливается гальванометром. Для возможности съема электродвижущей силы с вращающейся детали и изолирования дополнительных «паразитных» термопар, главным образом термопары центр-деталь, применяются специальные приспособления принцип работы которого заключается в следующем: на обычный вращающийся задний центр посажена дополнительная шайба. На корпусе, поддерживающем опоры центра с внешней стороны крепится ванночка с ртутью. Для предотвращения нагрева контакта изделие-центр на детали выточена глубокая канавка, уменьшая тем самым сечение, по которому тепло может следовать к центру, и служащая для охлаждения обрабатываемой заготовки. При применении описанного приспособления цепь гальванометра состоит из следующих элементов: деталь-изделие-центр-шайба-ртуть-гальванометр-резец-деталь. Одним из недостатков описанного приспособления является применение в качестве токосъемника, ванночки со ртутью. Пары ртути могут нанести ущерб организму человека. Ртуть оказывает токсичное воздействие на нервную, пищеварительную, и иммунную системы. Так же представленное устройство не обеспечивает изоляцию детали от центра станка, а служит лишь для обеспечения жесткости системы «станок-приспособление-инструмент-деталь» (СПИД) и передачи термо э.д.с. от подвижного элемента к неподвижному через закрепленную на центре дополнительную шайбу. Отсутствие изоляции обрабатываемой заготовки от центра токарного станка, неизбежно приведет к возникновению дополнительной паразитной термопары.A device is known for measuring the temperature state of the cutting process using a natural thermocouple, (see Klushin M.I. Metal cutting. Elements of the theory of plastic deformation of the cut layer / Ed. 2nd, revised and additional - M .: Mashgiz, 1958. - 456 pp. Analogue). The principle of operation of the device is based on the fact that the workpiece with chips during cutting are in continuous contact and therefore represent a thermoelement. The place of "welding" of this thermoelement is the contact surface of the tool with the workpiece and the descending chips. With a change in cutting conditions, the temperature of the contact surfaces changes, which causes a change in the emf generated in the thermoelement. emf this thermoelement is captured by a galvanometer. To be able to remove the electromotive force from a rotating part and isolate additional "parasitic" thermocouples, mainly center-to-part thermocouples, special devices are used, the principle of which is as follows: an additional washer is placed on a conventional rotating rear center. A bath with mercury is attached to the body supporting the center supports from the outside. To prevent heating of the workpiece-center contact, a deep groove is machined on the part, thereby reducing the cross section through which heat can flow to the center and serving to cool the workpiece. When using the described device, the galvanometer circuit consists of the following elements: part-product-center-washer-mercury-galvanometer-cutter-part. One of the disadvantages of the described device is the use of mercury baths as a current collector. Mercury vapor can harm the human body. Mercury is toxic to the nervous, digestive, and immune systems. Also, the presented device does not provide isolation of the part from the center of the machine, but only serves to ensure the rigidity of the “machine-tool-tool-part” system (AIDS) and the transfer of thermal emf. from the movable element to the fixed element through an additional washer fixed on the center. The lack of isolation of the workpiece from the center of the lathe will inevitably lead to the appearance of an additional parasitic thermocouple.
Известно устройство для измерения температуры резца при помощи так называемой естественной термопары, состоящей из обрабатываемой заготовки и режущего инструмента, (см. Вульф A.M. Резание металлов. М. Л., Машгиз, 1963, 428 с.), (Вульф A.M. Резание металлов. Изд. 2-е. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1973, 496 с. Аналог). В процессе резания в месте контакта разнородных материалов изделия и резца вследствие нагрева возникает электродвижущая сила. Термоток в этом случае направляется по обрабатываемой детали через медное кольцо, а затем в ртуть которая находится в ванне, служащей для контакта вращающегося кольца с проволокой. При этом милливольтметр показывает напряжение термотока, по которому можно производить оценку температурного состояния процесса резания. Обрабатываемая заготовка изолирована от патрона и заднего центра, а резец от суппорта при помощи диэлектрических прокладок.A device is known for measuring the temperature of the cutter using the so-called natural thermocouple, consisting of a workpiece and a cutting tool, (see Wulf A.M. Cutting metals. M. L., Mashgiz, 1963, 428 p.), (Wulf A.M. Cutting metals. Ed. 2nd L., "Engineering" (Leningrad department), 1973, 496 pp. Analogue). In the process of cutting, at the point of contact of dissimilar materials of the product and the cutter, an electromotive force arises due to heating. In this case, the thermal current is directed through the workpiece through the copper ring, and then into the mercury in the bath, which serves to contact the rotating ring with the wire. At the same time, the millivoltmeter shows the thermal current voltage, which can be used to evaluate the temperature state of the cutting process. The workpiece to be machined is isolated from the chuck and rear center, and the cutter from the caliper with the help of dielectric spacers.
Недостатком представленного способа является применение в качестве токосъемника ванны со ртутью, поскольку пары ртути ядовиты и могут нанести вред здоровью человека, так же применение медного кольца для передачи термо э.д.с. может привести к погрешности измерения, в случае разнородности материалов (медного кольца и обрабатываемой заготовки), из-за появления паразитных термо э.д.с. Недостаточно надежная изоляция обрабатываемой заготовки, а в некоторых случаях и вовсе ее отсутствие обосновано при использовании способа на высоких скоростях резания и температур, поскольку паразитные термопары практически не влияют на показатели термо э.д.с, однако при исследовании температуры резания в условиях низких скоростей и температур, возникновение паразитных термо э.д.с. может привести к значительной погрешности измерения.The disadvantage of the presented method is the use of a mercury bath as a current collector, since mercury vapor is poisonous and can be harmful to human health, as well as the use of a copper ring to transmit thermal emf. can lead to measurement errors, in case of heterogeneity of materials (copper ring and workpiece), due to the appearance of parasitic thermal emf. Insufficiently reliable insulation of the workpiece, and in some cases its absence at all, is justified when using the method at high cutting speeds and temperatures, since parasitic thermocouples practically do not affect the thermal emf, however, when studying the cutting temperature at low speeds and temperatures, the occurrence of parasitic thermal emf. can lead to significant measurement errors.
Известен способ измерения термо э.д.с.при точении описанный в учебнике (см. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Высш. шк., 1985. -304 с, ил. Учебник для вузов. Аналог). Рабочим концом естественной термопары являются площадки взаимного касания лезвия резца, стружки, поверхности резания на заготовке. Контактные поверхности лезвия наиболее нагружены и подвержены наибольшему нагреву. Представленный способ позволяет измерить температуру непосредственно на поверхности наиболее нагретого участка режущего инструмента. Принцип работы способа заключается в следующем: обрабатываемая заготовка при закреплении в патроне токарного станка изолируется прокладками (диэлектриками). Резец также изолирован от суппорта станка. Один из удлинительных термоэлектродов присоединен к инструментальному материалу, оснащающему режущую часть, и выполнен из того же материала. Другой удлинительный термоэлектрод связывает измерительный прибор с обрабатываемой заготовкой через токосъемник, который в простейшем случае представляет собой металлическую или угольную щетку, скользящую по поверхности вращающейся заготовки. Недостатком представленного способа является сложность конструкции токосъемника, предусматривающая применение металлической или угольной щетки, которая дополнительно должна устанавливаться в зажимном приспособлении, с возможностью регулирования в зависимости от диаметра обрабатываемой детали, в связи с чем, при измерении температуры на высоких скоростях резания неизбежно приведет к нагреву прижимной пластины и возникновению паразитной термопары, в свою очередь применение диэлектрических прокладок для изоляции детали от патрона может привести к возникновению вибраций, снижению жесткости системы СПИД, а также к возможному проскальзыванию обрабатываемой заготовки в процессе резания. Также в описании отсутствуют рекомендации по изоляции обрабатываемой заготовки от заднего центра токарного станка.A known method for measuring thermo emf during turning is described in the textbook (see Granovsky G.I., Granovsky V.G. Metal cutting. M .: Higher school, 1985. -304 s, ill. Textbook for universities Analogue). The working end of a natural thermocouple is the area of mutual contact of the cutter blade, chips, cutting surface on the workpiece. The contact surfaces of the blade are the most loaded and subject to the greatest heat. The presented method makes it possible to measure the temperature directly on the surface of the most heated section of the cutting tool. The principle of operation of the method is as follows: the workpiece, when fixed in the chuck of a lathe, is insulated with gaskets (dielectrics). The cutter is also isolated from the machine support. One of the extension thermoelectrodes is attached to the tool material that equips the cutting part and is made of the same material. Another extension thermoelectrode connects the measuring device with the workpiece being processed through a current collector, which in the simplest case is a metal or carbon brush sliding over the surface of a rotating workpiece. The disadvantage of the presented method is the complexity of the current collector design, which involves the use of a metal or carbon brush, which must additionally be installed in the clamping device, with the possibility of regulation depending on the diameter of the workpiece, and therefore, when measuring temperature at high cutting speeds, it will inevitably lead to heating of the clamping plates and the appearance of a parasitic thermocouple, in turn, the use of dielectric gaskets to isolate the part from the chuck can lead to vibrations, a decrease in the rigidity of the AIDS system, and also to possible slippage of the workpiece during cutting. Also in the description there are no recommendations for isolating the workpiece from the rear center of the lathe.
