2. Устройство динамометра.

В лабораторной работе используется динамометр УДМ, который предназначен для измерения сил P , P , Р , а также крутящего момента при различных операциях механической обработки: точении, сверлении, шлифовании, фрезеровании и др.

На рис. 4 показана схема динамометра УДМ.

Рис. 4. Динамометр (прибор): а). общий вид;

б). схема упругого элемента.

В корпусе прибора установлена державка, между сторонами которой и соответствующими стенками корпуса размещены 24 упругих элемента, показанные на рис.4,а.

Все упругие элементы размещены симметрично и на максимальных расстояниях, допускаемых габаритными размерами прибора. Всем уп­ругим элементам с помощью специальных винтов (см.рис.4,б), соз­дается предварительный натяг, равный половине допускаемой нагруз­ки. В этом случае мы имеем упруго-напряженную систему, практически исключающую гистерезис.

Конструкция трубчатых упругих элементов, изображенных на рис.4,б состоит из трубки, двух крышек с опорными торцами и шей­ками, имеющими такую же прочность на сжатие, как и рабочая часть втулки, но значительно меньшую жёсткость на изгиб, из-за небольшо­го диаметра. Такая конструкция позволяет устранить взаимовлияние.

Прибор в целом удобен в эксплуатации, имеет линейные тарировочные графики, достаточно высокую частоту собственных колебаний (малая инерционность), особенно в направлении силы P .

Длительная эксплуатация прибора выявила ряд существенных недостатков. Прежде всего прибор имеет низкую жёсткость в направлении сил P , Р . Это связано с наличием консоли резца относительно опорных элементов, а также большого количества соединений, увеличивающих деформацию по сравнению с цельной конструкцией. Особенно велико влияние на жёсткость консоли резца, с увеличением ко­торой показания прибора в статике не изменяются. В тоже время про­гиб резца значительно увеличивается (уменьшается жёсткость). Такое свойство достигнуто благодаря примененной схеме соединения тензодатчиков, при которой момент от силы P . (так же как и от силы Р ), не влияет на величину измерительного сигнала. Это обеспечивает прибору независимость показаний от координат точ­ки измеряемой силы, но при этом уменьшается жёсткость прибора. Пос­леднее недопустимо, так как при этом изменяются условия резания, в частности, виброустойчивость системы, износ инструмента и другие показатели.

Наряду с отмеченным, прибор УДМ имеет недостаточную защиту от

смазочно-охлаждающих жидкостей, что приводят к потере стабильности показаний и в конечном итоге к неисправности. При этом неисправность трудно устранить, так как требуется либо длительная сушка прибора, либо его полная разборка, что возможно только для специалистов. Ненадёжная защита от СОЖ связана с конструкцией прибора, в которой практически невозможно исключить попадание незначительных порций СОЖ, если учесть большое количество винтовых соединений, гарантиро­ванные зазоры между всеми боковыми сторонами державки и корпусом, а также нижней стороной державки и основанием. Эти зазоры заполнены мягкой резиной, чтобы не было большого сопротивления перемещению державки при деформации упругих опор. В этом случае не исключается попадание СОЖ в зону расположения тензодатчиков. В то же время удаление СОЖ и особенно её паров(конденсата) весьма затруднено.

Включение прибора УДМ в технологическую систему изменяет существенно условия процесса резания, что делает его непригодным для использования в адаптивных системах. Поэтому этот прибор целесооб­разно применять для лабораторных исследований и для оценки качест­ва других конструкций.