Динамометрическое устройство для измерения

 

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Реслублик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 13.1V.1970 (№ 1427497j29-33) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 09.1 I.1972. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.111.1972

М. 1 л. G 011 1 22

Котеитет an делате нзобретеиий и открытий ар Совете Мииистрое

CCGP

УД1 620.176(088.8) Автор изобретения

В. E. Шуин

3 аявитель

ДИНАМОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

MI HOBEHHbIX ЗНАЧЕНИЙ CHJI РЕЗАН ИЯ НА ЗУБЕ

КРУГЛОЙ IIHJIbl

Изобретение относится к области измерительных устройств, применяемых при исследовании динамики процесса резания древесины вращающимися инструментами, и предназначено для измерения мгновенных значений касательной и радиальной сил резания непосредственно на зубе круглой пилы.

Известны устройства для исследования динамики процесса пиления древесины круглыми пилами, приспособленные для измерения сил резания на образце древесины и выполненные в виде однозубой пилы, зуб которой устанавливается на специальной измерительной головке. Чувствительным элементом такой головки являются упругие тензоцилиндры и т. д.

Такое устройство имеет ряд существенных недостатков: измерение на образце позволяет измерять не значение касательной и радиальной сил резания, а только горизонтальную и вертикальную проекцию их суммарного действия на образце, а указанные силы резания можно получить только путем расчета; — учитывая демпфиру1ощие свойства древесины образца, закрепленного на измерительной головке, через который производится передача усилия на чувствительные элементы преобразующего устройства головки, полученные измерительные сигналы снл резания могут значительно отличаться от фактически действующих в пропиле; — масса образца древесины, закрепленного непосредственно lla головке, оказывает влияние на собственную частоту упругой системы измерительной головки, что исключает воз5 можность применения для опыта значительных размеров опытных образцов, что необходимо, например, при исследовании влияния на силы резания больших высот пропила; — зна штельная сложность изготовления и

10 отладки таких дннамометрическнх головок.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения фактических значешгй действующих на зуб касательной и радиальной снл резания.

15 Достигается это тем, что измерительная головка выполнена в виде сборного двузубого инструмента, рабо гий и балансировочный зубья которого консольно закреплены между двумя боковыми дисками, причем на рабочий

20 зуб прикреплены тензодатчики двух отдельных измерительных мостов.

На фнг. 1 изображен сборный двухзубый пильный инструмент, несущий рабочий (дпнамометрическпй) и балансировочный зубья, 25 общий вид; на фиг. 2 — рабочий зуб с наклеенными на нем тензодатчиками, общий вид.

Динамометрическнм устройством, преобразующим усилие резания в измерительные снг3(j палы, является основание корпуса рабочего

329419

65 зуба. Только один зуб является рабочим, а второй — выполняет роль уравновешивающего, т. е. балансировочного.

Консольно закрепленный рабочий зуб в несущем основании сборного пильпого инструмента работает по принципу. упругo,;" балки с нагрузкой на лезвие зуба от касательной и радиальной сил резания, причем касательная сила резания приложена перпендикулярно нейтральной оси балки, а радиальная сила— вдоль оси балки. Наклееные тензодатчики двух отдельных измерительных мостов спл рсзания в соответствующих зонах основания зуба преобразуют упругую деформацию тела зуба в электрические измерительные сигналы разбаланса мостов. Измерительные мосты соединены с усилительной тензостапцией при помощи проводов, проложенных в отверстии пустотелого пильного вала и специального ртутного токосъемника. Тензостапция должна иметь высокую частоту несущего сигнала, на выходе которой включается осциллограф для регистрации сигналов»а фотопленке.

Рабочий зуб 1 и балансировочный зуб 2 консольно закреплены между двумя несущими боковыми дисками 8 и 4 при помощи болтов с гайками 5 и б. Между боковыми дисками расположен распорный диск 7. Вся конструкция дополнительно крепится при помощи болтов с гайками 8, на которые одеваются распорные шайбы 9. Распорный диск и распорные шайбы должны обеспечивать параллельность боковых дисков и достаточное пространство для размещения вставных зубьев с наклееными на боковой поверхности рабочега зуба тензодатчиками. После тщательной балансировки и выверки сборный инструмент устанавливается на пильный вал 10 круглопильпого станка как обычная пила и крепится при помощи пильных шайб 11, 12 и гайки 18.

Чтобы не производить проковку боковых дисков сборного инструмента, на боковой внутренней поверхности каждого диска выфрезированы несквозные компенсирующие канавки 14. Канавки расположены симметрично относительно центра диска по радиусам, проходящим между отверстиями для сборных болтов.

Вставные зубья изготавливаются из полотна одной и той же круглой пилы, имеют одинаковую форму и размеры и отличаются лишь тем, что балансировочный зуб по лезвию сточен на 2 — 2,5 м,я и не принимает участия в резании древесины, а поэтому не плющится и не затачивается.

Рабочий зуб выполнен в виде ограниченного сектора, несущего на конце сам зуб. Для уменьшения массы сектора зуба симметрично оси сектора высверливается по два отверстия

15. Расположенные на оси два отверстия 16 предназначены для крепления зуба между боковыми дисками.

В верхней части сектора между отверстиями 15 асимметрично центральной оси сектора

l0

15 г0

55 наклеены тензодатчики 17, 18, а с другой стороны сектора противоположно первым еще два датчика 19 и 20. Эти четыре датчика составляют половину измерительного моста радиальной силы резания.

В нижние части сектора основания рабочего зуба, симметрично центральной оси сектора, наклеено еще четыре тензодатчика 21—

24 по два с каждой стороны сектора, входящие в измерительный мост касательной силы резания.

Тепзодатчики 17 — 20 включены по полумостовой схеме с обоими активными плечами по два последовательно включенных датчика в каждом плече полумоста.

Тензодатчики 21 — 24 включены по такой же полумостовой схеме, по два датчика в каждом активном плече.

Двухстороннее расположение датчиков на корпусе сектора зуба и наличие двух активных плечей полумоста обеспечивают полную компенсацию температуры и нечувствительность измерительных мостов к возможным боковым (аксиальным) отгибам зуба.

Под действием на зуб касательной силы резания происходит разбаланс обеих измерительных мостов. Под действием радиальной силы резания, направленной вдоль оси сектора зуба, в зоне наклейки датчиков 21 — 24, т. е. измсрительного полумоста касательной силы резания, происходит равномерное сжатие по всему сечению пластинки сектора, что не вызывает разбаланса этого моста. В зоне наклейки датчиков 17 — 20 полумоста измерения радиальной силы резания возникает дополнительньш момент, который увеличивает или уменьшает разбаланс измерительного моста радиальной силы резания, так как радиальная сила является зпакопеременной.

При одновременном действии на лезвие зуба касательной и радиальной сил резания на выходе измерительных мостов возникает соответствующий разбаланс, причем на выходе моста касательной силы — только or действия касательной силы, на выходе измерительного моста радиальной силы резания — суммарный разбаланс о",действия обеих сил. Производя раздельное нагружение зуба в направлении действия той и другой силы при тарировке измерительных мостов, легко выделить из суммарной осциллограммы радиальную силу резания.

Тарировка измерительных мостов производится на рабочем месте приложением соответствующих нагрузок непосредственно к лезвию рабочего зуба.

Предмет изобретения

Динамометрическое устройство для измерения мгновенных значений сил резания на зубе круглой пилы, включающее измерительную головку с тензодатчиками, входящими в состав измерительных мостов, отличающееся

329419 тем, что, с целью обеспечения возможности измерения фактических значений действующих на зуб касательной и радиальной сил резания, измерительная головка выполнена в виде сборного двузубого инструмента, рабочпй и баланспровочный зубья которого консольпо закреплены между двумя боковыми дисками, причем на рабочий зуб прикреплены тензодатчики двуx отдельных измерительных

5 мостов.

Рсдактор И. Квачадзе

Составитель B. Алекперов

Тсхрсд 3. Тараненко

Корректор А, Васильева

Заказ 742/13 Изд. ¹ 211 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобрстешш и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, 1 еушская паб., д. 4/5

TJIIIoI.pëôèÿ, пр. Сапунова, 2