UA25084U - Method for determining the dynamic tensional stiffness of a shaft - Google Patents
Method for determining the dynamic tensional stiffness of a shaft Download PDFInfo
- Publication number
- UA25084U UA25084U UAU200702984U UAU200702984U UA25084U UA 25084 U UA25084 U UA 25084U UA U200702984 U UAU200702984 U UA U200702984U UA U200702984 U UAU200702984 U UA U200702984U UA 25084 U UA25084 U UA 25084U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- shaft
- determining
- sensors
- dynamic
- pulses
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель відноситься до галузі техніки, а саме до механообробки і може бути використана при 2 випробуванні технологічних систем механічної обробки на крутильну жорсткість.The useful model refers to the field of engineering, namely to mechanical processing and can be used in 2 testing technological systems of mechanical processing for torsional stiffness.
Відомий спосіб виміру динамічної крутильної жорсткості, в якому коливання маховика визначаються одночасно за допомогою тахогенератора з порожнім ротором і наклеєних на стрижень дротових датчиків, що реєструють пружний момент Мар, |Ривин Е.И. Динамика приводов станков- М.: Машиностроение, 1966. - 204с.: ил. - с.98). 70 Відомий також, обраний як прототип, спосіб визначення робочого обертаючого моменту і його коливань, які передаються валом, що полягає в перетворенні кутових поворотів вала в електричні сигнали за допомогою датчиків кутового положення вала і реєстрації цих електричних сигналів при роботі вала під навантаженням, при цьому виміру обертаючих моментів і їхніх коливань на валу машини роблять датчиками, розташованими в двох його перетинах, синхронізують по фазі імпульси від обох датчиків на холостому ході, після чого вимірюють і 15 порівнюють імпульси, отримані від датчиків при роботі вала під навантаженням, визначають поточні значення тимчасових інтервалів між суміжними імпульсами від одного з датчиків і між парами поставлених у відповідність імпульсів від одного й іншого датчиків, а потім визначають миттєві значення обертаючого моменту, як частка від розподілу тимчасового зрушення між імпульсами від одного й іншого датчиків на часове зрушення між імпульсами від одного з датчиків, помножене на постійну величину, обумовлену по формулі: С-205/4, де о - 20 модуль пружності при крутінні; 7 - кількість імпульсів, генеруючих за один оберт валу; | - відстань між зубчастими кільцями на валу. (патент РФ Мо2002114945 кл. С 01 1 01/22, 5 01 Н 9/00 от 20.02.2004 Способ диагностирования валов роторньїх машин, передающих крутильнье нагрузки|.A known method of measuring dynamic torsional stiffness, in which the flywheel oscillations are determined simultaneously with the help of a tachogenerator with an empty rotor and wire sensors glued to the rod, which register the elastic moment Mar, |Ryvyn E.I. Dynamika privodov stankov - M.: Mashinostroenie, 1966. - 204 p.: ill. - p.98). 70 Also known, chosen as a prototype, is a method of determining the operating torque and its fluctuations transmitted by the shaft, which consists in converting the angular rotations of the shaft into electrical signals using sensors of the angular position of the shaft and registering these electrical signals during the operation of the shaft under load, while measurement of torques and their oscillations on the machine shaft is done by sensors located in two of its intersections, the pulses from both sensors are phase-synchronized at idle speed, after which the pulses received from the sensors when the shaft is operating under load are measured and compared, the current values of the temporary intervals between adjacent pulses from one of the sensors and between pairs of matched pulses from one and the other sensors, and then determine the instantaneous torque values as a fraction of the distribution of the time shift between the pulses from one and the other sensors by the time shift between the pulses from one of sensors, multiply not by a constant value determined by the formula: С-205/4, where о is 20 modulus of elasticity during torsion; 7 - the number of pulses generated in one revolution of the shaft; | - the distance between the toothed rings on the shaft. (patent of the Russian Federation Mo2002114945 class C 01 1 01/22, 5 01 H 9/00 dated 20.02.2004 Method of diagnosing shafts of rotary machines transmitting torsional loads|.