Известен способ для измерения температуры при точении методом естественно образующейся термопары, (см. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. - М: Машиностроение, 1975, 344 с. Прототип) при котором обрабатываемая заготовка изолирована от патрона и центра задней бабки эбонитовыми прокладками и пробкой. Цельный резец из быстрорежущей стали или твердого сплава изолирован от резцедержателя также эбонитовыми прокладками. Резец делают цельным для исключения возникновения паразитных термопар. Обрабатываемая заготовка при помощи медного провода соединена с гибким валом, который закреплен в эбонитовой втулке расположенной в шпинделе станка. Контактный наконечник гибкого вала опущен в ванночку с ртутью. Милливольтметр одной клеммой соединен с торцом резца, а второй с ртутным токосъемником. Замкнутая электрическая цепь состоит из обрабатываемой заготовки, проводника, гибкого вала, токосъемника, милливольтметра, резца, обрабатываемой заготовки. Обрабатываемую заготовку изолируют от станка для исключения влияния паразитных термопар, которые могут возникнуть между отдельными деталями станка. Недостатком такого метода является низкое качество изоляции обрабатываемой заготовки как от патрона, так и от заднего центра. В процессе установки обрабатываемой заготовки, под кулачки патрона подкладывают эбонитовые прокладки, однако при затяжке, с последующим возникновением высокого контактного давления между кулачками патрона и обрабатываемой заготовкой, эбонитовая прокладка может деформироваться, в результате чего нарушится изоляция. Применение эбонитовой прокладки для изоляции обрабатываемой заготовки от патрона станка и эбонитовой пробки для изоляции от заднего центра приведет к снижению жесткости технологической системы СПИД и к возможному проскальзыванию обрабатываемой заготовки в процессе резания. Изоляция обрабатываемой заготовки от станка обусловлена необходимостью исключения возникновения паразитных термопар в процессе резания, что может привести к погрешности измерения. При использовании данного способа изоляцией заготовки можно пренебречь, поскольку при высоких температурах роль паразитных термопар незначительна, однако при исследовании процесса резания, при котором возникают низкие температуры, изоляция обрабатываемой заготовки необходима, поскольку влияние паразитных термопар при таких условиях будет иметь весомый характер.A known method for measuring temperature during turning by the method of a naturally formed thermocouple, (see Bobrov V.F. Fundamentals of the theory of cutting metals. - M: Mashinostroenie, 1975, 344 S. Prototype) in which the workpiece is isolated from the chuck and the center of the tailstock with ebonite gaskets and cork. A single cutter made of high-speed steel or hard alloy is also isolated from the tool holder by ebonite gaskets. The cutter is made integral to eliminate the occurrence of parasitic thermocouples. The workpiece to be processed is connected to a flexible shaft by means of a copper wire, which is fixed in an ebonite bushing located in the machine spindle. The contact tip of the flexible shaft is immersed in a mercury bath. The millivoltmeter is connected with one terminal to the end of the cutter, and the second with a mercury current collector. A closed electrical circuit consists of a workpiece, a conductor, a flexible shaft, a current collector, a millivoltmeter, a cutter, and a workpiece. The workpiece is isolated from the machine to eliminate the influence of parasitic thermocouples that may occur between the individual parts of the machine. The disadvantage of this method is the low quality of isolation of the workpiece from both the chuck and the rear center. In the process of installing the workpiece, ebonite gaskets are placed under the chuck jaws, however, when tightening, with the subsequent occurrence of high contact pressure between the chuck jaws and the workpiece, the ebonite gasket can be deformed, as a result of which the insulation will be broken. The use of an ebonite gasket to isolate the workpiece from the machine chuck and an ebonite plug to isolate it from the rear center will lead to a decrease in the rigidity of the AIDS technological system and to possible slippage of the workpiece during cutting. The isolation of the workpiece from the machine is due to the need to exclude the occurrence of parasitic thermocouples during the cutting process, which can lead to measurement errors. When using this method, workpiece insulation can be neglected, since at high temperatures the role of parasitic thermocouples is insignificant, however, when studying the cutting process at which low temperatures occur, isolation of the workpiece is necessary, since the influence of parasitic thermocouples under such conditions will be significant.
Наиболее близким по технической сущности является способ измерения термо-ЭДС при точении, (патент на изобретение РФ №2746316 МПК В23В 25/06, B23Q 17/09, опубл. 12.04.2021. Бюл. №11. Прототип), изобретение относится к области лезвийной обработки металлов и может быть использовано для измерения температурного состояния процесса резания при точении методом естественно образующейся термопары. Способ включает закрепление металлической заготовки на токарном станке посредством патрона и вращающегося центра, при этом металлическую заготовку электрически изолируют от патрона и вращающегося центра, и обработку заготовки посредством электрически изолированного от станка резца, во время которой осуществляют измерение термо-ЭДС с помощью милливольтметра, подключенного электрическими проводами к резцу и к токосъемнику, электрически связанному с заготовкой. При этом провод, соединяющий милливольтметр с токосъемником, упор, стержень и провод, соединяющий его с заготовкой, выполняют из того же материала, что и металлическая заготовка, а провод, соединяющий милливольтметр с резцом, выполняют из инструментального материала, при этом связанные с милливольтметром электрические провода размещают в емкости со льдом.The closest in technical essence is a method for measuring thermo-EMF during turning, (patent for the invention of the Russian Federation No. 2746316 IPC
Использование изобретения позволяет повысить точность измерения термо-ЭДС при точении.The use of the invention improves the accuracy of thermo-EMF measurement during turning.
Техническим результатом изобретения является необходимость расширения арсенала технических средств для повышения точности измерения термо-ЭДС при точении.The technical result of the invention is the need to expand the arsenal of technical means to improve the accuracy of thermo-EMF measurement during turning.
Это достигается тем, что заявляемый способ измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при точении, включающий закрепление металлической заготовки в патроне токарного станка при помощи кулачков и вращающегося центра, при этом металлическую заготовку электрически изолируют от патрона и вращающегося центра с помощью разрезной эбонитовой втулки и эбонитовой прокладки, при этом между кулачками упомянутого патрона и разрезной эбонитовой втулкой устанавливают металлический стакан, далее при помощи диэлектрических пластин, обеспечивается электроизоляция державки с закрепленной металлорежущей пластиной, которая в свою очередь устанавливается на динамометре трехкомпонентном М30-3-6к, при этом токосъемник выполняют с металлическим упором, который располагают с возможностью контакта с металлическим стержнем, соединенным электрическим проводом с упомянутой металлической заготовкой, причем электрический провод, соединяющий усилитель с токосъемником, металлический упор, металлический стержень и электрический провод, соединяющий его с заготовкой, выполняют из того же материала, что и металлическая заготовка, а электрический провод, соединяющий усилитель с державкой, выполняют из инструментального материала, при этом связанные с усилителем электрические провода размещают в емкости со льдом, при этом упомянутая державка при помощи диэлектрических пластин электроизолирована с закрепленной на ней металлорежущей пластиной, которая в свою очередь устанавливается в динамометре трехкомпонентном М30-3-6к, установленный на суппорте токарного станка, соединенным через электропровод с аналого-цифровым преобразователем, сигнал от которого через USB-адаптер по электропроводу передается на персональный компьютер.This is achieved by the fact that the claimed method of measuring temperature and power parameters in the process of cutting during turning, including fixing a metal workpiece in a lathe chuck using cams and a rotating center, while the metal workpiece is electrically isolated from the chuck and the rotating center using a split ebonite bushing and an ebonite gasket, while a metal cup is installed between the cams of the said cartridge and a split ebonite bushing, then with the help of dielectric plates, electrical insulation of the holder with a fixed metal-cutting plate is provided, which in turn is installed on a three-component dynamometer M30-3-6k, while the current collector is made with a metal stop, which is placed with the possibility of contact with a metal rod connected by an electric wire to the said metal workpiece, moreover, the electric wire connecting the amplifier to the current collector, the metal stop, the metal rod and the electric wire connecting it to the workpiece are made of the same material as and a metal blank, and the electric wire connecting the amplifier to the holder is made of tool material, while the electric wires connected to the amplifier are placed in ice containers, while the mentioned holder is electrically insulated with the help of dielectric plates with a metal-cutting plate fixed on it, which in its the queue is installed in a three-component dynamometer M30-3-6k, mounted on a lathe support, connected via an electric wire to an analog-to-digital converter, the signal from which is transmitted via a USB adapter via an electric wire to a personal computer.
