Zariadenie na meranie priebehu silových veličín pri osových operáciách

(22) Dátum podania prihlášky 5. 2. 2015 (13) Druh dokumentu Yl(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (201501)(33) Krajina alebo regionálna organizácia priority GOIL 1/00(43) Dátum zverejnenia prihlášky 1. 7. 2015 COIL 5/00 Vestník UPV SR Č. 07/2015(45) Dátum oznámenia 0 zápise ÚRAD úžitkového vzoru 3. 12. 2015 PRIEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 12/2015 VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 21. 10. 2015(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre - Technická fakulta, Nitra, SK(54) Názov Zariadenie na meranie priebehu silových veličín pri osových operáciách(l), v ktorom sú umiestnené tenzometrické snímače (2) tlaku a čap (4), V ktorom je otočné upevnené prostredníctvom radiálneho ložiska (6) skľučovadlo (5) s rarnenom (7), ktoré je spojené s tenzometrickým snímačom (8) krútiaceho momentu a držiakom (9).Technické riešenie sa týka zariadenia na meranie silových veličín pri osových operáciách. Koncepcia meracieho zariadenia vychádza z dvoch nezávislých jednozložkových tenzometrických snímačov tenzometrického snímača osovej sily a tenzometrického snímača tangenciálnej sily. Meracie zariadenie je schopné merať okrem krútiaceho momentu pri osových operáciách aj axiálnu silu.Dôležitosť merania procesných veličín pri osových operáciách je zvýraznená skutočnosťou, že informácie o reznej oblasti kvôli uzavretosti získavame len ťažko. Existujú síce riešenia, kedy sa vŕta tyč s rovnakým priemerom, aký má nástroj, tento spôsob však neuvažuje s pôsobením vedľajších rezných hrán, hrotov medzi hlavnými a vedľajšími reznými hranami, ani sťažené odstraňovanie triesok v skutočnom otvore. Jedným zo spôsobov monitorovania je teda sledovanie priebehu a veľkosti axiálnej sily a krútiaceho momentu pri vrtaní. Meracie zariadenie rozširuje možnosť merať osovú a reznú silu pri obrábaní, a tým dosahuje komplexnosť merania pri skúmaní procesných veličín obrábania kovov pri osových operáciách.Zariadenie pozostáva z dvoch priečnikov na nosníku, V ktorom sú umiestnené tenzometrické snímače tlaku a čap, V ktorom je otočné upevnené prostredníctvom radiálneho ložiska skľučovadlo s ramenom, ktoré je spojené s tenzometrickým snímačom krútiaceho momentu a držiakom.Na meranie procesných veličín sú použité tenzometrické snímače sily. Tangenciálnu silu meria jednozložkový snímač sily so zaťažovacou bunkou s dvojitým ohýbajúcim sa nosníkom a deformačným členom. Konštrukcia snímača je upravená tak, aby sa jednotlivé zložky síl neovplyvňovali vzhľadom na výslednú silu. Pružnosť článkov pri deformácii nesmie prekročiť povolené hranice, aby sa neslcresľovali ñxné parametre článkov. Konštrukčné riešenie zariadenia má malú zotrvačnosť.Krútiaci moment sa na tenzometrický snímač z nástroja prenáša ramenom nastaviteľnej dĺžky, ktoré naň pôsobí. Merané hodnoty je možné vyjadriť ako rezná sila alebo krútiaci moment pri osových operáciách.Na meranie osovej sily je použitý tenzometrický snímač vo forme samostatného deformačného telesa s vloženými tenzometrami. Jednozložkový snímač je navrhnutý tak, aby nebol ovplyvňovaný inými zložkami reznej sily, teda V tomto prípade tangenciálnou zložkou vytvárajúcou krútiaci moment na vrtáku. Dôležitou vlastnosťou je priečna