Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 4

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 4. 2017 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 91 левой точки необходимо разрядить емкость C r с помощью кнопки сброса. Имеющийся дрейф компенсируется программно уже на этапе обработки сигнала по данным полученным с ре- ференсного измерения без приложения сил. Результаты и обсуждение На основании вышеизложенного была принята схема динамометра (рис. 2) с приме- нением преднагружения пьезоэлектрических датчиков изменения силы. Конструкция корпу- са динамометра предполагает, что после базирования устройства на столе станка оси датчи- ков окажутся параллельны координатным осям станка. В схеме используется 8 датчиков: оси двух из них вдоль параллельны оси X станка, оси двух – оси Y, оси оставшихся четырёх – оси Z. В качестве датчиков изменения силы использованы датчик силы AC20. Осевая чув- ствительность датчиков варьируется в диапазоне от 1,69...1,98 пКл/Н (в среднем 14,92 пКл/Н), электрическая ёмкость – в диапазоне 30,6...35,6 пФ (в среднем 32,3 пФ). Диапазон измеряемых усилий датчиков лежит в интервале −1000...+5000 Н. Однако силы резания при обработке осевым инструментом могут быть направлены каким угодно об- разом в зависимости от направления подачи и направления вращения инструмента. Таким образом, необходимо устанавливать датчики на одной оси, зеркально друг другу. Однако это ведёт к увеличению числа датчиков вдвое по сравнению со случаем использования датчиков с симметричным диапазоном измерений. Чтобы сократить количество используемых датчи- ков, было принято решение преднагрузить каждый из них в осевом направлении усилием 2000 Н. За счёт этого удалось обеспечить симметричный диапазон измерений в интервале −3000...+3000 Н. Недостатком данного решения стало сокращение абсолютной величины предельной измеряемой динамометром нагрузки, однако ширина полученного диапазона из- мерений вполне достаточна для исследовательских задач. Рис. 2. Схема динамометра для измерения сил резания Как известно из теоретической механики [8 и многие другие], значение главного век- тора от выбора центра приведения C не зависит. Значение же главного момента при измене- нии положения центра C может в общем случае изменяется вследствие соответствующего изменения значений моментов отдельных сил. Момент сил резания M z по сути является главным моментом системы сил P x1 , P x2 , P y3 и P y4 (рис. 3). Динамометры производства Kistler позволяют определять момент M z относительно только центральной точки динамометра. Математическое обеспечение предлагаемого дина-