Отличием данного технического решения от прототипа является тот факт, что управление датчиков контроля давления сжатого газа, датчиков расхода жидкости, датчиков контроля давления жидкости, клапанов сброса давления газа, теплоэлектронагревателей, серводвигателей, шаговых электродвигателей, осуществляют при помощи персонального компьютера, который содержит программное обеспечение Arduino, соединенный с блоком управления через электропровода. Также для осуществления способа используется емкость для размещения СТС, позволяющая осуществлять барботирование и смешивание многокомпонентных СТС при помощи крыльчаток, соединенных с коническим редуктором посредством вала, приводимый в движение при помощи серводвигателя, управляемых блоком управления. Изобретение представлено на чертежах:The difference between this technical solution and the prototype is the fact that the control of compressed gas pressure control sensors, liquid flow sensors, liquid pressure control sensors, gas pressure relief valves, thermal electric heaters, servo motors, stepper motors, is carried out using a personal computer that contains Arduino software connected to the control unit through electrical wires. Also, for the implementation of the method, a container for placing STS is used, which allows sparging and mixing multicomponent STS using impellers connected to a bevel gear by means of a shaft driven by a servomotor controlled by a control unit. The invention is shown in the drawings:
Фиг. 1 - конструктивная схема способа измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при точении.Fig. 1 is a structural diagram of a method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting during turning.
Фиг. 2 - изометрическая проекция металлического стакана, эбонитовой прокладки, разрезной эбонитовой втулки, разрезной металлической втулки.Fig. 2 is an isometric view of a metal cup, an ebonite gasket, a split ebonite bushing, a split metal bushing.
Фиг. 3 - конструктивная схема тигля для процесса вытопки животного жира.Fig. 3 is a structural diagram of a crucible for rendering animal fat.
Фиг. 4 - конструктивная схема дополнительной емкости для размещения СТС.Fig. 4 is a structural diagram of an additional capacity for placing STS.
Фиг. 5 - конструктивная схема кулачка для адаптации положения канала для подачи СТС.Fig. 5 is a structural diagram of a cam for adapting the position of the channel for supplying CTC.
Фиг. 6 - конструктивная схема электрической изоляции державки.Fig. 6 is a structural diagram of the electrical insulation of the holder.
Способ измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при точении может быть осуществлен с помощью следующих технических средств: вращающегося центра 1, эбонитовых прокладок 2, 9, разрезных эбонитовых втулок 3, 7, винтов с потайной головкой и внутренним шестигранником 4, металлической заготовки 5, металлических стаканов 6, 38, разрезных металлических втулок 8, 186, электропроводов 10, 19, 23, 26, 36, 182, металлического стержня 11, металлического упора 12, направляющих втулок 13, фиксирующих винтов 14, 15, 20, 137, 153, 157, 158, 165, 175, 180, 181, 183, эбонитового упора 16, пружины 17, эбонитовой направляющей 18, эбонитовой конической втулки 21, шпинделя токарного станка 22, емкости со льдом 24, спая естественной термопары 25, аналого-цифрового преобразователя 27, 32, усилителя 28, персональных компьютеров 29, 37, 39, кулачков токарного патрона 30, USB-адаптера 31, динамометра трехкомпонентного М30-3-6к 33, державки 34, металлорежущей пластины 35, вентилей газовых 40, 47, 56, 60, 68, 75, 81, 87, 91, 93, 102, 108, шаговых электродвигателей 41, 45, 46, 58, 59, 69, 76, 82, 83, 88, 90, 94, 104, 105, 124, датчиков контроля давления сжатого газа 42, 43, 49, 55, 57, 70, 71, 86, 89, 98, 100, 120, 129, 184, блока управления 44, вихревых трубок Ранка-Хилша 48, 95, датчиков контроля температуры газа 50, 130, нагревателя газа 51, 96, серводвигателей 52, 62, датчиков уровня жидкости 53, 67, 85, конических редукторов 54, 65, каналов для подачи сжатого газа 61, 125, 131, крышек 63, 72, 78, 79, 107, ПО, 111, 116, терморегуляторов 64, 97, клапанов сброса давления газа 66, 77, 113, теплоэлектронагревателей 73, 74, 117, емкостей 80, 109, вентилей жидкостных 84, 121, 126, инжекторов 92, 115, датчиков расхода СТС 99, 101, 148, датчиков контроля давления СТС 103, 145, 147, 162, смесительных камер 106, 119, датчиков контроля температуры СТС 112, 127, 146, 155, 185, ионизаторов газа 114, 122, канала для подачи промывочной жидкости 118, тигля для размещения СТС 123, сопла 128,143, 152, кулачков для адаптации положения канала для подачи СТС 132, горловин 133, 135, 151, 156, термопары 134, уплотнительных прокладок 136, 159, валов 138, 154, трубок для подачи сжатого газа 139, 160, крыльчаток 140, 153, металлической обшивки из нержавеющей стали 141, металлической емкости 142, стержней 144, 161, каналов для подачи СТС 149, 163, 171, огнеупорных теплоизолирующих материалов 150, 176, корпуса 164, защитных крышек 166, прижимных шайб 167, шпилек 168, шайбы с коническим отверстием 169, трубы из нержавеющей стали 170, кольцевых прокладок 172, упорных подшипников 173, фиксирующих гаек 174, стойки 177, диэлектрической пластины 178, защитной металлической пластины 179.The method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting during turning can be carried out using the following technical means: a rotating center 1, ebonite gaskets 2, 9, split ebonite bushings 3, 7, countersunk screws with an internal hexagon 4, a metal workpiece 5, metal cups 6, 38, split metal bushings 8, 186, electrical wires 10, 19, 23, 26, 36, 182, metal rod 11, metal stop 12, guide bushings 13, fixing screws 14, 15, 20, 137, 153, 157, 158, 165, 175, 180, 181, 183, ebonite stop 16, spring 17, ebonite guide 18, ebonite conical bushing 21, lathe spindle 22, ice container 24, natural thermocouple junction 25, A/D converter 27 , 32, amplifier 28, personal computers 29, 37, 39, lathe chuck jaws 30, USB adapter 31, three-component dynamometer M30-3-6k 33, holder 34, metal-cutting plate 35, gas valves 40, 47, 56, 60, 68, 75, 81, 87, 91, 93, 102, 108 stepper motors 41, 45, 46, 58, 59, 69, 76, 82, 83, 88, 90, 94, 104, 105, 124 control sensors compressed gas pressure 42, 43, 49, 55, 57, 70, 71, 86, 89, 98, 100, 120, 129, 184, control unit 44, Ranck-Hilsch vortex tubes 48, 95, gas temperature control sensors 50, 130, gas heater 51, 96, servomotors 52, 62, liquid level sensors 53, 67, 85, bevel gears 54, 65, compressed gas channels 61, 125, 131, covers 63, 72, 78, 79, 107, Software, 111, 116, thermostats 64, 97, gas pressure relief valves 66, 77, 113, electric heaters 73, 74, 117, tanks 80, 109, liquid valves 84, 121, 126, injectors 92, 115, flow sensors STS 99 , 101, 148, pressure control sensors STS 103, 145, 147, 162, mixing chambers 106, 119, temperature control sensors STS 112, 127, 146, 155, 185, gas ionizers 114, 122, channels for supplying flushing liquid 118, crucible for placing STS 123, nozzles 128,143, 152, cams for adapting the position of the channel for supplying STS 132, necks 133, 135, 151, 156, thermocouples 134, sealing gaskets 136, 159, shafts 138, 154, tubes for supplying compressed gas 139 , 160, impellers 140, 153, stainless steel plating 141, metal container 142, rods 144, 161, CTC channels 149, 163, 171, refractory thermal insulation materials 150, 176, housing 164, protective covers 166, pressure washers 167, studs 168, tapered bore washers 169, stainless steel tube 170, O-rings 172, thrust bearings 173, retaining nuts 174, strut 177, dielectric plate 178, protective metal plate 179.
