SU1536224A1 - Three-component dynamometer for measuring components of cutting force - Google Patents
Three-component dynamometer for measuring components of cutting force Download PDFInfo
- Publication number
- SU1536224A1 SU1536224A1 SU874390500A SU4390500A SU1536224A1 SU 1536224 A1 SU1536224 A1 SU 1536224A1 SU 874390500 A SU874390500 A SU 874390500A SU 4390500 A SU4390500 A SU 4390500A SU 1536224 A1 SU1536224 A1 SU 1536224A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- housing
- force
- cutting
- dynamometer
- protrusions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к силоизмерительной технике и может быть использовано в обработке металлов резанием дл измерени и исследовани законов измерени силы резани . Цель изобретени - повышение точности измерени составл ющих силы резани путем снижени их взаимного вли ни по координатам трехкомпонентного динамометра. Динамометр состоит из корпуса 1, выполненного в виде пирамиды, образованной взаимно перпендикул рными плоскими поверхност ми: горизонтальной 2, фронтальной 3, ортогональной 4, и силовоспринимающего элемента 5 с режущей пластиной 6. Силовоспринимающий элемент базируетс на двух верхних 7, 8 и одном нижнем 9 выступах корпуса 1. Базирование производитс по плоским поверхност м элемента 5. Силовоспринимающий элемент поджат к выступам 7, 8, 9 при помощи болтов 20. При воздействии силы на режущую пластину 6 регистраци составл ющих сил резани производитс при помощи измерительных звеньев 23, 24, 25. 4 ил.The invention relates to load measurement technology and can be used in metal cutting to measure and study the laws of cutting force measurement. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of the components of the cutting force by reducing their mutual influence along the coordinates of a three-component dynamometer. The dynamometer consists of a body 1, made in the form of a pyramid, formed by mutually perpendicular flat surfaces: horizontal 2, frontal 3, orthogonal 4, and a sensing element 5 with a cutting plate 6. The silovic element is based on two upper 7, 8 and one lower 9 the protrusions of the housing 1. Basing is performed on the flat surfaces of the element 5. The force-receiving element is pressed against the protrusions 7, 8, 9 with the help of bolts 20. When a force is applied to the cutting plate 6, the component cutting forces of production are recorded ITS using the measuring units 23, 24, 25. 4-yl.
Description
Изобретение относитс к силоизме- рительной технике и может быть использовано в обработке металлов резанием дл измерени и исследовани законов изменени силы речани .The invention relates to force-measuring technique and can be used in metal cutting to measure and study the laws of change in the power of speech.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени составл ющих сил резани путем снижени их взаимного вли ни по координатам трехкомпонентного динамометра.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy of the component cutting forces by reducing their mutual influence along the coordinates of a three-component dynamometer.
На фиг.1 показан предлагаемый трехкомпонентный динамометр, вид в аксонометрии, на фиг.2 - схема механизма креплени силовоспринимаюцего элемента в корпусе; на фиг.З и 4 - расчетные сил, действующих на силовоспринимающий элемент, нагруженный фиктивной силой, в проекции на плоскости, параллельные соответственно горизонтальной и фронтальной поверхности корпуса.Fig. 1 shows the proposed three-component dynamometer, an axonometric view, and Fig. 2 is a diagram of the mechanism for fastening the silo-sensing element in the housing; on fig.Z and 4 - calculated forces acting on the force-sensing element, loaded with fictitious force, in a projection on a plane parallel to the horizontal and frontal surface of the body, respectively.
Динамометр (фиг.1,2) состоит из корпуса 1, выполненного в виде пирамиды , образованной взаимно перпенди- кул рными плоскими поверхност ми: горизонтальной 2, фронтальной 3, ортогональной 4, и силовоспринимающего элемента 5 с режущей пластиной 6, который базирован СВОИМИ ПЛОСКИМИ ПО- The dynamometer (Fig.1,2) consists of a body 1, made in the form of a pyramid, formed by mutually perpendicular flat surfaces: horizontal 2, frontal 3, orthogonal 4, and a power receiving element 5 with a cutting plate 6, which is based OWN FLATS BY-
верхност ми на двух верхних 7,8 и одном нижнем 9 выступах корпуса 1. Си- повоспринимающий элемент 5 содержит опорную 10, стопорную 11 и две перпендикул рные ей упорные 12, 13 поверхности . При этом опорна поверхность 10 контактирует с опорной площадкой 14 нижнего выступа 9 корпуса 1 и наклонена к фронтальной 3 и ортогональной 4 поверхност м корпуса 1 под одинаковым углом /i, равнымThe surfaces on the two upper 7.8 and one lower 9 protrusions of the housing 1. The syphonic receiving element 5 contains a supporting 10, a stopping 11 and two thrust 12, 13 surfaces perpendicular to it. In this case, the supporting surface 10 is in contact with the supporting platform 14 of the lower protrusion 9 of the housing 1 and is inclined to the front 3 and orthogonal 4 surfaces of the housing 1 at the same angle / i equal to
/u arctg/ u arctg
f Z.Mcuar i z минf Z.Mcuar i z min
ГДе f Z М«№ИGde f Z M «№ and
ZMHHZmhh
наибольший и наименьший возможные значени коэффициента трени на опорной площадке 14 нижнего выступа 9 корпуса 1.the largest and smallest possible values of the coefficient of friction at the support site 14 of the lower protrusion 9 of the housing 1.
