SU1000800A1

SU1000800A1 - Strain gauge type dynamometer

Info

Publication number: SU1000800A1
Application number: SU813352177A
Authority: SU
Inventors: Владислав Иванович Петров
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Механический Институт
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1983-02-28

Description

Изобретение относитс к области измерительной техники, в частности . к обработке металлов резанием.The invention relates to the field of measurement technology, in particular. to metal cutting.

Известен трехкомпонентный динамометр дл измерени составл ющих усили резани , в котором упругие элементы неразъемно св заны с корпусом и головкой, причем в головке установлен вкладыш с режущей пластиной 1.A three-component dynamometer is known for measuring the component cutting forces, in which the elastic elements are inseparably connected with the body and the head, with an insert with a cutting insert 1 installed in the head.

Так - как пружина имеет неодинаковую гибкую жесткость по всем направлени м поворота головки, то имеет место взаимное вли ние ее перемещений , а следовательно, погрешности в показани х динамометра. Примен емые дл регистрации перемещений головки индикатора часового типа не могут использоватьс при измерении перемещений силопередающего элемента с ускорением .Since the spring has a different flexible stiffness in all directions of rotation of the head, then there is the mutual influence of its movements, and consequently, errors in the readings of the dynamometer. The dials of the dial-type indicator used for recording movements cannot be used when measuring the movements of an accelerating element with acceleration.

Известен также трехкомпонентный динамометр дл измерени составл ющих усили резани , в котором силопередающий элемент, выполненный в виде пирамиды, предназначен только дл размещени вкладыша с режущей пластиной 12.A three-component dynamometer is also known for measuring the component cutting forces, in which the pyramid-shaped power-transmitting element is intended only for placing the insert with the cutting plate 12.

Таким образом, указанный динамометр вл етс токарным динамометром и не может быть использован при измерении сил фрезеровани . Фрезерование закрепленной в силопередающем элементе заготовки, размеры которой, естественно, превышают размеры вкладыша , ведет к недопустимым погрешност м измерений или к поломке динамометра .Thus, this dynamometer is a turning dynamometer and cannot be used to measure milling forces. Milling a workpiece fixed in a power-transmitting element, the dimensions of which, naturally, exceed the dimensions of the liner, leads to unacceptable measurement errors or to a breakdown of the dynamometer.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is to expand the functionality.

10ten

Поставленна цель достигаетс тем, что силопередающий элемент выполнен в виде треугольной призмы с основани ми из пр моугольных равнобедренных треугольников и двух тетраэдров, The goal is achieved by the fact that the transmitting element is made in the form of a triangular prism with bases of rectangular isosceles triangles and two tetrahedra,

15 боковые грани которых совпадают с основани ми призмы, а вершины при основани х тетраэдров посредством стержней св заны с консольными балками , жестко св занными с корпусом The 15 side faces of which coincide with the bases of the prism, and the vertices at the bases of the tetrahedra are connected by means of rods to cantilever beams rigidly connected to the body.

20 стойками с наклееными на них тензодатчиками .20 racks with strain gauges pasted on them.

На фиг. 1 представлен предлагаемый динамометр,общий видtаксонометри ; на фиг. 2 - 4 - расположение 25 динамометра на столе фрезерного станка соответственно при работе торцовой, дисковой и концевой фрезой.FIG. 1 shows the proposed dynamometer, a general view of taxonometry; in fig. 2 - 4 - the location of the 25 dynamometer on the table of the milling machine, respectively, when working face, disk and end mill.

Динамометр содержит корпус 1, в котором размещен силопередающий эле30 мент 2 с установленной в нем эаготовкой 3. Силопередающий элемент 2 св зан , шестью упругими стержн ми 4-9 с консольными балками 10-15, заделанными в корпусе 1. Элемент 2 выполнен из треугольной призмы с основани ми в виде пр моугольных рав 5 нобедренных треугольников ABC и . и двух правильных тетраэдров ABCD и. , боковые грани ABC и А.,В-,С которых совпадают с основани ми призмы . Вершины DBC и основанииЮ тетраэдров заканчиваютс параллельными их боковым ребрам стержн ми 4, 6, 8, 5, 7 и 9 соответственно. С кор , пусом и консольными балками 10-15 жестко соединены соответствующие 15 стойки 16-21.The dynamometer includes a housing 1, in which a transmitting element 2 is installed with a charging station 3 installed in it. The transmitting element 2 is connected by six elastic rods 4–9 with cantilever beams 10–15 embedded in housing 1. Element 2 is made of a triangular prism with bases in the form of rectangular equals 5 nostril triangles ABC and. and two regular tetrahedra ABCD and. , lateral faces ABC and A., B-, C which coincide with the bases of the prism. The vertices of the DBC and the base of the tetrahedra end in parallel with their side edges with rods 4, 6, 8, 5, 7, and 9, respectively. Correl, bushes and cantilevers 10-15 are rigidly connected to the corresponding 15 uprights 16-21.