Способ осуществляется следующим образом. При помощи металлических стаканов 6, 38, которые содержат эбонитовые прокладки 2, 9, разрезные эбонитовые втулки 3, 7, разрезные металлические втулки 8, 186, винты с потайной головкой и внутренним шестигранником 4, производится изоляция металлической заготовки 5. Металлические стаканы 6, 38 в свою очередь обеспечивают защиту от повреждения разрезных эбонитовых втулок 3, 7 при контакте с кулачками токарного патрона 30. Далее при помощи электропровода 10 и металлического стержня 11, термо-ЭДС передается от подвижной металлической заготовки 5 к токосъемнику, который содержит металлический упор 12, установленный на эбонитовой направляющей 18, и поджатый пружиной 17, а также эбонитовым упором 16, установленным в направляющей втулке 13. Закрепляется токосъемник при помощи стойки 177 и фиксирующих винтов 20.The method is carried out as follows. With the help of
К металлической заготовке 5, установленной в патроне токарного станка, припаивают электропровод 10, соединенный с металлическим стержнем 11, контактирующий с упомянутым токосъемником, содержащим упомянутую стойку 177 с направляющей втулкой 13, закрепленную фиксирующими винтами 20 с эбонитовым упором 16 и содержащей также эбонитовую направляющую 18, пружину 17 и металлический упор 12, с электропроводом 19. Направляющая втулка 13 закреплена на стойке 177 при помощи фиксирующего винта 14, в свою очередь эбонитовый упор 16, установлен в металлической втулке 13 при помощи фиксирующего винта 15.An
Во избежание возникновения паразитных термо-ЭДС, электропровода 10, 19, металлический стержень 11 и металлический упор 12 изготовлены из того же сплава что и металлическая заготовка 5. Металлический стержень 11 установленный в шпинделе токарного станка 22 изолирован при помощи эбонитовой конической втулки 21. В свою очередь, изолированная металлическая заготовка 5 дополнительно на противоположной стороне поджимается вращающимся центром 1, контактирующим с центровочным отверстием, расположенным в металлическом стакане 38. Далее при помощи диэлектрических пластин 178, обеспечивается электроизоляция державки 34 с закрепленной металлорежущей пластиной 35. В свою очередь для предотвращения от повреждения диэлектрических пластин 178 фиксирующими винтами 180, при установке державки 34 с металлорежущей пластиной 35, в динамометре трехкомпонентном М30-3-6к 33 предусмотрена защитная металлическая пластина 179. Также державка 34 устанавливается на динамометре трехкомпонентном М30-3-бк 33 при помощи фиксирующих винтов 181. Динамометр трехкомпонентный М30-3-6к 33 установлен на суппорте токарного станка при помощи фиксирующих винтов 183.To avoid the occurrence of parasitic thermo-EMF,
Электропровод 26, изготовленный из инструментального материала, обеспечивает электрический контакт державки 34 с металлорежущей пластиной 35, закрепленных в динамометре трехкомпонентном М30-3-6к 33 с усилителем 28, электрический сигнал от которого передается через аналого-цифровой преобразователь 27 на персональный компьютер 29, содержащий специальное программное обеспечение. Свободные концы электропроводов 19 и 26, образуют спай 25, погруженный в емкость со льдом 24.The
Для исследования сил резания при точении, способ может быть осуществлен также с помощью динамометра трехкомпонентного М30-3-6к 33, соединенный через электропровод 182 с аналого-цифровым преобразователем 32, сигнал от которого, через USB-адаптер 31 по электропроводу 36 передается на персональный компьютер 37.To study the cutting forces during turning, the method can also be carried out using a three-component dynamometer M30-3-
Способ измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при точении может быть осуществлен с помощью устройства. Для осуществления способа используется тигель для размещения СТС 123, в котором производится нагрев СТС при помощи теплоэлектронагревателей 73, 74,117, затем по каналу для подачи сжатого газа 61, в тигель для размещения СТС 123, подается сжатый газ, и СТС под давлением поступает по каналу для подачи СТС 149, через кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС 132 в сопло 128, затем по каналу для подачи сжатого газа 131, подается сжатый газ, который смешивается в сопле 128. Расплавленная СТС смешивается с сжатым газом, образуя газо-масляную смесь, которая поступает в зону резания. Для поддержания в жидком состоянии СТС находящейся в канале для подачи СТС 149, предусмотрен теплоэлектронагреватель 74, расположенный вдоль упомянутых каналов. В свою очередь для под держания нагретой СТС в необходимом температурном диапазоне, имеется терморегулятор 64, термопара 134 которого погружена в объем СТС, при этом терморегулятор 64 соединен через электропровод с блоком управления 44.The method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting while turning can be carried out using the device. To implement the method, a crucible for placing
Подача СТС, регулируется при помощи вентиля жидкостного 121, приводимого в движение шаговым электродвигателем 124. Расход СТС контролируется при помощи датчика расхода СТС 148, при этом давление СТС контролируется при помощи датчика контроля давления СТС 147. Контроль уровня СТС, осуществляется при помощи датчика уровня жидкости 67, стержень 144 которого погружен в объем СТС. Для поддержания постоянной температуры СТС, находящейся в канале для подачи СТС 149, предусмотрен терморегулятор 64, соединенный через электропровод с блоком управления 44, термопара 134 которого погружена в объем СТС. Для адаптации положения сопла 128 относительно зоны резания, использованы кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС 132, которые состоят из корпусов 164, соединенных между собой шпилькой 168, при этом, вращательное движение обеспечивают упорные подшипники 173, зафиксированные прижимными шайбами 167 и фиксирующими гайками 174. Каналы для подачи СТС 171 и шайбы с коническим отверстием 169, зафиксированы в корпусах 164 при помощи резьбового соединения. Огнеупорный теплоизолирующий материал 150, 176, а также трубы из нержавеющей стали 170, обеспечивают теплоизоляцию расплавленной СТС, находящейся в каналах для подачи СТС 149, 171. Трубы из нержавеющей стали 170 в свою очередь зафиксированы в корпусах 164 при помощи шайбы с коническим отверстием 169 и фиксирующих винтов 175. Герметичность кулачков для адаптации положения канала для подачи СТС 132, обеспечивают уплотнительные кольцевые прокладки 172. Для предотвращения от загрязнения упорных подшипников 173, на корпусах 164 установлены защитные крышки 166, закрепленные при помощи фиксирующих винтов 165. Для контроля температуры расплавленной СТС, в канале для подачи СТС 149 установлены датчики контроля температуры СТС 146, 185, режим работы которых регулируется блоком управления 44.The supply of STS is controlled by a
Для контроля давления сжатого газа в тигле для размещения СТС 123, в каналах для подачи сжатого газа 61 расположены датчики контроля давления сжатого газа 70, 71. Тигель для размещения СТС 123, содержит также уплотнительную прокладку 136, расположенную между крышкой 72 и торцовой поверхностью металлической емкости 142, обеспечивающую герметичность системы, а во избежание тепловых потерь расплавленной СТС, тигель для размещения СТС 123 содержит огнеупорный теплоизолирующий материал 150 и металлическую обшивку из нержавеющей стали 141. Крышка 72 фиксируется на тигле для размещения СТС 123 при помощи фиксирующих винтов 137. К теплоэлектронагревателям 73, 74, 117 питание поступает через электропровода, соединенные с блоком управления 44. Для осуществления процесса барботирования СТС, на крышке 72 тигля для размещения СТС 123, закреплена и погружена в объем СТС трубка для подачи сжатого газа 139, содержащая вертикально расположенные сопла 143, посредством которых сжатый газ, смешивается с СТС. Для возможности использования как одного газа, так и сочетания газов, для осуществления способа предусмотрены три канала для подвода сжатого газа, регулировка давления которых, осуществляется при помощи датчиков контроля давления сжатого газа 42,43, 100, а также при помощи вентилей газовых 40, 102, 108 и шаговых электродвигателей 41, 45, 104, связанных через электропровода с блоком управления 44. При использовании нескольких видов газа, смешивание газов осуществляется в смесительной камере 106, затем через инжектор 115, смешанный газ поступает в канал для подачи сжатого газа 61. Для осуществления процесса барботирования СТС ионизированным газом, для осуществления способа предусмотрен ионизатор газа 114. Нагрев газа, подаваемого в тигель для размещения СТС 123 осуществляется при помощи нагревателя газа 51, в свою очередь охлаждение газа осуществляется при помощи вихревой трубки Ранка-Хилша 48, работа которой регулируется при помощи вентиля газового 47 и шагового электродвигателя 46. Контроль температуры газа осуществляется при помощи датчика контроля температуры газа 50. Контроль давления газа осуществляется при помощи датчика контроля давления сжатого газа 49.To control the pressure of compressed gas in the crucible for placing
Давление газа в канале для подачи сжатого газа 61, регулируется при помощи вентилей газовых 40, 102, 108 и шаговых электродвигателей 41, 45, 104. Распределение сжатого газа в трубку для подачи сжатого газа 139 для осуществления процесса барботирования СТС и непосредственно в тигель для размещения СТС 123 осуществляется при помощи вентиля газового 68 и шагового электродвигателя 69. При наполнении тигля для размещения СТС 123 достаточным объемом сжатого газа срабатывает клапан сброса давления газа 66. Контроль давления СТС в канале для подачи СТС 149, осуществляется при помощи датчика контроля давления СТС 145.The gas pressure in the channel for supplying
