[go: up one dir, main page]

SU885838A1 - Two-element dynamometer - Google Patents

Two-element dynamometer Download PDF

Info

Publication number
SU885838A1
SU885838A1 SU782584108A SU2584108A SU885838A1 SU 885838 A1 SU885838 A1 SU 885838A1 SU 782584108 A SU782584108 A SU 782584108A SU 2584108 A SU2584108 A SU 2584108A SU 885838 A1 SU885838 A1 SU 885838A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
elastic elements
bearings
shaft
strain gauges
dynamometer
Prior art date
Application number
SU782584108A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вольф Меерович Полонуер
Вениамин Соломонович Мендельсон
Михаил Владимирович Наровлянский
Станислав Иосифович Диденко
Леонид Ефремович Мастный
Владимир Степанович Бориско
Original Assignee
Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср filed Critical Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср
Priority to SU782584108A priority Critical patent/SU885838A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU885838A1 publication Critical patent/SU885838A1/en

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

(54) ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ ДИНАМОМЕТР(54) TWO-COMPONENT DYNOMOMETER

Изобретение относитс  к силоизме рительной технике и может быть использовано дл  измерени  составл ющих силы резани  на вращаиицемс  вал например, при зубофрезеровании. Известен динамометр дл  измерени  тангенциальной и радиальной составл ющих силы резани , содержащий тензозадатчики , размещенные непосрёдст венно на вращакщемс  валу и неподвиж ных опорах 1. Недостатком известного динамометра  вл етс  низка  точность измерени , обусловленна  нестабил ьной работой токосъемника и биением вала. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  динамометр, содержащий деформируемый вал, установленные на нем балоч ные упругие элементы с тензозадатчи ками, включенными в измерительную схему 2. Недостаток этого динамометра заключаетс  также в низкой точности и мерени . . . Цепь изобретени  - повыиение точ . ности измерени . Указанна  цеЯь достигаетс  тем, что устройство снабжено двум  поЛшипниками , на которых установлены две пары балочных упругих элемента, размещенных в двух взаимно перпендикул рных плоскост  х, проход щих через ось вала, при этом упругие элементы каждой пары закреплены своими противоположными крнцами на неподвижных наружных кольцах подшипников , внутренние кольца которых закреплены на концах вала, а свободные концы указанных упругих элементов установлены с нат гом на шариках , размещенных на наружных кольцах подшипников. При этом тензозадатчики, расположенные на плоскост х балочных упругих элементов одной пары, обращенных к валу, включены в смежные плечи мостовой измерительной схекы, причем в каждое плечо мостовой измерительной схемы включено по два тензозадатчика . На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 расположение динамометра на зубофрезерном станке; на фиг. 4 - электрическа  схема включени  тензозадатчиков дл  измерени  одной составл ющей силы; на фиг. 5 - схема изгибаThe invention relates to a force engineering technique and can be used to measure the component cutting forces on a rotary shaft with a shaft, for example, when milling. A dynamometer for measuring the tangential and radial components of the cutting force, containing strain gauges placed immediately on a rotating shaft and stationary supports, is known. A disadvantage of the known dynamometer is the low measurement accuracy due to the unstable operation of the current collector and the shaft beat. The closest in technical essence to the present invention is a dynamometer that contains a deformable shaft, mounted on it beam elastic elements with strain gages included in measuring circuit 2. The disadvantage of this dynamometer is also low accuracy and measurement. . . The chain of invention is the elevation of the points. measurement. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with two bearings, on which two pairs of beam elastic elements are installed, placed in two mutually perpendicular planes passing through the shaft axis, while the elastic elements of each pair are fixed with their opposite hooks on the stationary outer rings of the bearings whose inner rings are fixed at the ends of the shaft, and the free ends of the said elastic elements are mounted with tension on the balls placed on the outer rings of the bearings. At the same time, strain gauges located on planes of girder elastic elements of one pair facing the shaft are included in the adjacent arms of the bridge measuring circuit, with two shoulder gauges included in each shoulder of the bridge measuring circuit. FIG. 1 shows the proposed device, a general view; in fig. 2, section A-A in FIG. one; in fig. 3 arrangement of the dynamometer on the hobbing machine; in fig. 4 is an electrical wiring circuit of strain gauges for measuring one component of the force; in fig. 5 - bend diagram

вращающегос  вала под действием одной составл ющей силы.rotating shaft under the action of one component of the force.