Стержни 4-9 имеют низкую теплопро-водность из-за малой площади своего поперечного сечени . Возникающее при резании тепло, вызывающее нагрев сило20 передающего элемента 2, практически не поступает в консольные балки 10-15, а следовательно, в стойки 16-21 и в наклеенные на стойки тензодатчики Т, Этим полнрстью исключаютс погреш- 25 ности измерений, вызванные нагревом тензодатчиков. Кроме того, дл повы шени интенсивности отвода тепла от элемента 2 в окружающую среду и дл уменьшени инерционности динамомет -зп ра как механической системы путем уменьшени веса силопередающего элеента 2 в последнем выполнены пазы и отверсти 0.The rods 4-9 have a low thermal conductivity due to the small area of their cross section. The heat arising during cutting, which causes heating of force20 of the transmitting element 2, practically does not enter the cantilever beams 10-15, and consequently, into racks 16-21 and into strain gages glued to the racks T, this eliminates measurement errors caused by heating of strain gauges . In addition, to increase the intensity of heat removal from element 2 into the environment and to reduce the inertia of the dynamometer-cn ra as a mechanical system by reducing the weight of the force-transmitting element 2, grooves and holes 0 are made in the latter.

Под действием составл ющих РХ , ,.,. Р,, и Р-2. Силопередающий элемент 2 С брабатываемой заготовкой 3 перемеаетс , а стержни , консольные балки 10-15, стойки 16-21 и тензодат ики Т деформируютс . Дл уменьшв- НИН побочного вредного эффекта иэгиб-140 ной и крутильной деформаций стоек 16 и 17, вызванных силами и Р и внецентренным приложением силы Pj, котора воспринимаетс датчиками, наклеенными на эти стойки, вершины 45 и D при основании тетраэдров заанчиваютс стержн ми 4 и 5, свйзанными с консольными балками 10 и 11. Соединение стержней с консольными алками выполн ет роль двухосных шар-50 иров, которые передают на стойкиUnder the action of the components of RC,,.,. P ,, and P-2. The transmitting element 2 C of the workpiece 3 is moved, and the rods, cantilever beams 10-15, pillars 16-21 and strain gauges T are deformed. In order to reduce the adverse effect of bending and flexural and torsional deformations of struts 16 and 17, caused by forces and Р and the out-of-center application of force Pj, which is sensed by sensors pasted on these stands, vertices 45 and D at the base of the tetrahedra are terminated with rods 4 and 5, connected with cantilever beams 10 and 11. The connection of the rods with cantilever alcoves performs the role of biaxial ball-50 irs, which are transmitted to the stands

полностью составл ющую силы Ру и частично изгибающий и крут щий моменты . Вышесказанное справедливо и дл стоек 18 и 19 или 20 и 21, воспринимающих силу Р или Р.fully component of the force Ru and partially bending and torsional moments. The same is true for racks 18 and 19 or 20 and 21, perceiving the power of P or P.

Предлагаемый динамометр универсален , так как позвол ет проводить исследовани различных видов фрезеровани . На вертикально фрезерном станке динамометр устанавливаетс на плоскость корпуса поперек стола при работе торцовой фрезой и вдоль стола при работе концевой фрезой. При дисковом фрезеровании динамометр устанавливаетс на плоскость корпуса 1 вдоль стола.The proposed dynamometer is universal, as it allows to carry out studies of various types of milling. On a vertically milling machine, a dynamometer is mounted on the plane of the body across the table when operating with an end mill and along the table with an end mill. In disk milling, the dynamometer is mounted on the plane of body 1 along the table.

Положи,тельный эффект, получаемый при использовании предлагаемого динамометра , заключаетс в возможности проводить исследовани кратковременных импульсов процессов, имеющих место при входе резца фрезы в рабочую зону, и получать достоверную информацию .Suppose that the effect obtained by using the proposed dynamometer is the ability to study short-term impulses of the processes that occur when the cutter enters the working area, and to obtain reliable information.

Claims

1. USSR author's certificate number 109176, cl. G 01 L 5/16, 1937.

2. Authors certificate of the USSR 861993, class, G 01 L 5/16, 01.21.80 (prototype).