Для возможности использования многокомпонентных составов СТС предусмотрены специальные крыльчатки 140, расположенные на валу 138, которые при помощи серводвигателя 62, соединенного через переходной фланец (позиция на чертеже отсутствует) с коническим редуктором 65, осуществляют непрерывное смешивание СТС. Конический редуктор 65 установлен на крышке 72 тигля для размещения СТС 123 при помощи фиксирующих винтов 153, при этом сама крышка 72 герметично установлена при помощи фиксирующих винтов 137, в свою очередь между крышкой 72 и металлической емкостью 142 расположена уплотнительная прокладка 136. Для наполнения тигля для размещения СТС 123 предусмотрена горловина 135 с крышкой 63, в свою очередь для удаления СТС с тигля для размещения СТС 123 предусмотрена специальная горловина 133 с крышкой 116.To be able to use multi-component STS compositions,
Для осуществления способа используется емкость 109 для размещения СТС с возможностью осуществлять барботирование и смешивание многокомпонентных СТС. Для этого на крышке ПО емкости 109, закреплен конический редуктор 54 при помощи фиксирующих винтов 157, при этом вал 154, с закрепленными крыльчатками 153, соединен с коническим редуктором 54. Вал 154 с крыльчатками 153 приводит в движение серводвигатель 52. Для барботирования СТС, на крышке 110 закреплена трубка для подачи сжатого газа 160 с расположенными соплами 152, от которых газ под давлением проникает в СТС. Для подачи СТС под давлением на крышке ПО емкости 109 закреплен отдельный канал для подачи сжатого газа. Давление сжатого газа контролируется при помощи датчиков контроля давления сжатого газа 55, 57 и регулируется при помощи вентиля газового 56 и шагового электродвигателя 58, подключенного через электропровода к блоку управления 44. Вентиль газовый 56 служит для регулировки давления и распределения потока сжатого газа, поступающего в емкость 109, приводящийся в движение шаговым электродвигателем 58. При достижении необходимого давления сжатого газа, находящегося в емкости 109, срабатывает клапан сброса давления газа 113, поддерживая при этом давление газа постоянным. Для герметичности установки крышки ПО на емкость 109, предусмотрена уплотнительная прокладка 159. Крышка 110 закреплена на емкости 109 при помощи фиксирующих винтов 158. Подача СТС регулируется при помощи вентиля жидкостного 126, соединенного с каналом для подачи СТС 163, приводимого в движение шаговым электродвигателем 105. Контроль давления СТС находящейся в емкости 109 осуществляется при помощи датчика контроля давления СТС 162, расположенного в канале для подачи СТС 163. Контроль давления СТС в канале для подачи СТС 163, расположенного после вентиля жидкостного 126, осуществляется при помощи датчика контроля давления СТС 103. Контроль температуры СТС осуществляется при помощи датчика контроля температуры СТС 127.To implement the method, a
Расход СТС находящейся в тигле для размещения СТС 123 и емкости 109 для размещения СТС контролируется при помощи датчиков расхода СТС 99, 101, 148. Для наполнения емкости 109 СТС, предусмотрена горловина 156 с крышкой 111, в свою очередь для удаления СТС с емкости 109, предусмотрена специальная горловина 151 с крышкой 107. В свою очередь для контроля температуры СТС находящейся в емкости 109, предусмотрен датчик контроля температуры СТС 155, термопара которого погружена в объем СТС. Контроль уровня СТС, находящейся в емкости 109 и в тигле для размещения СТС 123, осуществляется при помощи датчиков уровня жидкости 53, 67, стержни 144, 161 которых погружены в объем СТС.The consumption of STS located in the crucible for placing
Для удаления СТС, находящейся в канале для подачи СТС 149, канал для подачи сжатого газа 125 соединен с упомянутым каналом для подачи СТС 149, при этом, для подачи сжатого предусмотрен вентиль газовый 60, приводящийся в движение при помощи шагового электродвигателя 59. Дополнительно для осуществления способа используется емкость 80 для размещения промывочной жидкости, выполненная с целью очистки канала для подачи СТС 149. Канал для подачи промывочной жидкости 118 соединен с каналом для подачи СТС 149, содержащим также клапан (позиция на чертеже отсутствует), при этом подача промывочной жидкости обеспечивается благодаря сжатому газу, подаваемому через канал для подачи сжатого газа 61 в емкость 80, давление которого регулируется при помощи вентиля газового 75 и шагового электродвигателя 76, при этом контролируется давление сжатого газа при помощи датчика контроля давления сжатого газа 86. Для поддержания постоянного давления сжатого газа в емкости 80, предусмотрен клапан сброса давления газа 77, расположенный на крышке 79. Также на крышке 79 расположен датчик уровня жидкости 85 и горловина (позиция на чертеже отсутствует) с крышкой 78 для загрузки промывочной жидкости. Подача промывочной жидкости в канал для подачи СТС 149 регулируется при помощи вентиля жидкостного 84 контактирующего через зубчатую передачу с шаговым электродвигателем 83.To remove the STS located in the channel for supplying
Для возможности использования как одного газа, так и сочетания газов, при образовании газо-масляной смеси, для осуществления способа предусмотрены три канала для подвода сжатого газа, регулировка давления которого осуществляется при помощи вентилей газовых 81, 87, 91, работа которых осуществляется при помощи шаговых электродвигателей 82, 88, 90, а также при помощи датчиков контроля давления сжатого газа 89, 120, 184. При использовании нескольких видов газа, смешивание газов осуществляется в смесительной камере 119, затем через инжектор 92, смешанный газ поступает в канал для подачи сжатого газа 131. Также предусмотрен ионизатор газа 122, для образования газо-масляной смеси, в среде ионизированного газа. Давление газа в канале для подачи сжатого газа 131, контролируется при помощи датчика контроля давления сжатого газа 129. Температура газа, подаваемого в сопло 128 регулируется при помощи нагревателя газа 96, содержащего теплоэлектронагреватель (позиция на чертеже отсутствует), а также при помощи вихревой трубки Ранка-Хилша 95, соединенной с вентилем газовым 93, контактирующим с шаговым электродвигателем 94, служащей для охлаждения газа.For the possibility of using both one gas and a combination of gases, in the formation of a gas-oil mixture, for the implementation of the method, three channels are provided for supplying compressed gas, the pressure of which is adjusted using
Температура сжатого газа и СТС находящихся в каналах перед соплом 128, контролируется при помощи датчика контроля температуры газа 130 и датчика контроля температуры СТС 185. Для поддержания постоянной температуры СТС, находящейся в тигле для размещения СТС 123, а также в канале для подачи СТС 149, применяются терморегуляторы 64, 97. Давление сжатого газа перед вихревой трубкой Ранка-Хилша 95 контролируется при помощи датчика контроля давления сжатого газа 98.The temperature of the compressed gas and the STS located in the channels in front of the
Работа шаговых электродвигателей 41, 45, 46, 58, 59, 69, 76, 82, 83, 88, 90, 94, 104, 105, 124, датчиков контроля давления сжатого газа 42, 43, 49, 55, 57, 70, 71, 86, 89,98, 100,120,129,184, датчиков контроля температуры газа 50,130, нагревателей газа 51, 96, серводвигателей 52, 62, датчиков уровня жидкости 53, 67, 85, терморегуляторов 64, 97, клапанов сброса давления газа 66, 77, 113, теплоэлектронагревателей 73, 74, 117, датчиков расхода СТС 99, 101, 148, датчиков контроля давления СТС 103, 145, 147, 162, датчиков контроля температуры СТС 112, 127, 146, 155, 185, соединенных через электропровода с блоком управления 44, осуществляется при помощи персонального компьютера 39 содержащего программное обеспечение Arduino.Operation of
Способ работает следующим образом: на обоих концах металлической заготовки имеются цапфы, диаметр которых равен диаметру разрезных эбонитовых втулок. На цапфы устанавливают разрезные эбонитовые втулки, разрезные металлические втулки, металлические стаканы с винтами с потайной головкой и внутренним шестигранником и эбонитовыми прокладками. Металлическую заготовку с металлическими стаканами одним концом фиксируют в патроне токарного станка при помощи кулачков, а другим поджимают вращающимся центром. После установки металлической заготовки проверяют биение и производят соответствующую регулировку при помощи винтов с потайной головкой и внутренним шестигранником. Металлическую заготовку соединяют с металлическим стержнем, расположенным в эбонитовой конической втулке при помощи электропровода. Передача термо-ЭДС от подвижного элемента (в данном случае металлического стержня) к неподвижному, которым является усилитель, соединенный через аналого-цифровой преобразователь с персональным компьютером, производится при помощи токосъемника, содержащего стойку, на которую устанавливают направляющую втулку с эбонитовой направляющей и металлическим упором, а также пружиной, эбонитовым упором, и закрепляют при помощи фиксирующих винтов.The method works as follows: at both ends of the metal blank there are trunnions, the diameter of which is equal to the diameter of the split ebonite bushings. Split ebonite bushings, split metal bushings, metal cups with countersunk screws and internal hexagon and ebonite gaskets are installed on the trunnions. A metal workpiece with metal cups is fixed at one end in a lathe chuck using cams, and the other is pressed by a rotating center. After installing the metal workpiece, the runout is checked and the appropriate adjustment is made using countersunk screws with an internal hexagon. A metal blank is connected to a metal rod located in an ebonite conical bushing using an electric wire. The transfer of thermo-EMF from a movable element (in this case, a metal rod) to a fixed one, which is an amplifier connected via an analog-to-digital converter to a personal computer, is carried out using a current collector containing a rack, on which a guide sleeve with an ebonite guide and a metal stop is installed , as well as a spring, an ebonite stop, and are fixed with fixing screws.
