Способ измерения мощности резания материала

Изобретение относится к способам измерения мощности резания материала и может быть использовано для проведения исследований энергетической эффективности процесса резания материала. Сущность изобретения заключается в том, что мощность резания определяется как произведение суммы моментов инерции системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» на сумму угловой скорости и половину приращения угловой скорости, в течение которого определено угловое ускорение системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию на разность углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» и углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент», определенного с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения мощности резания материала с высокой частотой. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам измерения мощности резания материала и может быть использовано для проведения исследований энергетической эффективности процесса резания материала.

Известен способ измерения мощности резания материала, основанный на измерении силы сопротивления резанию и скорости резания (Режимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М., «Машиностроение», 1972).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет с высокой частотой измерять мощность резания материала.

Изобретение направлено на обеспечение возможности измерения мощности резания материала с высокой частотой.

Сущность изобретения заключается в том, что мощность резания определяется как произведение суммы моментов инерции системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» на сумму угловой скорости и половину приращения угловой скорости, в течение которого определено угловое ускорение системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию на разность углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» и углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент», определенного с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию.

Новизна заключается в том, что мощность резания материала определяют на основе измерения приведенного момента инерции сил сопротивления резанию.

На чертеже 1 изображена схема реализации предлагаемого способа измерения мощности резания материала.

Приводной двигатель 1, угловое ускорение ротора которого определяется посредством датчика 2, соединен посредством соединительной муфты 3 с режущим инструментом 4 для воздействия на материал резания 5.

Реализуется предлагаемый способ измерения мощности резания материала следующим образом.

Ротор приводного двигателя 1 посредством соединительной муфты 3 соединяется с режущим инструментом 4. К приводному двигателю 1 с рабочим телом подводится энергия, при этом в начальный момент времени режущий инструмент 4 не касается материала резания 5.

С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ω ротора приводного двигателя 1, при которой развивается определенный крутящий момент М. Затем измеряется угловое ускорение ε₁ системы вращающихся масс «приводной двигатель, соединительная муфта, режущий инструмент», имеющей момент инерции J_дв+J_м+J_и при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω. Крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:

Далее режущий инструмент с определенной скоростью подачи вводится в материал резания 5. С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ω ротора приводного двигателя 2, развивается определенный крутящий момент М. Затем измеряется угловое ускорение ε₂ системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, режущий инструмент» с моментом инерции J_дв+J_м+J_и с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию J_p при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω, то есть при том же начальном значении крутящего момента М. Крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:

Из выражений (1) и (2) определяется приведенный момент инерции сил сопротивления резанию:

Умножив полученное в выражении (3) значение приведенного момента инерции сил сопротивления резанию J_p на угловое ускорение ε₂ и на среднее значение угловой скорости из диапазона от ω до ω+dω, то есть на ω+dω/2, определяем среднюю для диапазона угловой скорости от ω до ω+dω мощность резания материала:

Таким образом, зная момент инерции вращающихся масс электрического двигателя (с учетом потерь на трение в опорах), момент инерции соединительной муфты и момент инерции режущего инструмента можно определить мощность резания материала с высокой частотой.

Способ измерения мощности резания материала, отличающийся тем, что мощность резания определяется как произведение суммы моментов инерции системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» на сумму «угловой скорости и половину приращения угловой скорости, в течение которого определено угловое ускорение системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию на разность углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» и углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент», определенного с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию.