Двухкомпонентный датчик сил резания
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 6О96О О (61) Дополнительное к авт. свид-ву (2 ) 3 В 23 В 25/06 с присоединением заявки № Гооцвротввиоый иояитвт Ооввтв Ииоиотров СВСР ио авива изайрвтвиий и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 050678, Бюллетень ¹ 21 Я) УДК 621 ° 941 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 060578 (72) )%вторы изобретения В.В.Яковенко, В.Д.Сквирский, A.Ä.Koíoâàëoâ и В.A.Koïàíåâ (71) Заявитель Ворошиловградский машиностроительный институт (54) ДВУХКОМПОНЕНТН61И ДАТЧИК СИИ РЕЗАНИЯ Изобретение относится к станкостроению, может быть использовано для исследования.процессов резания, а также для измерения составляющих любой силы, действующей в известной плоскости. 5 Известен двухкомпонентный датчик сил резания на резце, измеряющий тангенциальную и осевую составляющие, содержащий изгибаеьый магнитопровод, обмотки возбуждения и выходные обмотки, в маг- 10 нитопроводе которого выполнены пазы, образующие чувствительные элементы датчика в плоскости, параллельной плоскости действия указанных составляющих сил резания (1). Недостатками известного датчика являются его сложность и неточность измерения. Цель изобретения — упрощения конструкции датчика и повышение точности я0 измерения. Для этого пазы, образующие чувствительные элементы датчика, выполнены круглыми и расположены под углом 45 к осям, параллельным линиям действия g5 составляющих силы резания. На фиг.1 представлен предлагаемый датчик, общий вид; на фиг.2 — распределение внутренних напряжений в теле датчика под действием усилий Р и Р, ЗО на фиг.3 — то же, под действием усилия Р, на фиг.4 — сечение державки резца (без обмоток) в месте расположения чувствительных элементов; на фиг.5 — включение выходных обмоток. Датчик для измерения двух составляющих Р„ и Р усилия резания состоит из пятистержневого магнитопровода 1, функцию которого выполняет, применяе- мая на тяжелых токарных станках державка съемного резца 2 с пазами, выполненная из стали марки 4ОХ, обладающей магнитоупругими свойствами, и обмоток 3, расположенных на чувствительных стержнях магнитопровода. Обмотка возбуждения состоит из четырех секций Жт — Жту, расположенных на четырех чувствительных элементах магнитопровода, по одной на каждом. Кроме того, на каждом из чувствитель.— ных элементов размещено по две выходные обмотки. Номера обмоток соответствуют номерам чувствительных стержней (фиг.4). Например, на стержне I находится секция Ъ7 обмотки возбуждения и о две выходные обмотки WZ и Ъ71 . Выходные обмотки включены последовательно, причем способ включения зависит от того, какую составляющую необходимо измерять (фиг.5). 609600 или Мн (Рх) Mu (Pz) Ч Ми (1 g) II 1) у Мн (P х,) W < с)0 Формула изобретения Фиг. / )I (у) л (+z л ()))л 41)иг. 2 Датчик работает следующим образом. При отсутствии усилий во всех втоpH÷íûê общотках наводятся равные ЭДС. Попарно встречным включением обмоток обе",цечивается равенство сум1 марных ЭДС нулю. Действие каждой из трех составляющих усилия резания Р„, Р ц и Р> приводит тело датчика в напряженное состояние (фиг.2 и 3) Если учесть, что внут1 ) ренние напряжения, возникающие от составляющей Р„, очень малы (сила действует на большую площадь), то, пренебрегая их влиянием, для каждого иэ чув.-тIIIzeaI III Ix стержней можно записать Ми (Р ) MLI (Р ) ) ц! N . Ми (Р ) M.u() ! wg ы Сжатие и растяжение чувствительных стержней магнитопровода вызывает изменение I:õ магнитных проницаемостей, а, следовательно, и ЭДС наводимых во вторичных обмотках, причем знаки приращений магнитной проницаемости и ЭдС определяются знаками внутренних напряжений. При измерении Р суммарная ЭДС, наводимая в цепи, будет =f -U — б -e ) (s) Подставив в (5) выражения (1-4), получим К1 = f (Р ) При измерении Р„ f I.Gz GIII 0ц Стч) 2 1 ) ) Таким образом, в одной иэ выходных цепей получаем информацию о тангенциальной "оставляющей Р, в другой — об осевой Р„. конструкция датчика упрощается эа счет изменения формы и расположения пазов,. каждый из которых может быть выполнен простым способом (сверлением) . Точность измерения повышается путем увеличения жесткости (уменьшения вылета) конструкции, а также схемы включения обмоток, обеспечиваЮщей полную компенсацию сигнала ненагруженного датчика и его температурной нестабильности. Двухкомпонентный датчик сил резания на резце, измеряющий тангенциальную и осевую составляющие, содержащий магнитопровод с пазами, образующими чувствительные элементы датчика в плоскости, параллельной плоскости укаэанных составляющих сил резания, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения, пазы выполнены круглыми и расположены под углом 45 . к осям, параллельным линии о действия составляющих силы резания. Источники информации, принятые во внимание при эспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР Р 517405, кл. В 23 В 25/06, 1974. 609600 ИзмеРенце Pz W ° Иум реечке Р,, (II Фиг. 5 Составитель М.Пуряев Техред 3. Фанта Корректор С. Патрушева Редактор И . Гохфельд Заказ 2893/10 Тираж 1263 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная; 4