Во избежание возникновения паразитных термо-ЭДС, электропровод, соединенный с металлическим стержнем, где металлический стержень и металлический упор изготавливают из того же сплава что и металлическая заготовка. Электрическую изоляцию металлического стержня от шпинделя токарного станка, обеспечивают при помощи эбонитовой конической втулки. При помощи диэлектрических пластин обеспечивают электрическую изоляцию державки с закрепленной металлорежущей пластиной. В свою очередь для предотвращения от повреждения диэлектрических пластин при установке державки фиксирующими винтами, предусмотрена защитная металлическая пластина.To avoid the occurrence of parasitic thermo-EMF, an electric wire connected to a metal rod, where the metal rod and the metal stop are made of the same alloy as the metal workpiece. The electrical isolation of the metal rod from the lathe spindle is provided by means of an ebonite conical bushing. With the help of dielectric plates, the holder with a fixed metal-cutting plate is provided with electrical insulation. In turn, to prevent damage to the dielectric plates when installing the holder with fixing screws, a protective metal plate is provided.
Электропровод, изготовленный из инструментального материала, обеспечивает электрический контакт державки, закрепленной в динамометре трехкомпонентном М30-3-6к с усилителем, электрический сигнал от которого передается через аналого-цифровой преобразователь на персональный компьютер, содержащий специальное программное обеспечение. В свою очередь державка изготовлена из того же материала, что и металлорежущая пластина, благодаря чему снижается негативное влияние паразитных термо-ЭДС на показания прибора. Свободные концы электропроводов, изготовленных из инструментального и обрабатываемого материала, образуют спай, который погружают в емкость со льдом.An electric wire made of tool material provides electrical contact between the holder fixed in the M30-3-6k three-component dynamometer with an amplifier, the electrical signal from which is transmitted through an analog-to-digital converter to a personal computer containing special software. In turn, the holder is made of the same material as the metal-cutting plate, which reduces the negative effect of parasitic thermo-EMF on the instrument readings. The free ends of the electrical wires made of the tool and processed material form a junction, which is immersed in a container with ice.
Для исследования сил резания при точении, способ может быть осуществлен с помощью динамометра трехкомпонентного М30-3-6к, соединенный через электропровод с аналого-цифровым преобразователем, сигнал от которого через USB-адаптер по электропроводу передается на персональный компьютер. Динамометр трехкомпонентный М30-3-6к устанавливают на суппорте токарного станка при помощи фиксирующих винтов.To study the cutting forces during turning, the method can be carried out using a three-component dynamometer M30-3-6k, connected via an electric wire to an analog-to-digital converter, the signal from which is transmitted via a USB adapter via an electric wire to a personal computer. The three-component dynamometer M30-3-6k is installed on the support of the lathe using fixing screws.
Способ может быть осуществлен с помощью устройства, которое позволяет применять различные СТС с необходимыми свойствами, также возможно использование жиров животного происхождения. Для этого в тигле для размещения СТС, размещают СТС и производят нагрев при помощи теплоэлектронагревателей, затем по каналу для подачи сжатого газа, в тигель для размещения СТС подают сжатый газ, и СТС под давлением поступает по каналу для подачи СТС, через кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС в сопло, далее по' каналу для подачи сжатого газа подают сжатый газ.The method can be carried out using a device that allows the use of various STS with the necessary properties, it is also possible to use animal fats. To do this, the STS is placed in the crucible for placing the STS and heating is carried out using thermal electric heaters, then through the channel for supplying compressed gas, compressed gas is supplied into the crucible for placing the STS, and the STS under pressure enters through the channel for supplying the STS, through the cams to adapt the position channel for supplying STS to the nozzle, then compressed gas is supplied through the channel for supplying compressed gas.
Расплавленная СТС смешивается с сжатым газом в сопле, образуя газо-масляную смесь, которая затем проникает в зону резания.The molten STS mixes with the compressed gas in the nozzle, forming a gas-oil mixture, which then penetrates into the cutting zone.
Для поддержания СТС в жидком состоянии, находящейся в каналах для подачи СТС, в способе предусмотрен теплоэлектронагреватель, который располагают вдоль упомянутых каналов. Подачу СТС, регулируют при помощи вентиля жидкостного, приводимого в движение шаговым электродвигателем, при этом вентиль жидкостный расположен в канале для подачи СТС. Расход СТС контролируют при помощи датчиков расхода СТС, при этом давление СТС контролируют при помощи датчика контроля давления СТС. Контроль уровня СТС осуществляют при помощи датчиков уровня жидкости.To maintain the STS in a liquid state, located in the channels for supplying the STS, the method provides for a thermal electric heater, which is located along the mentioned channels. The CTC supply is regulated by a liquid valve driven by a stepper motor, while the liquid valve is located in the CTC supply channel. The STS flow is controlled by means of STS flow sensors, while the STS pressure is controlled by means of a STS pressure control sensor. CTC level control is carried out using liquid level sensors.
Для адаптации положения канала для подвода газо-масляной смеси с соплом, используют кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС, которые состоят из корпусов, соединенных между собой шпилькой, при этом вращательное движение обеспечивают упорные подшипники, которые фиксируют прижимными шайбами и фиксирующими гайками. Канал для подачи СТС и шайбу с коническим отверстием, фиксируют в корпусе при помощи резьбового соединения. Огнеупорный теплоизолирующий материал и трубы, выполненные из нержавеющей стали, обеспечивают теплоизоляцию расплавленной СТС, находящейся в каналах для подачи СТС. Трубы, выполненные из нержавеющей стали, фиксируют в корпусе при помощи шайбы с коническим отверстием и прижимных винтов. Герметичность кулачков для адаптации положения канала для подачи СТС, обеспечивают резиновые кольцевые прокладки. Для предотвращения от загрязнения упорных подшипников, на корпусе устанавливают защитные крышки, которые фиксируют при помощи фиксирующих винтов.To adapt the position of the channel for supplying a gas-oil mixture with a nozzle, cams are used to adapt the position of the channel for supplying STS, which consist of housings connected to each other by a pin, while rotational movement is provided by thrust bearings, which are fixed by clamping washers and locking nuts. The channel for supplying STS and the washer with a conical hole are fixed in the body using a threaded connection. Refractory heat-insulating material and pipes made of stainless steel provide thermal insulation of the molten CTC in the CTC supply channels. Pipes made of stainless steel are fixed in the body with a washer with a conical hole and clamping screws. The tightness of the cams for adapting the position of the channel for supplying CTC is provided by rubber ring gaskets. To prevent contamination of the thrust bearings, protective covers are installed on the housing, which are fixed with fixing screws.
Для контроля температуры расплавленной СТС, в канал для подачи СТС устанавливают датчики контроля температуры, режим работы которых регулируют при помощи блока управления.To control the temperature of the molten CTC, temperature control sensors are installed in the CTC supply channel, the operation mode of which is regulated by the control unit.
