Динамометры - измерение момента и силы резания

Обработка резанием остается и сегодня наиболее распространённым способом формообразования. Оценка различных процессов снятия стружки на основе сил резания требует соответствующих технических решений.

Так как невозможно обеспечить одинаковые условия обработки на разных заводах и станках, каждый оператор должен иметь свой список параметров резания.

Скорость и глубина резания и подачи инструмента, материал заготовки и резца, геометрия заточки и состав смазочноохлаждающей жидкости являются важнейшими критериями, определяющими величину и направление действия режущих сил.

Поэтому динамометры, измеряющие все компоненты режущей силы, незаменимы в исследованиях, при изготовлении режущего инструмента и в процессе производства.

Они применяются в исследованиях, при сравнении и выборе материа-лов, инструмента и оборудования.
Из определения оптимальных условий обработки, исследования причин поломок инструмента, а также формообразования стружки при взаимном влиянии на силы резания, вытекают дополнительные области их применения.

Наши динамометры соединяют в себе экономичность и высочайшее качество.

Данные, полученные с динамометров, могут быть использованы для снижения себестоимости продукции. Производители инструмента приобретают уверенность в том, что их продукция максимально оптимизирована. Критические факторы могут быть устранены на этапе подготовки или в ходе производства.

Стационарные динамометры

Стационарные динамометры Типов 9129АА,  9119.., 9253В…, 9255В, 9256С…, 9257В, 9265В и 9266СС… могут служить как для 3-компонентных измерений сил, так и (в отдельных случаях) для 6-компонентных измерений момента и силы. При измерении сил резания, помимо ортогональных составляющих силы Fx, Fy и Fz, только момент Mz важен для определения момента вращения шпинделя.

Вращающиеся динамометры

Большой интерес в механообработке вызывает измерение момента сил резания вращающегося режущего инструмента. Для этого идеальным выбором являются ротационные системы (Тип 9123С…, 9124В…, 9125А…). Центр вращающегося инструмента совпадает здесь с началом координат системы измерения момента.

Средства измерения

Технология
Пьезоэлектрическая система измерения силы значительным образом отличается от других методов. Силы, воздействующие на кристалл кварца, пропорциональны электрическому заряду, возникающему при этом. Сжатие чувствительного элемента составляет немногие тысячные доли миллиметра.

Кварцевые динамометры - очень жёсткие системы. Благодаря высоким собственным частотам они способны точно измерять даже очень быстрые процессы. Кварцевые пьезодатчики силы не нуждаются в установке нулевого значения - они сразу готовы к измерениям “нажатием кнопки”.

Преимущества:

• большая жёсткость и потому высокая собственная частота;
• огромный диапазон измерения;
• линейность и отсутствие гистерезиса;
• малые перекрёстные наводки (менее 1 %);
• простота в эксплуатации (измерение по “нажатию кнопки”);
• компактность;
• неограниченный срок службы;
• класс герметичности СОЖ IP67.

3-компонентный динамометр
Два кварцевых элемента сдвига (для Fx и Fy) и один сжатия (для Fz), закреплённые в едином корпусе, образуют 3-компонентный датчик силы.
Четыре таких датчика с параллельно соединёнными выходами устанавливаются под предварительной нагрузкой между базовой и измерительной плитами. Этим образуется
3-компонентный динамометр. Выходы датчиков соединяются так, чтобы обеспечить возможность многокомпонентного измерения сил и моментов. Датчики монтируются изолированными по массе, с целью избежать появления паразитных контуров заземления. Такой динамометр невосприимчив к ржавчине и смазочно-охлаждающей жидкости.

4-компонентный динамометр
Кварцевые пластины можно механически и электрически параллельно соединять. Если их расположить по кругу так, что чувствительные к пьезоэффекту сдвига оси образуют окружность, получится элемент для измерения момента Mz.
Вместе с двумя кварцевыми элементами сдвига (для Fx и Fy) и одним сжатия (для Fz), закреплённые в едином корпусе, они составят тогда 4-компонентный датчик.
Если же закрепить такой датчик под предварительной нагрузкой между базовой и измерительной плитами, получится 4-компонентный динамо-метр для измерения Fx, Fy, Fz и Mz.

Таблица подбора динамометров
Мы предлагаем большой выбор средств позволяющих произвести измерение момента силы. Некоторые динамометры универсальны и могут применяться в различных задачах. Другие же, напротив, были разработаны под конкретные виды измерений или для специфических процессов механообработки.
Следующая таблица призвана помочь вам в правильном выборе подходящего средства измерения.
Динамометры, специально разработанные или приспособленные для конкретного процесса, выделены синим. Области применения, выделенные серым, допускают применение соответствующего динамометра с ограничениями, например в точности или динамике. Принцип 6-компонентного измерения момента и силы применим к небольшой части динамометров.
Из процессов механообработки для этого подходит только сверление. С помощью программы сбора и обработки данных DynoWare можно определить момент вращения шпинделя M_z в заданной точке сверления.
Для определения значения износа сверл лучше предпочесть динамометры для прямого измерения момента.