Стопорна поверхность 11 силовоспринимающего элемента 5 параллельна горизонтальной поверхности 2 корпуса 1 и контактирует с двум стопорными площадками 15, 16 верхних выступов 7, 8 корпуса 1, а обе упорные поверхности 12, 13 силовоспринимающего элемекта 5 контактируют с соответствующими упорными площадками 17, 18 верхних выступов 7,8 корпуса 1 и наклонены к противолежащим им фронтальной 3 и ортогональной 4 поверхност м корпуса 1 под равными углами /, определ емыми из выражени The locking surface 11 of the siluing element 5 is parallel to the horizontal surface 2 of the housing 1 and is in contact with two locking pads 15, 16 of the upper lugs 7, 8 of the housing 1, and both thrust surfaces 12, 13 of the silo sensing element 5 are in contact with the corresponding thrust pads 17, 18 of the upper lugs 7 8 of the housing 1 and are inclined to the opposite frontal 3 and orthogonal 4 surfaces of the housing 1 at equal angles / determined from the expression
10ten
о( arctg I I-i-W,o (arctg i i-i-w,
00
5 Q5 Q
5five
00
5five
00
5five
где fwhere f
АДаксADAX
И f,And f,
- наибольший и наименьший возможные значени коэффициента трени на упорных площадках 17,, 18 верхних выступов 7, 8 корпуса 1.- the largest and smallest possible values of the coefficient of friction on the thrust pads 17, 18 of the upper projections 7, 8 of the hull 1.
Поджатие силовоспринимающего элемента 5 к выступам 7,8 и 9 корпуса 1 осуществл етс с помощью механизма креплени , выполненного, например, в виде двух болтов 19, 20, каждый из которых расположен в корпусе 1 перпендикул рно одной из его фронтальной 3 или ортогональной 4 поверхности в сквозном отверстии 21 или 22 и ввинчен в соосное резьбовое отверстие силовоспринимающего элемента 5, упира сь в задний торец корпуса 1 через упорную шайбу. Причем оси болтов 19, 20 пересекают силовоспринимающий элемент 5 между его стопорной поверхностью 11 и опорной площадкой 14 нижнего выступа 9 корпуса 1.The force-receiving element 5 is pressed against the projections 7,8 and 9 of the housing 1 by means of a fastening mechanism, made, for example, in the form of two bolts 19, 20, each of which is located in the housing 1 perpendicular to one of its front 3 or orthogonal 4 surfaces in the through hole 21 or 22 and screwed into the coaxial threaded hole of the sensing element 5, resting against the rear end of the housing 1 through the thrust washer. Moreover, the axis of the bolts 19, 20 intersect the force sensing element 5 between its locking surface 11 and the supporting platform 14 of the lower protrusion 9 of the housing 1.
Диаметр и длину болтов 19, 20 и отверстий 21, 22 корпуса 1 рекомендуетс выбирать такими, чтобы болты 19, 20 не касались стенок отверстий 21, 22 корпуса 1, а также жесткость болтов 19, 20 на изгиб и кручение должна быть на два пор дка меньше осевой , чтобы свести к минимуму взаимное вли ние по координатам динамометра, вносимое механизмом креплени , а также предотвратить развинчивание болтов 19 20 из силовоспринимающего элемента 5 при его вибраци х в процессе измерени силы резани предлагаемым динамометром.The diameter and length of the bolts 19, 20 and the holes 21, 22 of the housing 1 are recommended to be chosen such that the bolts 19, 20 do not touch the walls of the holes 21, 22 of the housing 1, and the rigidity of the bolts 19, 20 for bending and torsion should be two orders of magnitude. less axial to minimize the mutual influence on the coordinates of the dynamometer introduced by the fastening mechanism, as well as to prevent the bolts 19 20 from unscrewing the force receiving element 5 during its vibrations in the process of measuring the cutting force by the proposed dynamometer.