Для контроля давления сжатого газа в тигле для размещения СТС, в каналах для подачи сжатого газа располагают датчики контроля давления сжатого газа. Тигель для размещения СТС содержит также уплотнительную прокладку, которую устанавливают между крышкой и торцовой поверхностью металлической емкости, обеспечивающую герметичность системы, а во избежание тепловых потерь расплавленной СТС, вокруг металлической емкости располагают огнеупорный теплоизолирующий материал и металлическую обшивку из нержавеющей стали. Крышку фиксируют на металлической емкости тигля для размещения СТС при помощи фиксирующих винтов. Для контроля давления сжатого газа в канале для подачи сжатого газа, используют датчики контроля давления сжатого газа. Электропитание к теплоэлектронагревателям подают через электропровода, которые соединяют с блоком управления. Для осуществления процесса барботирования СТС, на крышке тигля для размещения СТС закрепляют, а затем погружают в объем СТС трубку для подачи сжатого газа, которая содержит при этом вертикально расположенные сопла, посредством которых сжатый газ смешивается с СТС. Для возможности использования как одного газа, так и сочетания газов, предусмотрены три канала для подвода сжатого газа, при этом контроль давления сжатого газа осуществляют при помощи датчиков контроля давления сжатого газа, а также при помощи вентилей газовых, контактирующих через зубчатую передачу с шаговыми электродвигателями. При использовании нескольких видов газа, производят смешивание газов в смесительной камере, которую соединяют с каналами для подачи сжатого газа. Для осуществления процесса барботирования СТС ионизированным газом, для осуществления способа предусмотрен ионизатор газа, который соединяют с каналом для подачи сжатого газа. Температуру подаваемого в тигель для размещения СТС газа поддерживают в необходимом диапазоне при помощи нагревателя газа, который содержит теплоэлектронагреватель, а также при помощи вихревой трубки Ранка-Хилша, выполненной с возможностью охлаждения газа. Нагреватель газа через электропровода соединяют с блоком управления. Давление газа в канале для подачи сжатого газа, регулируют при помощи персонального компьютера через программу Arduino, при этом шаговый электродвигатель, контактирующий через зубчатую передачу с вентилем газовым, соединяют при помощи электропровода с блоком управления.To control the pressure of the compressed gas in the crucible for placing the STS, sensors for monitoring the pressure of the compressed gas are located in the channels for supplying the compressed gas. The crucible for placing STS also contains a sealing gasket, which is installed between the lid and the end surface of the metal container, which ensures the tightness of the system, and in order to avoid heat losses of the molten STS, a refractory heat-insulating material and stainless steel metal sheathing are placed around the metal container. The lid is fixed on the metal container of the crucible to accommodate the STS using fixing screws. To control the pressure of compressed gas in the channel for supplying compressed gas, use sensors to control the pressure of compressed gas. Power is supplied to the heat electric heaters through electrical wires, which are connected to the control unit. To carry out the STS bubbling process, a compressed gas supply tube is fixed on the lid of the crucible for placing the STS, and then it is immersed into the STS volume, which contains vertically located nozzles, through which the compressed gas is mixed with the STS. For the possibility of using both one gas and a combination of gases, three channels are provided for supplying compressed gas, while the pressure of the compressed gas is controlled using sensors for monitoring the pressure of the compressed gas, as well as using gas valves in contact with stepping motors through a gear transmission. When using several types of gas, the gases are mixed in a mixing chamber, which is connected to channels for supplying compressed gas. To carry out the process of bubbling STS with ionized gas, for the implementation of the method, a gas ionizer is provided, which is connected to a channel for supplying compressed gas. The temperature of the gas supplied to the crucible for placing the STS is maintained in the required range by means of a gas heater, which contains a thermal electric heater, and also by means of a Ranque-Hilsch vortex tube configured to cool the gas. The gas heater is connected to the control unit through electrical wires. The gas pressure in the channel for supplying compressed gas is regulated using a personal computer through the Arduino program, while the stepper motor, which is in contact with the gas valve through a gear train, is connected to the control unit using an electric wire.
При помощи вентиля газового и шагового электродвигателя, соединенного с блоком управления, осуществляют распределение сжатого газа в трубку для подачи сжатого газа для осуществления процесса барботирования СТС и непосредственно в тигель для размещения СТС. Подачу сжатого газа в емкость для размещения СТС и в емкость для размещения промывочной жидкости осуществляют также при помощи вентилей газовых и шаговых электродвигателей. При наполнении тигля для размещения СТС достаточным объемом сжатого газа срабатывает клапан сброса давления газа.With the help of a valve of a gas and stepper motor connected to the control unit, the compressed gas is distributed into the tube for supplying compressed gas to carry out the STS bubbling process and directly into the crucible to place the STS. The supply of compressed gas to the tank for placing the STS and into the tank for placing the flushing liquid is also carried out using valves of gas and stepper motors. When filling the crucible to accommodate the STS with a sufficient volume of compressed gas, the gas pressure relief valve is activated.
Для использования многокомпонентных составов СТС предусмотрены специальные крыльчатки, которые устанавливают на валу, далее при помощи серводвигателя, который соединяют через переходной фланец с коническим редуктором, осуществляют непрерывное смешивание СТС.For the use of multicomponent STS compositions, special impellers are provided, which are installed on the shaft, then with the help of a servomotor, which is connected through an adapter flange to a bevel gearbox, continuous mixing of the STS is carried out.
Конический редуктор устанавливают на крышке тигля для размещения СТС при помощи фиксирующих винтов, при этом саму крышку герметично устанавливают на емкости также при помощи фиксирующих винтов. Между крышкой и тиглем для размещения СТС располагают уплотнительную прокладку. Наполнение тигля для размещения СТС технологической средой, осуществляют через горловину, затем герметично закрывают крышкой. Удаляют СТС с тигля для размещения СТС при помощи противоположно расположенной горловины с крышкой. Для осуществления способа дополнительно используют емкость для размещения СТС, с возможностью осуществлять барботирование и смешивание многокомпонентных СТС. Для этого на крышке емкости закрепляют конический редуктор при помощи фиксирующих винтов, в свою очередь вал, содержащий крыльчатки, соединяют с коническим редуктором. Соединенный с блоком управления серводвигатель приводит в движение вал с крыльчатками. Для барботирования СТС, на крышке закрепляют трубку для подачи сжатого газа, содержащую вертикально расположенные сопла, через которые газ под давлением проникает в СТС. Для подачи СТС под давлением, на крышке емкости закрепляют канал для подачи сжатого газа, при этом давление сжатого газа контролируют при помощи датчиков контроля давления сжатого газа и регулируют при помощи вентиля газового, соединенного через зубчатую передачу с шаговым электродвигателем, подключенным к блоку управления. Вентиль газовый используют для регулировки давления и распределения потока сжатого газа, поступающего в емкость с СТС, при этом в движение вентиль газовый приводит шаговый электродвигатель. При достижении необходимого давления сжатого газа, находящегося в емкости для размещения СТС, срабатывает клапан сброса давления газа, поддерживая при этом давление газа в емкости постоянным. Крышку закрепляют на емкости при помощи фиксирующих винтов. Для герметичности установки крышки на емкости, предусмотрена уплотнительная прокладка. Подачу СТС регулируют при помощи вентиля жидкостного, приводимого в движение шаговым электродвигателем, который соединяют с блоком управления, при этом вентиль жидкостный устанавливают в канале для подачи СТС. Контроль давления СТС находящейся в емкости, осуществляют при помощи датчика контроля давления СТС, который располагают в канале для подачи СТС. Контроль давления СТС в канале для подачи СТС также осуществляют при помощи датчика контроля давления СТС, при этом расход СТС контролируют при помощи датчика расхода СТС, который соединяют с блоком управления. СТС помещают в емкость через горловину с расположенной крышкой, в свою очередь для удаления СТС с емкости, используют специальную горловину с крышкой, расположенной на противоположной стороне.The bevel reducer is mounted on the crucible lid to accommodate the STS using fixing screws, while the lid itself is hermetically installed on the container also using fixing screws. A sealing gasket is placed between the lid and the crucible to accommodate the STS. The filling of the crucible to accommodate the STS with the process medium is carried out through the neck, then hermetically sealed with a lid. Remove the STS from the crucible to accommodate the STS using an oppositely located neck with a lid. To implement the method, a container is additionally used to accommodate STS, with the ability to bubbling and mixing multicomponent STS. To do this, a bevel gear is fixed on the container lid with fixing screws, in turn, the shaft containing the impellers is connected to the bevel gear. A servomotor connected to the control unit drives the impeller shaft. For bubbling CTS, a tube for supplying compressed gas is fixed on the lid, containing vertically located nozzles through which gas under pressure penetrates into the CTS. To supply STS under pressure, a channel for supplying compressed gas is fixed on the lid of the container, while the pressure of the compressed gas is controlled using sensors for monitoring the pressure of compressed gas and regulated using a gas valve connected through a gear to a stepper motor connected to the control unit. The gas valve is used to regulate the pressure and distribute the flow of compressed gas entering the tank with STS, while the gas valve is driven by a stepper motor. When the required pressure of the compressed gas in the tank for placing the STS is reached, the gas pressure relief valve is activated, while maintaining the gas pressure in the tank constant. The lid is fixed to the container with fixing screws. For the tightness of the installation of the lid on the container, a sealing gasket is provided. The CTC supply is regulated by means of a liquid valve driven by a stepper motor, which is connected to the control unit, while the liquid valve is installed in the CTC supply channel. The control of the pressure of the STS located in the tank is carried out using the pressure control sensor of the STS, which is located in the channel for supplying the STS. The CTC pressure in the channel for CTC supply is also carried out using the CTC pressure control sensor, while the CTC flow is controlled by the CTC flow sensor, which is connected to the control unit. STS is placed in a container through a neck with a lid, in turn, to remove the STS from the container, a special neck with a lid located on the opposite side is used.