Недоліком такого способу є неможливість точного виміру кута скручування при мінливості кутової швидкості на робочому і холостих ходах, а також відсутність можливості виміру обертаючого моменту. 29 Загальними істотними ознаками відомого способу і того, що заявляється, є перетворення кутових поворотів -о вала в електричні сигнали за допомогою датчиків його кутового положення, розташованих в двох його перетинах, синхронізації імпульсів від обох датчиків на холостому ході, після чого вимірюють і порівнюють імпульси, отримані від датчиків при роботі вала під навантаженням.The disadvantage of this method is the impossibility of accurate measurement of the twist angle when the angular velocity changes during the working and idling cycles, as well as the lack of the possibility of measuring the torque. 29 The common essential features of the known method and the one that is claimed are the conversion of the angular rotations of the shaft into electrical signals using sensors of its angular position located in two of its intersections, the synchronization of pulses from both sensors at idle speed, after which the pulses are measured and compared , received from the sensors during the operation of the shaft under load.
В основу корисної моделі поставлена задача визначення динамічної крутильної жорсткості технологічної З 30 системи з максимальною точністю й обліком динамічних навантажень, що мають не постійне, а змінне значення. сThe useful model is based on the task of determining the dynamic torsional stiffness of the technological Z 30 system with maximum accuracy and taking into account dynamic loads that have a variable value rather than a constant one. with
Поставлена задача вирішується тим, що різниця кількості імпульсів на кінці вихідного валу верстата - шпинделі реєструється імпульсним датчиком кута повороту під час виходу інструменту з процесу різання, о зафіксованого силовим датчиком, що визначає відповідний крутильний момент, або датчиком положення - при ю розрахунковому методі визначення обертаючого моменту.The problem is solved by the fact that the difference in the number of pulses at the end of the output shaft of the machine tool - the spindle is registered by the pulse sensor of the angle of rotation during the exit of the tool from the cutting process, or recorded by the force sensor that determines the corresponding torque, or by the position sensor - with the calculation method of determining the rotating moment
Зо До привідного кінця вихідного вала верстата - шпинделя для визначення кута скручування через муфту с приєднують імпульсний датчик кута повороту з високою здатністю, який може генерувати імпульс початку. При точному визначенні моменту роблять установку силового датчика на технологічну систему. При визначенні моменту розрахунковим способом на вузлі технологічної системи, що робить рух подачі, встановлюється датчик «4, для реєстрації положення (віброприскорення, індукційний, оптичний і ін.) Датчики визначення моменту, З 50 віброприскорення і кута повороту підключають до системи обробки і реєстрації даних. с На першому етапі виконують процес врізання і, при виникненні повного контакту між інструментом іЗ To the drive end of the output shaft of the machine tool - the spindle for determining the angle of twisting, a pulse sensor of the angle of rotation with a high capacity, which can generate a start pulse, is attached through the coupling. When the moment is accurately determined, a force sensor is installed on the technological system. When determining the moment by the calculation method, sensor "4" is installed on the node of the technological system that makes the feed movement, for registering the position (vibration acceleration, induction, optical, etc.). Sensors for determining the moment, Z 50 vibration acceleration and the angle of rotation are connected to the data processing and registration system . c At the first stage, the cutting process is carried out and, when full contact occurs between the tool and
Із» заготівкою, виключають подачу і визначають кількість імпульсів Мо від імпульсу початку до останнього імпульсу, що визначається датчиком повороту до часу виходу інструмента з контакту з деталлю, і знаходять відповідно силу Ро (Мо) та діаметр бо. Вихід інструмента з контакту визначається силовими датчиками (при 45 визначенні сили розрахунковим шляхом, вихід інструмента визначають по датчиках віброприскорень, оптичному, о індукційному й ін.). 4! На другому етапі виконують процес врізання і при виникненні контакту між інструментом і заготівкою визначають кількість імпульсів М; від імпульсу початку до останнього імпульсу , що визначається датчиком о повороту до часу виходу інструмента з контакту з деталлю, і знаходять відповідно силу Р; (М;) та діаметр О.;. о 20 При використанні датчика моменту визначення діаметрів не потрібно.With" the workpiece, turn off the feed and determine the number of Mo pulses from the start pulse to the last pulse, which is determined by the rotation sensor until the time when the tool leaves contact with the part, and find the force Po (Mo) and the diameter bo, respectively. The output of the tool from the contact is determined by force sensors (when determining the force by calculation, the output of the tool is determined by sensors of vibration acceleration, optical, induction, etc.). 4! At the second stage, the cutting process is performed and when contact occurs between the tool and the workpiece, the number of pulses M is determined; from the start pulse to the last pulse determined by the rotation sensor to the time the tool leaves contact with the part, and find the force P accordingly; (M;) and diameter O.;. o 20 When using the torque sensor, diameter determination is not required.