Двухкомпонентный динамометр дл  измерени  взаимоперпеидикул рных составл ющих силы резани  на вращающемс  деформируемом валу 1 содержит четыре упругих балочных элемента 2-5,, закрепленных жестко через втулки 6 и 7 на наружных кольцах двух подшипников. Балочные элементы 2 и 3 служат дл  измерени  одной составл ющей силы резани , элементы 4 и 5 дл  другой.A two-component dynamometer for measuring the inter-perperidicular components of the cutting force on a rotating deformable shaft 1 contains four elastic beam elements 2-5, rigidly fixed through sleeves 6 and 7 on the outer rings of the two bearings. Beam elements 2 and 3 serve to measure one component of the cutting force, elements 4 and 5 for the other.

Свободные концы балочных упругих элементов опираютс  с нат гом на шарики 8 и 9, установленные на наружном кольце другого подшипника. На двух противоположных плоскост х каждого упругого элемента, перпендикул рных направлению действи  измер емого усили , в местах, равноудаленных от консольно защемленного конца балочного элемента, наклеено по одному тензозадатчику, которые включены в мостовую схему (фиг. 4).The free ends of the girder resilient elements rest on the balls 8 and 9 mounted on the outer ring of the other bearing. On two opposite planes of each elastic element, perpendicular to the direction of action of the measured force, in places equidistant from the cantilever-clamped end of the beam element, there is glued on one strain gauge, which are included in the bridge circuit (Fig. 4).

При помощи винтов-эксцентриков 10 упругие элементы 3 и 4 имеют возможность перемещатьс  параллельно оси вала и последующего их жесткого закреплени  на втулке 7 при помощи винтов М в продольных пазах элементовUsing eccentric screws 10, the elastic elements 3 and 4 are able to move parallel to the axis of the shaft and then rigidly fasten them on the sleeve 7 with screws M in the longitudinal grooves of the elements

Направл ющие пальцы 12, устанавливаемые в пазах элементов и отверсти х втулки 6, после выполнени  указанной регулировки удал ютс .The guide pins 12, mounted in the grooves of the elements and the openings of the sleeve 6, are removed after the adjustment has been made.

Люфт подшипников выбиваетс  двум  пружинами 13. Динамометр электрически изолирован от корпуса станка прокладкой 14 и втулками 15. Экран 16, электрически соединенный с корпусом станка, закреплен на втулке 7 с помощью текстиловых секторов 17.The bearing play is knocked out by two springs 13. The dynamometer is electrically isolated from the machine body by a gasket 14 and bushings 15. A screen 16 electrically connected to the machine body is fixed to the sleeve 7 by means of textile sectors 17.

С неподвижными част ми оборудовани  динамометр св зан тросиками .18 и пружинами 19 посредством регулировочных гаек 20 и 21 и шпилек 22, ввернутых в корпус станка (фиг. 3).With the fixed parts of the equipment, the dynamometer is connected with cables .18 and springs 19 by means of adjusting nuts 20 and 21 and studs 22 screwed into the machine body (Fig. 3).

Тензодатчики, наклейка которых показана на иг. 1, включены в мостовую схему согласно фиг. 4. Наход щиес  в усилителе два посто нных сопротивлени  на фиг. 4 не -показаны.Load cells whose label is shown on the screen. 1 are included in the bridge circuit of FIG. 4. The two constant resistances in the amplifier in FIG. 4 not-shown.

Динамометр работает следующим образом .The dynamometer works as follows.

При приложении усили  вал (фиг. 5 имеет прогиб в сечении B-B-f и в сечении C-C-fj. Разность прогибов f и f вызывает изгиб балочных упругих , элементов, закрепленных на подшипниках, которые установлены в указанных выше-сечени х.When the force is applied, the shaft (Fig. 5 has a deflection in the section B-B-f and in the section C-C-fj. The difference in the deflections f and f causes bending of the beam elastic, elements fixed on the bearings, which are installed in the above sections.