Для удаления СТС находящейся в каналах для подачи СТС, канал для подачи сжатого газа соединяют с каналом для подачи СТС, при этом для подачи сжатого газа в канал для подачи СТС, предусмотрен вентиль газовый, который приводит в движение шаговый электродвигатель. Для предотвращения от попадания СТС в канал для подачи сжатого газа, используют специальный клапан. Контроль давления сжатого газа осуществляют при помощи датчика контроля давления сжатого газа, соединенного с блоком управления. С целью очистки каналов для подачи СТС, для осуществления способа дополнительно применяют емкость для размещения промывочной жидкости, при этом канал для подачи промывочной жидкости, через специальный клапан соединяют с каналом для подачи СТС, в свою очередь подачу промывочной жидкости в каналы осуществляют при помощи сжатого газа, который подают в емкость с находящимся в ней промывочной жидкости. Давление сжатого газа регулируют при помощи вентиля газового, в движение который приводит шаговый электродвигатель, при этом контроль давления сжатого газа осуществляют при помощи датчика контроля давления сжатого газа. Для поддержания постоянного давления сжатого газа в емкости, предусмотрен клапан сброса давления газа, который располагают на крышке. Также на крышке располагают датчик уровня жидкости, при этом крышка содержит горловину с крышкой для загрузки промывочной жидкости. Подачу промывочной жидкости в канал для подачи СТС регулируют также при помощи вентиля жидкостного и шагового электродвигателя, который соединяют с блоком управления. Контроль уровня СТС, находящейся в емкости, осуществляют при помощи персонального компьютера, при этом датчик уровня жидкости соединяют с блоком управления. Контроль предельного давления сжатого газа, находящегося в емкости, осуществляют при помощи клапана сброса давления газа, который располагают на крышке.To remove the STS located in the channels for supplying STS, the channel for supplying compressed gas is connected to the channel for supplying STS, while for supplying compressed gas to the channel for supplying STS, a gas valve is provided, which drives a stepper motor. To prevent CTC from entering the channel for supplying compressed gas, a special valve is used. Compressed gas pressure control is carried out using a compressed gas pressure control sensor connected to the control unit. In order to clean the channels for the supply of CTC, for the implementation of the method, a container is additionally used to accommodate the flushing liquid, while the channel for supplying the flushing fluid is connected through a special valve to the channel for supplying the CTC, in turn, the flushing fluid is supplied to the channels using compressed gas , which is fed into the container with the washing liquid in it. The pressure of the compressed gas is regulated by means of a gas valve, which is driven by a stepper motor, while the pressure of the compressed gas is controlled using a sensor for monitoring the pressure of the compressed gas. To maintain a constant pressure of compressed gas in the tank, a gas pressure relief valve is provided, which is located on the lid. A liquid level sensor is also placed on the lid, while the lid contains a neck with a lid for loading the flushing liquid. The supply of flushing liquid to the channel for supplying CTC is also regulated by means of a valve of the liquid and stepper motor, which is connected to the control unit. The control of the level of the STS located in the tank is carried out using a personal computer, while the liquid level sensor is connected to the control unit. The control of the limiting pressure of the compressed gas in the tank is carried out using a gas pressure relief valve, which is located on the lid.
Для возможности использования как одного газа, так и сочетания газов, при образовании газо-масляной смеси, для осуществления способа предусмотрены три канала для подвода сжатого газа, регулировку давления которого осуществляют при помощи датчиков контроля давления сжатого газа, соединенных с блоком управления, а также при помощи вентилей газовых и шаговых электродвигателей. При использовании нескольких видов газа, газ подают в смесительную камеру, который затем через инжектор поступает в сопло. Для образования газо-масляной смеси в среде ионизированного газа, для осуществления способа используется ионизатор газа, который соединяют с каналом для подачи сжатого газа. Температуру газа, подаваемого в сопло, поддерживают в необходимом диапазоне при помощи нагревателя газа, который содержит теплоэлектронагреватель, а также при помощи вихревой трубки Ранка-Хилша, которая также содержит вентиль газовый с шаговым электродвигателем, выполненные с возможностью регулирования забора воздуха.For the possibility of using both one gas and a combination of gases, in the formation of a gas-oil mixture, for the implementation of the method, three channels are provided for supplying compressed gas, the pressure of which is carried out using compressed gas pressure control sensors connected to the control unit, as well as when the help of valves of gas and stepper motors. When using several types of gas, the gas is fed into the mixing chamber, which then enters the nozzle through the injector. To form a gas-oil mixture in an ionized gas environment, a gas ionizer is used to implement the method, which is connected to a channel for supplying compressed gas. The temperature of the gas supplied to the nozzle is maintained in the required range using a gas heater, which contains a thermal electric heater, as well as using a Ranque-Hilsch vortex tube, which also contains a gas valve with a stepper motor, made with the ability to control the air intake.
Температуру сжатого газа и СТС находящихся в каналах перед соплом, контролируют при помощи датчиков контроля температуры. Контроль давления СТС при полноструйной подаче СТС, осуществляют при помощи датчика контроля давления СТС, который располагают в канале для подачи СТС.The temperature of the compressed gas and the STS located in the channels in front of the nozzle is controlled by temperature control sensors. CTC pressure control during full-jet CTC supply is carried out using a CTC pressure control sensor, which is located in the channel for CTC supply.
Работу шаговых электродвигателей, датчиков контроля давления сжатого газа, датчиков контроля температуры газа, нагревателей газа, серводвигателей, датчиков уровня жидкости, терморегуляторов, клапанов сброса давления газа, теплоэлектронагревателей, датчиков расхода СТС, датчиков контроля давления СТС, датчиков контроля температуры СТС, соединенных через электропровода с блоком управления, осуществляют при помощи персонального компьютера, содержащего программное обеспечение Arduino.Operation of stepper motors, compressed gas pressure control sensors, gas temperature control sensors, gas heaters, servomotors, liquid level sensors, temperature controllers, gas pressure relief valves, thermal electric heaters, STS flow sensors, STS pressure control sensors, STS temperature control sensors connected via electrical wires with a control unit is carried out using a personal computer containing the Arduino software.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2796970C1 true RU2796970C1 (en) | 2023-05-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1071400A1 (en) * | 1982-05-12 | 1984-02-07 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Dynamometric cutting-tool holder |
| SU1414506A1 (en) * | 1987-01-19 | 1988-08-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method of measuring emf of cutting in drilling |
| RU2149745C1 (en) * | 1998-12-25 | 2000-05-27 | Тамбовский государственный технический университет | Method for measuring cutting process emf |
| CN2652590Y (en) * | 2003-10-10 | 2004-11-03 | 华南理工大学 | Temperature detector when cutter rotating at high speed |
| RU2397856C1 (en) * | 2009-03-18 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Cutting force components measurement device |
| RU2746316C1 (en) * | 2020-10-12 | 2021-04-12 | Владимир Владимирович Скакун | Method for measuring thermo-emf during turning |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1071400A1 (en) * | 1982-05-12 | 1984-02-07 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Dynamometric cutting-tool holder |
| SU1414506A1 (en) * | 1987-01-19 | 1988-08-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method of measuring emf of cutting in drilling |
| RU2149745C1 (en) * | 1998-12-25 | 2000-05-27 | Тамбовский государственный технический университет | Method for measuring cutting process emf |
| CN2652590Y (en) * | 2003-10-10 | 2004-11-03 | 华南理工大学 | Temperature detector when cutter rotating at high speed |
| RU2397856C1 (en) * | 2009-03-18 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Cutting force components measurement device |
| RU2746316C1 (en) * | 2020-10-12 | 2021-04-12 | Владимир Владимирович Скакун | Method for measuring thermo-emf during turning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3435666A (en) | Viscometer | |
| RU2796970C1 (en) | Method for measuring temperature and power parameters during the process of cutting while turning | |
| EP1927842B1 (en) | Alternative pressure viscometer device | |
| RU199706U1 (en) | Device for feeding lubricating technological media | |
| CN110823739A (en) | Vacuum high-low temperature ball-disc friction wear test device and method | |
| Barber et al. | High rate of shear rotational viscometer | |
| US20170370817A1 (en) | Cryogenic Temperature Controller For Volumetric Sorption Analyzers | |
| RU2796967C1 (en) | Method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting while drilling | |
| US7320245B2 (en) | Corrosion testing apparatus | |
| CA2357381C (en) | Sampling system for obtaining pipeline gas samples | |
| RU2794353C1 (en) | Method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting while drilling | |
| US9335239B1 (en) | Feed system for delivering liquids to an analytical system | |
| RU2737658C1 (en) | Thermo-emf measurement method during drilling | |
| RU2812820C1 (en) | Method for measuring temperature and power parameters in process of cutting while drilling | |
| RU2800944C1 (en) | Method for determining coefficient of friction of lubricants | |
| RU203041U1 (en) | Device for determining the coefficient of friction of lubricants | |
| RU2734314C1 (en) | Device for greasing process medium supply | |
| RU201093U1 (en) | Device for feeding lubricating technological media | |
| US4415534A (en) | Apparatus for analyzing biological liquids | |
| RU2761401C1 (en) | Device for supplying lubricating technological media | |
| RU2760691C1 (en) | Device for supplying lubricating process media | |
| RU2765045C1 (en) | Method for measuring temperature and force parameters during cutting when drilling | |
| RU208751U1 (en) | Device for supplying lubricating process media | |
| RU2775571C1 (en) | Device for determining the coefficient of friction of lubricants | |
| WO2020225110A1 (en) | A system for processing liquid and/or solid compounds |