Уступы 7,8 и 9 корпуса 1 жестко св заны с упругими измерительными элементами динамометра, например, каждый из уступов - с одним из трех измерительных элементов 23, 24, 25 корпуса 1, на которых накпеены тен- зодатчики 26, 27, 28 и образованными паррй пересекающихс поверхностей 2,3 и 4 корпуса 1 и проход щими вблизи их линий пересечени пр моугольными отверсти ми так, что оси жесткост измерительных элементов 23, 24, 25 корпуса 1, кажда из которых пересекает одну из двух упорных площадок 17, 18 верхних выступов 7,8 или опорную площадку 14 нижнего выступа 9 корпуса 1, сход тс в вершине режуще пластины 6 силовоспринимающего элемента 5.The ledges 7, 8 and 9 of the housing 1 are rigidly connected to the elastic measuring elements of the dynamometer, for example, each of the ledges to one of the three measuring elements 23, 24, 25 of the housing 1, on which the load cells 26, 27, 28 are formed and formed a pair of intersecting surfaces 2,3 and 4 of case 1 and rectangular holes passing near their intersection lines so that the stiffness axes of measuring elements 23, 24, 25 of case 1, each of which intersects one of the two thrust pads 17, 18 of the upper protrusions 7.8 or supporting platform 14 of the lower ledge 9 building a 1, converging at the apex of the cutter plate 6 of the force-sensing element 5.
Трехкомпонентный динамометр работает следующим образом.Three-component dynamometer works as follows.
Перед началом измерений силовос- принимающий элемент 5 с режущей пластиной 6 устанавливают в корпусе 1, после чего одновременно ввинчивают оба болта 19, 20 в резьбовые отверсти силовоспринимающего элемента 5, который при этом поступательно перемещаетс до контакта с упорными пло1- щадками 15, 16 верхних выступов 7,8 и затем вращаетс вокруг них до контакта со стопорными площадками 15, 16 верхних выступов 7,8 и опорной площадкой 14 нижнего выступа 9 корпуса 1. Таким образом за счет поступательного и вращательного движений силовоспринимающего элемента 5 обеспечиваетс его гарантированна посадка с нат гом на все п ть площадок 14, 15, 16, 17, 18 выступов 7,8,9 корпуса 1. Before starting the measurements, the force-receiving element 5 with the cutting plate 6 is installed in the housing 1, after which both bolts 19, 20 are simultaneously screwed into the threaded holes of the force-receiving element 5, which at the same time progressively moves until it contacts the stop plates of the upper ridges 15, 16 7.8 and then rotate around them before contact with the stop pads 15, 16 of the upper protrusions 7.8 and the supporting platform 14 of the lower protrusion 9 of the housing 1. Thus, due to the translational and rotational movements of the force receiving element 5 is provided as it is guaranteed by interference fit on all five pads 14, 15, 16, 17, 18 of the projections 7,8,9 body 1.
После введени вершины режущей пластины 6 силовоспринимающего элемента 5 в зону резани кажда из составл ющих силы резани , действующа вдоль оси жесткости одного из измерительных элементов 23, 24, 25 корпуса 1, деформирует его, вследствие чего силовоспринимающий элемент 5 перемещаетс и воздействует на все три выступа 7,8,9 корпуса 1, на площадках 14, 15, 16, 17, 18 которых образуютс нормальные и касательные реакции. Следовательно, каждый измерительный элемент 23, 24 или 25, жестко св занный с одним из выступов 7, 8, 9 корпуса 1, деформируетс , измен электрическое сопротивление наклеенного на нем тензодатчика 26, 27 или 28 под действием составл ющей силы резани , направленной поперек ее оси жесткости, как под действием составл ющей, направленной вдоль оси жесткости указанного измерительного элемента 23, 24 или 25 корпуса 1, чтоAfter inserting the tip of the cutting plate 6 of the force-receiving element 5 into the cutting zone, each of the components of the cutting force acting along the axis of rigidity of one of the measuring elements 23, 24, 25 of the housing 1 deforms it, as a result of which the force-receiving element 5 moves and acts on all three protrusions 7, 8, 9 corps 1, at sites 14, 15, 16, 17, 18 of which normal and tangential reactions are formed. Consequently, each measuring element 23, 24 or 25, which is rigidly connected to one of the projections 7, 8, 9 of the housing 1, is deformed, changing the electrical resistance of the load cell 26, 27 or 28 glued on it under the action of a component of the cutting force directed across it stiffness axis, as under the action of a component directed along the stiffness axis of said measuring element 23, 24 or 25 of housing 1,
приводит к погрешности показаний динамометра . Модуль отношени указанных силовых воздействий на измерительный элемент 23, 24 или 25 пропорционален образующейс погрешности и равен коэффициенту взаимного вли ни по координатам динамометра между указанными составл ющими силы резани .leads to an error reading dynamometer. The ratio of the specified power effects on the measuring element 23, 24 or 25 is proportional to the resulting error and is equal to the coefficient of mutual influence on the coordinates of the dynamometer between these components of the cutting force.
