Динамометр для определения контактных давлений при деформирующем протягивании

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил при протягивании. Целью изобретения является повышение точности определения контактных давлений за счет уменьшения шага измерения. Динамометр содержит оправку и размешенный на ней тензометрический деформируюший элемент с упругими элементами и датчиками. Тензометрический деформируюший элемент выполнен разъемным по винтовой линии и состоит из передней упругой и задней жесткой не контактируюших между собой частей. Упругая часть в окружном направлении состоит из упругих элементов в виде лепестков с последовательно возрастаюшим диаметром , имеюших обшее основание. Центры концов лепестков расположены на винтовой линии разъема, шаг которой превышает сумму длины цилиндрической ленточки и половины длины рабочего конуса. За счет этого датчик, расположенный на каждом лепестке , измеряет контактное давление в определенной точке, а совокупность всех измеренных точек позволяет судить о распределении контактных давлений на поверхности деформируюшего элемента. 2 ил. I (Л

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.SU,»1466916

3Ж8

ПАТЕНТЕ - !

Бе БЛИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4250732/31-27 (22) 27.05.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (71) Институт сверхтвердых материалов

АН УССР (72) Э. К. Посвятенко, О. А. Розенберг, А. Д. Крицкий и С. А. Родюков (53) 621.923.77 (088.8) (56) Проскуряков Ю. Г. и др. Объемное дорнование отверстий. — М.: Машиностроение, 1984, с. 41 — 42, рис. 22. (54) ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ДАВЛЕНИЙ ПРИ ДЕФОРМИРУЮЩЕМ ПРОТЯГИВАНИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил при протягивании. Целью изобретения является повышение точности определения контактных давлений за счет уменьшения шага измерения. Динамометр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил при протягивании.

Цель изобретения — повышение точности определения контактных давлений за счет уменьшения шага измерения.

На фиг. 1 показан динамометр для определения контактных давлений при деформирующем протягивании, общий вид; на фиг. 2 развертка наружной поверхности передней упругой части и схема включения датчиков в измерительную систему.

Динамометр (фиг. 1) состоит из оправки 1 с размещенным на ней тензометрическим элементом, состоящим из передней упругой 2 и задней жесткой 3 частей, лишенных контакта между собой за счет винтовой линии 4 разъема. Постоянство зазора между частями 2 и 3 обеспечивается путем их (я) 4 В 24 В 3902 В 21 С 5100 содержит оправку и размещенный на ней тензометрический деформирующий элемент с упругими элементами и датчиками. Тензометрический деформ ирующий элемент выполнен разъемным по винтовой линии и состоит из передней упругой и задней жесткой не контактирующих между собой частей.

Упругая часть в окружном направлении состоит из упругих элементов в виде лепестков с последовательно возрастающим диаметром, имеющих общее основание. Центры концов лепестков расположены на винтовой линии разъема, шаг которой превышает сумму длины цилиндрической ленточки и половины длины рабочего конуса. 3а счет этого датчик, расположенный на каждом лепестке, измеряет контактное давление в определенной точке, а совокупность всех измеренных точек позволяет судить о распределении контактных давлений на поверхности деформирующего элемента. 2 ил. прижима к торцам бурта 5 оправки 1 с помощью гаек 6 и 7. Тензометрический деформирующий элемент имеет рабочий конус 8, цилиндрическую ленточку 9 и обратный конус 10, геометрия которых аналогична геометрии этих же участков рабочего деформирующего элемента. Упругая, часть 2 в окружном направлении состоит из упругих элементов в виде разновысоких лепестков 11 одинаковой ширинь, имеющих общее основание в передней части рабочего конуса 8. Лепестки 11 разделены между собой сквозными разрезами 12, расположенными вдоль образующей упругой части 2 тензометрического деформирующего элемента. Центры концов лепестков 11 расположены на винтовой линии 4 разъема, шаг которой подобран так, что он превышает сумму длины Ь цилиндрической ленточки 9 и половины !./2 длины ра1466916

3 бочего конуса 8. На внутренней поверхности лепестков 11, обращенной к оправке 1, приклеены датчики 13, каждый из которых (фиг. 2) соединен с многоканальным тензометрическим усилителем 14, запоминающим устройством 15, преобразователем 16 параллельного кода в последовательный и регистрирующим прибором 17.

Динамоментр работает следующим образом.

При перемещении тензометрического деформирующего элемента во втулке рабочий конус 8 увеличивает диаметр обрабатываемого отверстия и воспринимает контактные давления, возникающие при обработке. При этом, поскольку длина лепестков 11 различ- 15 на, их прогиб зависит от величины этих давлений от начала контакта до конца лепестка. Этот прогиб регистрируется тензодатчиками 13, соединенными по полумостовой схеме и связанными с многоканальным тензоусилителем 14, на выходе которого запоминающее устройство 15 выделяет сигнал, пропорциональный контактному давлению в каждой зоны контакта поверхностей отверстия и динамоментра, и запоминает его. Для построения эпюры контактных давлений ис - 2S пользуют преобразователь параллельного кода в последовательный, например аналоговый коммутатор со сглаживающим фильтром, построение эпюры ведется при помощи регистрирующего прибора (двухкоординатного графопостроителя).

Разработан опытный образец динамометра для определения контактных давлений при деформирующем протягивании отверстий диаметром 45 — 0,01 мм. Рабочий конус тензометрического деформирующего элемента имеет длину 25 мм и угол 4, ширина цилиндрической ленточки составляет 1 мм. Упругая и жесткая части тензометрического деформирующего элемента выполнены из твердого сплава ВК 15 и разделены винтовой линией разъема с шагом 10 мм, причем 40 стык герметизирован пластичным составом.

Оправка выполнена из стали 40 — ХНМА, HRC 50 — 55. Передняя упругая часть динамоментра имеет 20 лепестков, высота соседних из которых отличается на 0,5 мм. Дина- 45 мометр испытан при деформирующем про4 тягивании втулок из стали 20 Г, НВ 200, с натягом 1,6 мм, что соответствует фактической длине контакта 7,5 мм. Толщина стенки втулок равняется 5 мм. Испытания проводят на скорости 0,05 м/с. В качестве технологической смазки используют жидкость NP — 4. В результате испытаний получена эпюра контактных давлений, имеющая два максимума, один минимум и две нулевые точки, соответствующие началу и концу контакта (кривая, полученная с помощью известного динамометра имеет лишь один максимум). При этом второй максимум находится на расстоянии 0,5 мм от начала цилиндрической ленточки. В этой точке контактные давления максимальны и составляют 1,4 ГПа, что в 1,5 раза превышает средние контактные давления.

На цилиндрической ленточке, в отличие от известного технического решения, контакт не зафиксирован. Полученные экспериментальные данные о величине и характере распределения контактных давлений дают возможность оптимизировать геометрию инструмента, за счет чего повышается его стойкость

Формула изобретения

Динамометр для определения контактных давлений при деформируюшем протягивании, содержащий оправку и размещенный на ней тензометрический деформирующий элемент с цилиндрической ленточкой, заборным и обратным конусами, состоящий из разъемных упругих частей с датчиками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения контактных давлений за счет уменьшения шага измерения, торцовые поверхности разъемных частей выполнены по винтовой линии, шаг которой превышает сумму длины цилиндрической ленточки и половины длины рабочего конуса, при этом одна из частей жестко закреплена на оправке, а упругая выполнена в виде лепестков с последовательно возрастающим диаметром, имеющих общее основание, при этом центры концов лепестков расположены на винтовой линии разъема, а датчики размещены на лепестках, 1466916

Составитель С. Чукаева

Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 1100/13 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101