CC BY
29
УДК 621.9
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
СИЛЫ РЕЗАНИЯ
Ю. Г. Малахова Научный руководитель - Л. С. Малько
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: malahova_u@mail.ru
Приведены конструкторско-технологические решения по изготовлению тензометрического датчика по исследованию технологической составляющей силы резания при ротационном точении винтовой поверхности. Практическая реализация предложенных решений не вызывает каких-либо трудностей.
Ключевые слова: сила резания, ротационное точение, винтовая поверхность, крутящий момент, тензометрический датчик, тензорезистор, токосъемник.
EATURES OF THE DESIGN OF THE TENSOMETRIC SENSOR FOR RESEARCH OF TECHNOLOGICAL COMPONENTS OF FORCE OF CUTTING
Yu. G. Malakhova Scientific supervisor - L. S. Malko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: malahova_u@mail.ru
Design-technology decisions on production of the tensometric sensor on research of the technological making cutting force at rotational turning of a screw surface are provided. Practical implementation of the proposed solutions doesn't cause any difficulties.
Keywords: cutting force, rotational turning, screw surface, torque, tensometric sensor, tensoresistor, slip ring.
Применение технологии ротационного точения винтовых поверхностей позволяет рационализировать как конструкцию технологического оборудования для обработки винтовой поверхности, так и конструкцию применяемого при этом многолейзвийного инструмента [1].
Знание технологических составляющих силы резания при ротационном точении винтовой поверхности деталей машин и в частности винтовой поверхности цилиндрических и глобойдных червяков является одним из факторов, на основе которых решается ряд следующих задач:
- рационального конструирования технологического оборудования для обработки винтовой поверхности червяков;
- рационального конструирования многолейзвийного инструмента для ротационного точения винтовой поверхности червяков.
Применительно к ротационному точению винтовой поверхности на первом этапе из трех составляющих сил резания [2] практический интерес представляет составляющая касательная сила Ре.
Значение этой составляющей будем определять через крутящий момент. С учетом вышеизложенного в качестве измерительного элемента крутящего момента будем применять тензометри-ческий датчик, исполненный в форме динамометрической оправки. При проектировании динамометрической оправки прежде всего учитываются присоединительные размеры и размеры габаритного пространства для установки режущего инструмента станка, на котором планируется проведение эксперимента.
Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»
В качестве тензометрического измерительного преобразователя будем использовать тензорези-стор. Назначением тензометрического измерительного преобразователя является преобразование деформации твердого тела, которое было вызвано приложенным к нему механическим воздействием в электрический импульс. Тензометрический измерительный преобразователь также называют параметрическим резестивным преобразователем. Резестивный тензодатчик состоит из основания и прикрепленного к нему чувствительного элемента (рис. 1). Подход, который используется в измерении деформации заключается в том что во время деформации тензорезистор меняет свое активное сопротивление.
Как отмечено в работе [3] исследование изменений силы Ре при ротационном точении наружной винтовой поверхности следует выполнять с помощью следующего оборудования и аппаратуры, блок-схема соединения которых показана на рис. 2.
Первичный преобразователь устанавливается на динамометрическую оправку вместе с обрабатываемой заготовкой и подключается к измерительному модулю, который осуществляет преобразование сигнала с датчика в значение напряжения.
11 11 II
Рис. 1. Фотография резестивного тензодатчика
Рис. 2. Блок-схема соединения оборудования и аппаратуры для измерения составляющей Ре силы резания: 1 - первичный преобразователь; 2 - измерительный модуль 2БТ 7010 Тешоше1ег-485;
3 - преобразователь интерфейсов 2БТ 7070; 4 - персональный компьютер с программным
обеспечением из набора 2БТЬЛБ
Аппаратура для измерения составляющей Ре силы резания 2, 3, 4 является стандартной и поставляется по кооперации. Тензометрическая оправка с первичным преобразователем является специальным элементом блок-схемы (рис. 2). Его конструкция определяется характером исследуемого процесса и изготавливается по индивидуальному чертежу. Общий вид тензометрической оправки, с установленным на ней первичным преобразователем представлена на рис. 3.
2
Ш
Пг
»
Рис. 3. Фотография общего вида тензометрической оправки.
1 - место наклейки тензорезисторов и установки токосъемника;
2 - место установки детали
Таким образом, предложенный вариант конструкции тензометрического датчика для экспериментального исследования составляющей силы резания с технологической точки зрения не вызывает каких-либо сложностей при ее изготовлении.
Библиографические ссылки
1. Сутягин А. В., Малько Л. С., Трифанов И. В. Повышение эффективности зубообработки гло-боидной передачи на основе разработки прогрессивных конструкторско-технологических решений // СТИН. 2015. № 2. С. 20-25.
2. Технологические процессы механической и физикохимической обработки в авиадвигателе-строении / В. Ф. Безъязычный, М. Л. Кузьменко, В. Н. Крылов и др. / под общ. ред. В. Ф. Безъязычного. М. : Машиностроение, 2007. 599 с.
3. Малахова Ю. Г., Малько Л. С. Методика экспериментального исследования главной составляющей силы резания при ротационном точении цилиндрической винтовой поверхности многолейз-вийным инструментом // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф. (11-14 ноября 2014, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т, Ч. 1. С.413-414.
© Малахова Ю. Г., 2015
