Устройство для измерения крутящегомомента

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социанистических

Республик (!1)837598

-9 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлено 161079 (21) 2829356/25-08 51 „.,(„з

В 23 В 47/32 с приСоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (23) Г1риоритет

Опубликовано 150681 Бюллетень Н9 22

Дата опубликования описания 150681 (gy) уд (621. 573 (088.8) /

В.А. Анфалов ! ! ( (5 (f (.(, ( ((!

Ростов(кий-на-Дону институт сельскохозяйственног -= " -- машиностроения, (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО

МОМЕНТА

Изобретение относится к устрой- ствам, служащим для контроля и изМерения нагрузки на инструмент в системах .автоматического управления на агрегатных сверлильных станках, Станках-автоматах для глубокого сверления и автоматических линиях

4ля увеличения надежности их работы.

Применение датчиков, использующих деФормацию упругих элементов, установленных между шпинделем и инструментом, приводит к ослаблению. жесткости шпиндельного узла, усложнению его конструкции и снижает надежность станка. Большинство таких датчиков крутящего момента не может быть использовано в многошпиндельиых агрегатных головках в силу конструктивных особенностей (сложности, громоздкости датчиков, малого межосевого расстояния между шпинделями).

Эти недостатки устраняются в устрой ствах, имеющих блоки активного кон- троля крутящего момента, которые осуществляют измерение нагрузки на инструмент в любой момент обработки без ослабления жесткости шпиндельб ных узлов при наименьшем усложнении конструкции.

Известен планетарный датчик крутящего момента, в котором ведущий элемент (вал) снабжен поводком и цапфами, на которых с помощью подшипников установлены шестерни-сателлиты. Последние находятся в зацеплении с шестерней, жестко укрепленной на ведомом элементе (выходном валу), и опорным элементом.

Опорный элемент, выполненный в виде солнечной шестерни с зубьями наружного и внутреннего зацеплений, может поворачиваться относительно своей оси и взаимодействовать с находя1 щейся в зацеплении с ним подпружиненной рейкой. Пружина настроена на некоторую заданную величину уси лия Ро . При вращении ведущего элемента шестерни-сателлиты, обкатываясь по внутреннему зубчатому венцу опорного элемента, который удерживается от проворачивания подпружиненной рейкой, передают ведомому элементу момент вращения. Если усилие, приложенное к опорному элементу со стороны ведущего элемента, превысит величину, на которую настроена пружина, ведущий элемент с поводком провернется относительно ведомого на некоторый угол. При этом шестерни837598

60, сателлиты, обкатываясь по шестерне ведомого элемента, вызовут угловое смещение опорного элемента. Последний переместит рейку, которая, в свою очередь, деформирует и передает на опорный элемент новое, большее усилие. Настройка датчика на значение начального момента М>, величина которого зависит от диаметра предохраняемого сверла, производится соответствующей регулировкой пружины. Этот датчик представляет собой совокупность вынесенных непосред- . ственно на объект контроля (шпиндельный узел) двух преобразователейпервичного, воспринимающего крутящий момент и преобразующего его в угловое перемещение опорного элемен та, и промежуточного, преобразующего указанное угловое перемещенИе в линейное перемещение рейки (1).

Недостатками этого датчика являются сложность конструкции, невозможность использования такого датчика в многошпиндельных агрегат" ных головках с ограниченным межцентровым расстоянием.

Цель изобретения вЂ,разработка простой и надежной конструкции датчика крутящего момента для многошпиндельных головок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения крутящего момента на агрегатных станках> содержащем упругий чувствительный элемент, вторичный преобразовательдатчик редуктор, включающий ведущую, промежуточную и ведомую шестерни, упругий чувствительный элемент выполнен из подвижной части, на которой установлена промежуточная шестерня, и неподвижной части, ук репленной на редукторе вместе с вторичным преобразователем, измерительный наконечник которого контактирует с подвижной частью упругого чувствительного элемента.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения крутящего момента, общий вид; на фиг. 2 применение промежуточной шестерни на подвижной части упругого чувствительного элемента; на фиг. 3 и 4 схемы измерения при различном размещении зубчатых колес в редукторе агрегатной головки для одного шпинделя.

Устройство состоит из упругого чувствительного элемента 1, на подвижной части которого с помощью цапфы 2 и подшипников укреплена промежуточная шестерня 3, находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней

4 и с ведомой шестерней 5 (шпиндель агрегатной головки). В неподвижной части упругого чувствительного элемента 1, укрепленной на корпусе редуктора, устанавливается вторичный преобразователь — датчик б, иэмери5

g5

50 тельный наконечник которого находится в контакте с подвижной частью

Упругого чувствительного элемента 1.

Устройство работает следующим образом.

При изменении крутящего момента

Мрц на шпинделе агрегатной головки, а следовательно, на ведомой шестерне 5 пропорционально изменяются силы реакции P на промежуточной шестерне в точках контакта,с ведущей 4 и ведомой 5 шестернями и соответственно изменяется суммарное усилие Р = 2Р на оси промежуточной шестерни, укрепленной на подвижной части чувствительного элемента, что вызывает изменение деформации подвижной части чувствительного элемента 1 и его ,смешение относительно неподвижной части, которое при помощи вторичного преобразователя б преобразуется в соответствующий электрический сигнал, пропорциональный величине крутящего момента. Сила Р, возникающая на зубьях промежуточной шестерни 3 в точке контакта с ведущей шестерней

4, и сила реакции от действия момента резания в точке контакта с ведомой шестерней 5 примерно равны, направлены в одну сторону и пропорциональны крутящему моменту (моменту резания на инструменте).

Статическая деформация упругого чувствительного элемента 1 в точке крепления цапфы 2 промежуточной шестерни -3(фиг.3 н 4) пропорциональна измеряемому моменту резания. Жесткость упругого чувствительного элемента, определяемая размерами и материалом, задается в зависимости от диапазона изменения Мрр и величины деформации чувствительного элемента, зависящей, с одной стороны, от допуска на межцентровое расстояние зубчатого зацепления и, с другой стороны, от чувствительности вторичного преобразователя с измерительной схемой.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента на агрегатных станках, содержащее упругий чувствительный элемент, вторичный преобразователь, редуктор, включающий ведущую, промежуточную и ведомую шестерни, о тл и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения конструкции, упругий чувствительный элемент выполнен из подвижной части, на которой установлена промежуточная шестерня, и неподвижной части, укрепленной на редукторе вместе с вторичным преобразователем, измерительный наконечник которого контактирует с под-, вижной частью упругого чувствительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство, СССР

Р 283783, кл. В 23 В 47/32, 1971.

837598 фиг. 1 фиг. г дРигигл.г сю ш вел о жцпю рцняр алеете,м,г

Ю ил Ргль

Югдоиор ю вс ч.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Редактор Л. Повхан

Заказ 4302/19

Составитель В. Алексеенко

Техред И.Голинка; Корректор М. Коста

Тираж 1148 Подписное

ВНИИ1 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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