Прилади для вимірювання сил різання

Прилади призначені для вимірювання складових сил різання називають динамометрами. Якщо динамометр вимірює одну складову, то він називається однокомпонентним, дві – двокомпонентним, три – трикомпонентним.

Для дослідження процесу різання при свердлінні, зенкеруванні, розвертуванні, нарізанні різі мітчиком застосовуються двокомпонентні динамометри, які вимірюють складову силу різання, направлену вздовж осі інструменту, і крутний момент.

На рисунку 6 зображено будову свердлильного динамометра, який використовується в даній лабораторній роботі.

Стержень 3 встановлений через підшипники 4, 5 в стакані 6, який в свою чергу кріпиться болтами до установочної плити 7. В паз, виготовлений по торцю стакана, вставляється тензометрична балка 8 з тензодатчиком 9, яка защімлюється між стаканом і установочною плитою. В стержень 3 вкручено болт 10, який служить для передачі крутного моменту на тензобалку 11 з датчиком 12, яка вмонтована в пази фланців стакана.

Будова і принцип роботи дротяного тензодатчика

На рисуноку 4.7 зображено будову дротяного тензотачика, який складається з дротяної решітки 1, паперу 2 і виводів 3. При деформації тензодатчика деформується дротяна решітка, яка при цьому змінює свій опір, а також і силу струму, який проходить через решітку.

Величина зміни струму тензодатчика залежить від сили, прикладеної до тензобалки і фіксується через підсилювач міліамперметрами.

Рисунок 4.6 Дротяний тензодатчик.

Принцип роботи динамометра

В стержень 3 за допомогою болта 2 закріплюють деталь 1, в якій висвердлюють отвір певного діаметра. Осьова сила при цьому через стержень 3 та шарик 13 діє на тензобалку 8, деформуючи її, а також наклеєний на неї датчик 9.

Крутний момент від свердління передається через стержень 3 і болт 10 на тензобалку 11 з тензодатчиком 12 і також деформує їх.

Рисунок 4.7 Динамометр.

Тарування свердлильного динамометра

Для тарування динамометра по осьовій силі складаємо пристрій показаний на рисунку 8, який складається з двох вертикальних стояків 6, закріплених в пазах стола свердлильного верстата 9. У верхній частині стояків при допомозі гайок 3 закріплена траверса 2 з ґвинтом 1. Між свердлильним динамометром 7 і торцем ґвинта закріплений зразковий динамометр Токарєва 4 з індикатором 5. Тарування свердлильного динамометра проводять в наступній послідовності:

І. Навантаження

а) створюють попередній натяг ґвинтом 1 для ліквідації зазорів в системі;

б) виставляють на «нуль» стрілку міліамперметра 12 (за допомогою ручки керування тензостанції 11 і стрілки індикаторної головки 5);

в) закручуючи ґвинт 1, створюють навантаження (=50 кг) на динамометр Токарєва 4; відлік сили (величини навантаження) роблять по шкалі індикатора 5, керуючись паспортом динамометра 4;

г) навантаження з динамометра 4 передається на стержень динамометра 7, а далі через кульку 10 на балочку, на якій наклеєний тензодатчик 8. Внаслідок деформації тензодатчика змінюється його опір. Це викликає зміну струму в електричному колі тензостанції 11 (підсилювача). Цю зміну струму після її підсилення ми і бачимо на міліамперметрі 12;

д) записуємо величину навантаження динамометрів (в кг) і покази міліамперметра 12 (в ) в колонку «навантаження» табл.1. Далі процес повторюється по пунктах в-д до== 450 кг з інтервалом навантаження. Відлік навантаження в кг проводити у відповідності з паспортом зразкового динамометра.

2. Розвантаження динамометра заключається в тому, що по­чинаючи з не міняючи інтервалузнімається навантаження із динамометра до=0. Одночасно із зміноюфіксується зміна показів міліамперметра 12, і ці покази заносяться в табл. 1 в колонку «розвантаження».

Для тарування динамометра по складаємо пристрій (див. рисунок 8), який складається з опорної плити 1, нерухомо закріпленої при допомозі болта 2 до станини верстата 3. У верхній частині динамометра 4 закріплений Г-подібний важіль 5 з упорним ґвинтом 6, який одним із своїх торців упирається в контрольний динамометр 7, вільно установлений на опорній плиті 1.

Сила P, яка створюється ґвинтом з однієї сторони фіксується контрольним динамометром 7 при допомозі індикаторної головки 8, а з другої сторони передається через важелі 5 і 9 та болта 10 на балочку з тензодатчиком 11. Зміна струму, внаслідок деформації тензодатчика фіксується міліамперметром 12 після підсилення на тензостанції 13.

Процес тарування свердлильного динамометра по проходить в тій же послідовності) що і по, з врахуванням, що момент який виникає внаслідок створення гвинтом 17 силиP буде дорівнювати

де P – визначається показами Індикаторної головки (5-10 поділок) з послідуючим переводом в кілограми згідно паспорта зразкового динамометра;

L – довжина плеча по якому діє сила P (L = 100 мм).

Дані отримані при таруванні динамометра по заносимо в таблицю 4.2.

Таблиця 4.1

Діапазон чутливості тензостанції
№	навантаження		розвантаження
п/п
1. 2. 3. ... 10.	0 50 100 ... 450		450 400 350 ... 0

Таблиця 4.2

Діапазон чутливості тензостанції
№	навантаження		розвантаження
п/п
1. 2. 3. ... 7.	0 Mкр1 Mкр2 ... Mкр max		Mкр max Mкр6 Mкр5 ... Mкр0

Рисунок 4.8 Пристпій для тарування динамометра

Рисунок 4.9 Пристпій для тарування динамометра

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Лабораторна робота проводиться в три етапи. На першому етапі тарируємо свердлильний динамометр. На другому етапі при незмінному діаметрі свердла змінюємо подачу (наприклад, 0.1, 0.14, 0.2, 0.28 об/мм), а на третьому етапі при незмінній подачі змінюємо діаметр свердла (наприклад, 5, 8, 11, ... мм).

Перший етап.

1. Складаємо прилад згідно рисунку 8 і тарируємо свердлильний динамометр по .

2. Складаємо прилад згідно рисунку 9 і тарируемо свердлильний динамометр по .

Другий етап.

1. Закріплюємо свердло в шпиндель верстата.

2. Закріпляємо заготовку в динамометр.

3. Встановлюємо задану подачу і оберти шпинделяn .

4. Включаємо верстат і свердлимо отвір у заготовці на глибину 3-4 мм, одночасно зафіксовуючи покази міліамперметрів протарированих по і.

5. Встановлюємо подачу і працюємо по п.4.

6. Встановлюємо подачу і працюємо по п.4.

Третій етап.

1. Встановлюємо задану подачу і оберти шпинделя.

2. Закріплюємо свердло діаметром в шпиндель верстата.

3. Включаємо верстат і свердлимо отвір в заготовці на глибину 3-4 мм одночасно фіксуючи покази міліамперметрів.

4. Закріплюємо свердло діаметром і працюємо по п.3.

5. Закріплюємо свердло діаметром і працюємо по п.3.