Визначаємо різницю імпульсів датчика кута повороту: с»We determine the difference in pulses of the angle of rotation sensor: s»
АМ;- М; - МоAM;- M; - Mo
Кут скручування кінця шпинделя дорівнює: ще АМі оавое с пак де 5 - дискретність імпульсного датчика кута повороту; с" Кут скручування вимірюваний у градусах. во Момент сили різання, що викликало кут скручування шпинделя при вимірі динамометром: мі-в я; то. й в (якщо головний рух обертання інструменту або обробка прохідним різцем ОО; - бо). Динамічна жорсткість, визначається за формулою: б5The twist angle of the end of the spindle is equal to: more АМи оавое с пак де 5 - the discreteness of the impulse sensor of the angle of rotation; s" The twisting angle is measured in degrees. in The moment of the cutting force that caused the twisting angle of the spindle when measured by a dynamometer: mi-v i; so. and in (if the main movement of the tool rotation or processing with a passing cutter is OO; - bo). Dynamic stiffness, is determined by the formula: b5
М, за --- с де |д; коефіцієнт динамічної крутильної жорсткості.M, for --- s where |d; coefficient of dynamic torsional stiffness.
Приклад 1. Схема діагностування крутильної жорсткості на токарному верстаті, якщо сила різання розраховується (див. Фіг.1).Example 1. Diagram of diagnosing torsional rigidity on a lathe, if the cutting force is calculated (see Fig. 1).
На шпиндельному вузлі 1 токарного верстата 1Аб4 з одного кінця встановлена деталь 2 з попередньо обробленим пазом 3, необхідним для виникнення процесу врізання при обертанні, а на іншому - Через муфту 4 70 приєднаний імпульсний датчик кута повороту 5 моделі КОС 230-9000 фірми Неїдеппайп. На супорті 6 встановлено прорізний різець 7 з датчиком віброприскорень 8. Імпульсний датчик кута повороту 5 і датчик віброприскорень 8 приєднані до системи обробки і реєстрації даних 9, яка складається з послідовно з'єднаних частин: розв'язуючого підсилювача 10, аналого-дифрового перетворювача 11 (мод. 1-сага Е 14-440), а також персональної ЕОМ 12.On the spindle unit 1 of the lathe 1Ab4, a part 2 with a pre-machined groove 3, necessary for the occurrence of the cutting process during rotation, is installed on one end, and on the other - through the coupling 4 70, a pulse sensor of the angle of rotation 5 of the model KOS 230-9000 of Neideppipe is attached. A slot cutter 7 with a vibration acceleration sensor 8 is installed on the caliper 6. The pulse angle sensor 5 and vibration acceleration sensor 8 are connected to the data processing and registration system 9, which consists of serially connected parts: decoupling amplifier 10, analog-to-digital converter 11 (mod. 1-saga E 14-440), as well as personal computer 12.
Початкові даніInitial data
Ї4-1,2м; 15-52м;Y4-1.2 m; 15-52m;
РІЕТ1О000Н (розрахункова величина), 0;-207мм,RIET1O000N (calculated value), 0;-207mm,
ГІ; м;- В --- - 1035Н "м, йGI; m;- V --- - 1035Н "m, y
У результаті проведення випробувань:As a result of the tests:
М;-954; Мо-919;M;-954; Mo-919;
АМ М,-Мо-954-919-35;AM M,-Mo-954-919-35;
Кут скручування кінця шпинделя:Spindle end twist angle:
АМ; зо ' шф-- 1 3602 ---.36507-14 - пак ППО де ЮБК-9000;AM; зо ' шф-- 1 3602 ---.36507-14 - air defense package de YuBK-9000;
Динамічна жорсткість, визначається по формулі: . М, « зо іа---- 739288Н" м/град.Dynamic stiffness is determined by the formula: . M, "zo ia---- 739288Н" m/grad.
