7.Сборная торцовая фреза с тензометрическим датчиком для измерения силы резания при фрезеровании

029

В конструкции фрезы, показанной на рис. 6.35, палец 2, предназначенный для закрепления державки 4с режущей пластинкой 5в корпусе фрезы 3, служит упругим звеном, на который наклеиваются тензорезисторы 6.

8.Тензометрические опоры шпинделя шлифовальной бабки

В опорах 1 и 3корпуса 2шлифовальной бабки установлен шпиндель 4с абразивным кругом 5 (рис. 6.36). Шпиндель базируется в каждой опоре на трех опорных вкладышах 12,выполненных в виде самоустанавливающихся сегментов.

Они поджаты сборными винтами через стандартный шарик 13и стакан 11с тонкостенным дном, на внутренней поверхности которого наклеены тензорезисторы 14.

030

В процессе шлифования тангенциальная и радиальная составляющие силы резания воспринимаются вкладышами 12и через шарик 13тензорезисторами 14на дне стакана 11. Электрический сигнал подается в измерительный канал 8.

Бесконтактные способы измерения

Описанные приспособления для измерения сил резания обладают существенным недостатком, связанным с необходимостью применения токосъемника со скользящими контактами.

Для того, чтобы исключить этот недостаток можно применять следующие измерения бесконтактным способом.

1.Измеритель крутящего момента

Измеритель крутящего момента, возникающего при работе осевым инструментом, позволяет выполнять измерения бесконтактным способом.

В основе его работы лежит эффект Виллари, состоящий в изменении намагниченности металла — ферромагнетика при его деформации.

Эффект обусловлен изменением под действием механических напряжений структуры ферромагнетика, определяющей его намагниченность.

Измеритель, являющийся упругомагнитным датчиком, состоит (рис. 6.37) из бесконтактного преобразователя, представляющего собой катушку индуктивности, кольцом охватывающую инструментальную оправку.

Оправка является ферромагнитным сердечником, намагниченность которого, а следовательно, и индуктивность меняется в результате деформации под действием измеряемого момента резания.

Электромагнитный измерительный блок обеспечивает возбуждение преобразователя переменным током звуковой частоты и усиления выходного сигнала, преобразуя его в цифровую форму.

Рис. 6.37. Измеритель крутящего момента на осевом инструменте 031

2.Датчики мощности, потребляемой приводами станка

Мощность резания при продольном и поперечном точении рассчитывают соответственно по формулам:

Мощность, потребляемую электродвигателем привода главного движения станка, определяют как

а мощность электродвигателей приводов подач

Во всех формулах — КПД приводов.

032

Из формул следует, что потребляемая мощность каждого электродвигателя будет изменяться в зависимости от изменения соответствующей ей составляющей силы резания.

Естественно, что износ или выкрашивание инструмента, изменяющие силу резания, приведут к изменению момента и мощности.

Основанный на этом метод контроля состояния инструмента находит широкое распространение в связи со своей простотой.

Достаточно измерить силу тока, протекающего в якоре электродвигателей постоянного тока, часто применяемых в приводах станков.

Сила тока пропорциональна или мощности, или крутящему моменту на валу электродвигателя. Измерение тока в цепи якоря производят с помощью шунта, т. е. небольшого сопротивления, включаемого в электрическую цепь якоря.

Первичный ток в цепи якоря электродвигателя может быть определен путем умножения измеренного амперметром вторичного тока на коэффициент трансформации