tuhosť a orientácia tenzometrov.Prehľad obrázkov na výkresochNa obrázku 1 je znázornená konštrukcia zariadenia na meranie priebehu silových veličín pri osových operáciách.Konštrukcia zariadenia na meranie priebehu silových veličín pri osových operáciách je zobrazená na obrázku 1. Základným prvkom je nosník 1 tenzometrického snímača 2 osovej reznej sily vyrobený z ušľachtilej ocele triedy 12 220 a tepelne spracovaný na dosiahnutie potrebných mechanických vlastností. V nosníku 1 sú elektroerozívnym rezaním zhotovené zoslabenia presného tvaru, zhotovené symetricky na oboch stranách V pozdĺžnej osi. Tie slúžia na dosiahnutie potrebnej tuhosti telesa snímača 2. V zoslabeniach nosníka 1 tenzometrické snímače 2 osovej sily. Na meranie boli použité tenzometrické snímače 2 XY 91 s odporom 120 E 2. Tenzometrické snímače 2 sú uzavreté výplňou zo silikónového tmelu, aby boli chránené pred vplyvom prostredia.Zariadenie na meranie priebehu procesných veličín je spojené so stolom stroja pomocou dvoch priečnikov à. Do presného otvoru nosníka 1 V osi je pevne nalisovaný čap í, typ uloženia s presahom, uloženia ložiska upínacej dosky skľučovadla i s univerzálnym 3-čeľusťovým skľučovadlom 5 o 125 mm, typ IUS l 25/3-2-M 1 j. V uložení je nalisoVané axiálno-radiálne guľôčkové dvojradové ložisko Q typ 3205 F 6. To zachytáva okrem tiažovej sily ďalších dielcov hlavne osovú silu pri osových operáciách. Zároveň umožňuje s minimálnymi odpormi voľný otočný pohyb vzorky V skľučovadle 5, a tak umožňuje merať krútiaci moment. Na prenos krútiaceho momentu pri osových operáciách slúži rameno Z v tvare kosáka vyrobené z ušľachtilej ocele trie 1 Ddy 12 220. T 0 polkruhovou časťou kopíruje kruhový tvar skľučovadla i a priama časť radiálne vyčnieva do priestoru a na konci pôsobí na tenzometrický snímač § krútiaceho momentu. Ako tenzometrický snímač § krútiaceho momenm je použitý jednozložkový snímač sily M 120 so zaťažovacou bunkou s dvojitým uhýbajúcim sa nosníkom a deformačným členom zo zliatiny berýlium-med a menoVitou kapacitou 250 kg. Na polohovanie a upnutie tenzometrického snímača § momentu slúži držiak 2 vyrobený z ocele S 355 JOH. Ten p 0 zostáva z plochého základu, na ktorý sú zvarovým spojom pripevnené stojky.Toto technické riešenie bolo skonštruované vďaka podpore projektu KEGA č. 035 SPU-4/2014 s názvom Integrácia inovačných trendov v obrábaní kovov, metrológii a manažérstve kvality do univerzitného štúdia.Spôsob merania umožňuje komplexne sledovať a hodnotiť vplyv parametrov procesu a rezného prostredia na kvalitu zhotoveného otvoru, ktorá vzniká v priebehu procesu osových operácií. Slúži na preskúmanie a zhodnotenie premenlivých činiteľov a podmienok pri osových operáciách snímačom osovej sily a snímačom krútiaceho momentu. To umožňuje skúmať účinok parametrov procesu a vlastností rezného prostredia v rôznych situáciách a umožňuje všeobecnejšie ho zhodnotiť.Zariadenie na meranie priebehu silových veličín pri osových operáciách, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že pozostáva z dvoch priečnikov (3) na nosníku (l), V ktorom sú umiestnené tenzometrické snímače(2) tlaku a čap (4), V ktorom je otočne upevnené prostredníctvom radiálneho ložiska (6), skľučovadlo (5) s ramenom (7), ktoré je spojené s tenzometrickým snímačom (8) krútiaceho momentu a držiakom (9).