Величина вредного силового воздействи на каждый измерительный элемент 23, 24 или 25 зависит от углов наклона сопр гаемых поверхностей силовоспринимающего элемента 5 и выступов 5 7, 8, 9 корпуса 1 к соответствующим составл ющим силы резани и коэффициента трени между сопр гаемыми поверхност ми .The magnitude of the harmful force applied to each measuring element 23, 24 or 25 depends on the angles of inclination of the mating surfaces of the force-receiving element 5 and the protrusions 5, 7, 8, 9 of the body 1 to the corresponding components of the cutting force and the coefficient of friction between the mating surfaces.
Таким образом, заданные геометрические параметры обспечивают снижение взаимного вли ни по координатам динамометра , а соответственно, погрешности измерений составл ющих силы резани оThus, the given geometrical parameters ensure the reduction of the mutual influence on the coordinates of the dynamometer, and accordingly, the measurement errors of the components of the cutting force about
Устройство упрощает эксплуатацию динамометра благодар простоте смены силовоспринимающего элемента с режущей пластиной.The device simplifies the operation of the dynamometer due to the ease of changing the force-receiving element with a cutting plate.
Благодар возможности выполнени замен силовоспринимающих элементов с разными пластинами автоматически устройство может быть эффективно использовано в автоматических станках с ЧПУ и в производственных системах гибкого автоматического производства (ГАП) в качестве датчика силы резани или динамометрического режущего инструмента.Due to the possibility of making replacements of power-bearing elements with different plates, the device can be effectively used in automatic CNC machines and in production systems of flexible automatic production (HAP) as a sensor for cutting force or a torque tool.
00
5five
00
5five
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874390500A SU1536224A1 (en) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Three-component dynamometer for measuring components of cutting force |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874390500A SU1536224A1 (en) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Three-component dynamometer for measuring components of cutting force |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1536224A1 true SU1536224A1 (en) | 1990-01-15 |
Family
ID=21360518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874390500A SU1536224A1 (en) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Three-component dynamometer for measuring components of cutting force |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1536224A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4110389A1 (en) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Pfister Messtechnik | Multidimensional force measurer e.g. for trailer coupling , antilocking control - has common board-shaped force deflector in contact with angularly offset measurement value pick=ups via elastomer layer |
| DE4110356A1 (en) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Pfister Messtechnik | Force transmission element for force and/or moment measuring system |
-
1987
- 1987-12-07 SU SU874390500A patent/SU1536224A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 861993, кл. G 01 L 5/16. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4110389A1 (en) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Pfister Messtechnik | Multidimensional force measurer e.g. for trailer coupling , antilocking control - has common board-shaped force deflector in contact with angularly offset measurement value pick=ups via elastomer layer |
| DE4110356A1 (en) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Pfister Messtechnik | Force transmission element for force and/or moment measuring system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4338825A (en) | Strain gage load cell | |
| CA1095095A (en) | Load cell | |
| EP0594534B1 (en) | Multicomponent force and moment measurement | |
| GB2045437A (en) | Coordinate measuring machine | |
| US5279144A (en) | Internal balance calibration system and method | |
| CN104280169A (en) | Ring type fiber bragg grating force measurement device and application thereof | |
| US4671147A (en) | Instrumented tool holder | |
| SU1536224A1 (en) | Three-component dynamometer for measuring components of cutting force | |
| US4936150A (en) | Strain follower | |
| Oraby et al. | High-capacity compact three-component cutting force dynamometer | |
| US4140010A (en) | Load test apparatus for hoisting units by means of strain gages | |
| JPS5733301A (en) | Copying probe for coordinate measuring machine | |
| JPS6095331A (en) | Force and moment sensor | |
| CN112082686A (en) | Cantilevered tension sensor with overload protection | |
| KR102015784B1 (en) | Multi-axis load cell | |
| JP2007198756A (en) | Maximum value memory type optical fiber sensor, unit of same, and system of same | |
| JPH0378637A (en) | Detector of multiple component force and force | |
| US4977775A (en) | Torque transducer | |
| US4939938A (en) | Load transmitting device for electromechanical measurement transducers | |
| JPS5951326A (en) | Force transducer | |
| CN212585895U (en) | Cantilevered tension sensor with overload protection | |
| CN214149666U (en) | Resistance strain type two-component force-measuring sensor | |
| GB2215843A (en) | Contact sensing probe | |
| JPS6133550Y2 (en) | ||
| SU1000800A1 (en) | Strain gauge type dynamometer |