Оу соOh so
Наведений приклад підтверджує досягнення технічного результату при проведенні заявленого способу. оThe given example confirms the achievement of the technical result when carrying out the claimed method. at
Ф ів) ормула винаход зе рму. У счF iv) ormula invention of the rm. In the school
Спосіб діагностування динамічної крутильної жорсткості, що полягає в перетворенні кутових поворотів вала в електричні сигнали за допомогою датчиків його кутового положення, розташованих в двох його перерізах, синхронізації імпульсів від обох датчиків на холостому ходу, після чого вимірюють і порівнюють імпульси, « отримані від датчиків при роботі вала під навантаженням, який відрізняється тим, що різниця кількості -о с імпульсів на кінці вихідного вала верстата - шпинделі, реєструється імпульсним датчиком кута повороту під час виходу інструмента з процесу різання, зафіксованого силовим датчиком, що визначає відповідний крутильний и . и? момент, або датчиком положення - при розрахунковому методі визначення обертального моменту. іме) 1 («в) о 50 с» с 60 б5The method of diagnosing dynamic torsional stiffness, which consists in converting the angular rotations of the shaft into electrical signals with the help of sensors of its angular position located in two of its sections, synchronizing the pulses from both sensors at idle speed, after which the pulses "received from the sensors at operation of the shaft under load, which differs in that the difference in the number of -o s pulses at the end of the output shaft of the machine - the spindle, is registered by the pulse sensor of the angle of rotation during the exit of the tool from the cutting process, recorded by the force sensor, which determines the corresponding torque and . and? moment, or a position sensor - in the calculation method of determining the rotational moment. name) 1 (c) o 50 s" s 60 b5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200702984U UA25084U (en) | 2007-03-21 | 2007-03-21 | Method for determining the dynamic tensional stiffness of a shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200702984U UA25084U (en) | 2007-03-21 | 2007-03-21 | Method for determining the dynamic tensional stiffness of a shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA25084U true UA25084U (en) | 2007-07-25 |
Family
ID=38469947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU200702984U UA25084U (en) | 2007-03-21 | 2007-03-21 | Method for determining the dynamic tensional stiffness of a shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA25084U (en) |
-
2007
- 2007-03-21 UA UAU200702984U patent/UA25084U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2711716C2 (en) | Method and device for dynamic balancing of rotating body | |
JP4858824B2 (en) | Inspection method of torsional vibration attenuator | |
RU2497087C2 (en) | Device to measure torque transmitted by power take-off shaft | |
JP5174156B2 (en) | Torque sensing unit for power tool and power tool including the torque sensing unit | |
CN103837275A (en) | Dynamic bending moment test system for ship shafting | |
WO2017150190A1 (en) | Torque measurement device, gearbox, and torque measurement method | |
JP5008045B2 (en) | High resolution torque measurement on rotating shafts | |
Wang et al. | A torsional vibration measurement system | |
CN107314845B (en) | Method for testing dynamic meshing force of gears | |
US7415363B2 (en) | High resolution torque measurement on a rotating shaft with movement compensation | |
UA25084U (en) | Method for determining the dynamic tensional stiffness of a shaft | |
Gest et al. | Design of versatile and low-cost shaft sensor for health monitoring | |
CN103712746A (en) | Method for solving mechanical lag angle in rotor dynamic balance test | |
JPH07505226A (en) | Device for measuring torque in gear transmissions for transmitting rotary motion | |
Meroño et al. | Measurement techniques of torsional vibration in rotating shafts | |
CN105171778B (en) | Torsional vibration extraction and analysis method for joint reducer of industrial robot | |
JP2007240421A (en) | Torsional rigidity arithmetic unit for rotor, prime mover output arithmetic unit, and methods therefor | |
RU2582906C1 (en) | System for monitoring torsional vibrations of rotating shaft line of turbine unit | |
Holm | Comparison of methods to measure torsional vibration | |
KR20200056204A (en) | Efficiency Measuring Device and Method for Gear Box | |
JP2510856B2 (en) | Belt slip rate meter | |
UA26169U (en) | Device for measuring drive torque | |
RU2523044C1 (en) | System and method for determination of spinning shaft torsion oscillation parameters | |
RU2002114945A (en) | Method for diagnosing shafts of rotary machines transmitting torsional loads | |
Jiang et al. | A Rotating Cantilever Beam for Dynamic Strain Measurement and Vibration Analysis Based on FBG Sensor |