При изгибе вала 1 пол действием измер емого усили  происходит поворот сечени  В-В относительно точки О (фиг. 1). При этом поворачиваютс  закрепленный на верхней втулке балочный тензоэлемент 4 и шарик 9, который перекатыва сь по балочному элементу 5, не вызывает его соизмеримого прогиба. Относительные деформации балочных упругих элементов, вызванные указанными поворотами, не равны между собой, а следовательно, не равны и сопротивлени  тензозадатчиков , что вызывает разбаланс моста, определ емый величиной приложенного усили .During bending of the shaft 1 floor by the action of the measured force, the section B – B rotates about point O (Fig. 1). At the same time, the beam tensor element 4 fixed on the upper bushing and the ball 9, which rolls over beam member 5, rotate along the beam element 5, does not cause its comparable deflection. The relative deformations of the girder elastic elements caused by these rotations are not equal to each other, and consequently, the resistance of the strain gauges is not equal, which causes imbalance of the bridge, determined by the value of the applied force.

Прогиб балочных элементов будет происходить не только под вли нием изгиба вала 1,но может быть вызван также торцовым и радиальным биением подшипников.Так как величина деформции обоих балочных элементов, вызванна  торцовым биением подшипников , одинакова, мост останетс  сбалансированным . Радиальное биение, нпример , верхнего подшипника по отношению к нижнему, одинаково прогиба  балочные тензоэлементы в направлении , перпендикул рном оси вала, так не вызовет разбаланса моста.The deflection of the beam elements will occur not only under the influence of the bend of the shaft 1, but may also be caused by face and radial runout of bearings. Since the deformation value of both beam elements caused by face runout of bearings is the same, the bridge will remain balanced. Radial runout, for example, of the upper bearing with respect to the lower one, equally deflection of the beam strainer elements in the direction perpendicular to the shaft axis, will not cause imbalance of the bridge.

, Пусть.биение верхнего подшипника по отношению к нижнему (фиг. 1) направлено вправо. В этом случае тензозадатчики R и R сжимаютс , а R и R раст гиваютс  на одну и ту же величину. Счита  исходное сопротивление каждого плеча моста равным 2R Предполага , что в результате деформации , вызванной биением, сопротивление каждого тензозадатчика изменитс  на величину AR, получаем новые сопротивлени  каждого из тензозадатчиков. Let the beating of the upper bearing with respect to the lower one (Fig. 1) is directed to the right. In this case, the strain gauges R and R are compressed, and R and R are stretched by the same amount. Assuming the initial resistance of each arm of the bridge is equal to 2R. Assuming that as a result of the deformation caused by the beating, the resistance of each strainer changes to AR, we obtain new resistances of each strainer

Суммарное сопротивление каждого плеча моста (фиг. 4) в этом случае равныThe total resistance of each arm of the bridge (Fig. 4) in this case is equal to

R +R R - AR 4-R +UR 2RR + R R - AR 4-R + UR 2R

R2 +R4 R + R +R AR 2R, т.е. сопротивление плеч моста остались прежними и, следовательно, сигнал на выходе моста, вызванный радиальным биением подшипников, равен нулю. А следовательно динамометр будет чувствовать только деформации изгиба вала, вызванные измер емыми составл ющими силы резани .R2 + R4 R + R + R AR 2R, i.e. the resistance of the shoulders of the bridge remained the same and, therefore, the signal at the output of the bridge, caused by the radial runout of the bearings, is zero. Consequently, the dynamometer will only feel the bending deformations of the shaft caused by the measured components of the cutting force.

