Актуальные проблемы в машиностроении том 4 №4

Актуальные проблемы в машиностроении

. Том 4. № 4. 2017

Технологическое оборудование,

оснастка и инструменты

____________________________________________________________________

левой точки необходимо разрядить емкость C

с помощью кнопки сброса. Имеющийся дрейф

компенсируется программно уже на этапе обработки сигнала по данным полученным с ре-

ференсного измерения без приложения сил.

Результаты и обсуждение

На основании вышеизложенного была принята схема динамометра (рис. 2) с приме-

нением преднагружения пьезоэлектрических датчиков изменения силы. Конструкция корпу-

са динамометра предполагает, что после базирования устройства на столе станка оси датчи-

ков окажутся параллельны координатным осям станка. В схеме используется 8 датчиков: оси

двух из них вдоль параллельны оси X станка, оси двух – оси Y, оси оставшихся четырёх –

оси Z.

В качестве датчиков изменения силы использованы датчик силы AC20. Осевая чув-

ствительность датчиков варьируется в диапазоне от 1,69...1,98 пКл/Н (в среднем

14,92 пКл/Н), электрическая ёмкость – в диапазоне 30,6...35,6 пФ (в среднем 32,3 пФ).

Диапазон измеряемых усилий датчиков лежит в интервале −1000...+5000 Н. Однако

силы резания при обработке осевым инструментом могут быть направлены каким угодно об-

разом в зависимости от направления подачи и направления вращения инструмента. Таким

образом, необходимо устанавливать датчики на одной оси, зеркально друг другу. Однако это

ведёт к увеличению числа датчиков вдвое по сравнению со случаем использования датчиков

с симметричным диапазоном измерений. Чтобы сократить количество используемых датчи-

ков, было принято решение преднагрузить каждый из них в осевом направлении усилием

2000 Н. За счёт этого удалось обеспечить симметричный диапазон измерений в интервале

−3000...+3000 Н. Недостатком данного решения стало сокращение абсолютной величины

предельной измеряемой динамометром нагрузки, однако ширина полученного диапазона из-

мерений вполне достаточна для исследовательских задач.

Рис. 2.

Схема динамометра для измерения сил резания

Как известно из теоретической механики [8 и многие другие], значение главного век-

тора от выбора центра приведения C не зависит. Значение же главного момента при измене-

нии положения центра C может в общем случае изменяется вследствие соответствующего

изменения значений моментов отдельных сил. Момент сил резания M

по сути является

главным моментом системы сил P

, P

и P

(рис. 3).

Динамометры производства Kistler позволяют определять момент M

относительно

только центральной точки динамометра. Математическое обеспечение предлагаемого дина-