Предлагаема  конструкци  динамометра позвол ет обеспечить непрерывное измерение составл ющих силы резани , отсутствие взаимовли ни  измер емых составл ющих, нечувствителность к вибраци м, а следовательно, повышение точности измерений.The proposed design of the dynamometer ensures continuous measurement of the component cutting forces, the absence of mutually measurable components, insensitivity to vibrations, and, consequently, an increase in the accuracy of measurements.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Двухкомпонентный динамометр, содержащий деформируемый вал, установленные на нем балочные упругие элементы с тензозадатчиками, включенными в измерительную схему, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, он снабжен двум  подшипниками, на котоРых установлены две пары балочных упругих элементов, размещенных в двух взаимно перпендикул рных плоскост х , проход щих через ось вала, при этом упругие элементы кгикдой па закреплены своими противоположными концами на неподвижных наружных кол цах подшипников, внутренние кольца которых закреплены на концах веша, а свободные крнцы указанных упругих элементов установлены с нат гом на шариках, размещенных на наружных кольцах подшипников, A two-component dynamometer containing a deformable shaft, beamed elastic elements installed on it with strain gauges included in a measuring circuit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with two bearings, on which two pairs of beamed elastic elements placed in two mutually perpendicular planes passing through the shaft axis, while the elastic elements are fixed with their opposite ends on the fixed outer rings of the bearings, the internal rings The ends of which are fixed at the ends of a weighing rod, and the free plates of the specified elastic elements are mounted with a tightness on the balls placed on the outer rings of the bearings, 2. Динамометр по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью исключени  погрешности от ргщиальн биени  подшипников, тензозадатчики2. The dynamometer according to claim 1, characterized in that, in order to eliminate the error from the ball bearing bearings, strain gauges фиг 2. расположенные на плоскост х балочных упругих элементов одной пары, обращенных к валу, включены в смежные плечи мостовой измерительной схелы, причем в каждое плечо мостовой измерительной схемы включено по два тензозадатчика. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Гулида Э.Н. Измерение силы резани  и крут щих моментов при зубофрезеровании . Издтво Львовского универститета, 1966, с. 77-79. 2.Труды Волгоградского политехнического института. Волгоград, 1971, с. 258-260, рис. 1 и 2 (прототип). 1Fig. 2, located on the planes of the beam-like elastic elements of one pair facing the shaft, are included in the adjacent shoulders of the bridge measuring device, with two strain gauges on each shoulder of the bridge measuring circuit. Sources of information taken into account in the examination 1. Gulida E.N. Measurement of cutting force and torques during gear milling. Izdtvo Lviv University, 1966, p. 77-79. 2. Works of the Volgograd Polytechnic Institute. Volgograd, 1971, p. 258-260, fig. 1 and 2 (prototype). one
SU782584108A 1978-03-01 1978-03-01 Two-element dynamometer SU885838A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782584108A SU885838A1 (en) 1978-03-01 1978-03-01 Two-element dynamometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782584108A SU885838A1 (en) 1978-03-01 1978-03-01 Two-element dynamometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU885838A1 true SU885838A1 (en) 1981-11-30

Family

ID=20750850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782584108A SU885838A1 (en) 1978-03-01 1978-03-01 Two-element dynamometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU885838A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3939704A (en) Multi-axis load cell
US2421222A (en) Multirange load measuring apparatus
US10078026B2 (en) Multi-component force-torque sensing device with reduced cross-talk for twist-compression testing machine
RU2160435C2 (en) Device measuring axial thrust on rotating shaft
US4454769A (en) Radial force measuring cell
US2733596A (en) Measurement of dynamic modulus of
JPS623365B2 (en)
US2845795A (en) Dynamometer
US2442938A (en) Fluid pressure responsive apparatus
SU885838A1 (en) Two-element dynamometer
JPS588459B2 (en) Cleanliness balance measuring device
US2704452A (en) Federn
US3279244A (en) Torque transducer
US3205706A (en) Ring-type load cell
US4545239A (en) Method and apparatus for controlling the quality of tires
RU2247952C2 (en) Dynamometer
GB2063495A (en) Apparatus for measuring small forces
US3232118A (en) Method and means for the compensation of journalling faults in workpiece-balancing operations
RU2292030C1 (en) Device for testing specimen made of shape memory material
RU2337336C2 (en) Test bench for control and diagnostics
US2938389A (en) Dynamic balancing means
US2616290A (en) Transmission dynamometer
SU588476A1 (en) Sensor for measuring the effort applied to a propeller model
SU618670A1 (en) Device for measuring friction forces in plain bearing
US2355254A (en) Dynamometer