Устройство для измерения термоэлектродвижущей силы резания при точении
DEVICE FOR MEASURING THERMOELECTROMOTIVE FORCE OF CUTTING DURING LATHE WORK

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры при точении вращающейся заготовки.
Известны устройства для измерения температуры в зоне резания при точении методом естественной термопары, образованной резцом и заготовкой [RU 2117557 С1, опубликованный 20.08.1998; RU 104710 U1, опубликованный 20.05.2011; RU 2574234 С1, опубликованный 10.02.2016]. Недостатком этих устройств является сложность конструкции.
Близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения температуры, преимущественно при точении вращающейся заготовки, содержащее термочувствительный элемент, образованный режущим инструментом и заготовкой, соединительные электропроводы, один из которых подключен к режущему инструменту, а другой - к вращающейся заготовке, последовательно намотанные на вращающуюся катушку, установленную соосно с вращающейся заготовкой, и на неподвижную катушку, ось которой ориентирована перпендикулярно оси вращающейся катушки, съемник, установленный с возможностью вращения вокруг оси неподвижной катушки и выполненный в виде полого изогнутого желоба, в котором расположен соединительный электропровод и электроизмерительный прибор, регистрирующий величину термоэлектродвижущей силы для определения температуры в зоне резания [Некрасов Ю.И., Е.В. Артамонов, И.А. Ефимович, B.C. Воронов Устройство для измерения температуры. Авторское свидетельство СССР №901844, кл. G01К 7/02, 1982, прототип].
Недостатком известного устройства является нестабильность укладки электропровода на вращающуюся приемную катушку в процессе измерения термоэлектродвижущей силы при обработке резанием, а также сложность переустановки катушек и восстановление работоспособности устройства после полной перемотки электропровода.
Задачей изобретения является обеспечение возможности переустановки и смены мест подающей и приемной катушек при восстановлении работоспособности устройства после полной перемотки электропровода, а также упрощение укладки электропровода на приемную катушку в процессе перемотки.
Технический результат изобретения выражается в упрощении переустановки катушек и восстановлении работоспособности устройства после полной перемотки электропровода.
Технический результат достигается тем, что в отличие от известного технического решения подающая и приемная катушки последовательно установлены с возможностью вращения на переустанавливаемой поворотной оси и оснащены размещенными на их торцах токосъемными кольцами. При этом торец токосъемного кольца приемной катушки взаимодействует и находится в состоянии постоянного силового и неизменного электрического контакта с торцом другого токосъемного кольца, которое соединено электропроводом с обрабатываемой заготовкой и закреплено на шпиндельной оправке, выполненной из электроизоляционного материала и установленной на шпинделе станка. А торец токосъемного кольца, размещенного на подающей катушке, взаимодействует и находится в состоянии постоянного силового и неизменного электрического контакта с торцом другого токосъемного кольца, которое соединено электропроводом с электроизмерительным прибором и размещено на поджимающей втулке. Поджимающая втулка, выполненная из электроизоляционного материала, установлена с возможностью осевого перемещения. Для замыкания электрической цепи при измерении термоэлектродвижущей силы резания пружина, размещенная на втулке, поджимает в осевом направлении торцы токосъемных колец, что обеспечивает постоянство их силового и электрического контакта. Поворотная ось, закрепленная фиксатором, поджимающая втулка и пружина установлены соосно в цилиндрическом колпаке, который закреплен на цилиндрическом корпусе, прикрепленном соосно шпинделю к коробке скоростей станка. При этом расположенный между катушками съемник электропровода, установленный с возможностью вращения на поворотной оси, для улучшения укладки электропровода на приемную катушку снабжен балансирующим противовесом. А поворотная ось установлена в колпаке с возможностью переустановки для смены положения катушек после полной перемотки электропровода с подающей на приемную.
Изобретение сопровождается рисунками. На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения термоэлектродвижущей силы резания при точении, а на фиг. 2 - разрез А-А конструкции, представленной на фиг. 1.
Устройство для измерения термоэлектродвижущей силы резания при точении содержит прокладки электроизоляционные 1, заготовку вращающуюся 2, установленную и закрепленную на шпинделе 3 станка 4, и инструмент режущий 5. Электропровод соединительный 6, подключенный к инструменту режущему 5 и к заготовке вращающейся 2, последовательно намотан на катушку подающую 7, катушку приемную 8 и проходит через съемник электропровода 9, выполненный в виде изогнутого трубчатого желоба 10. Съемник электропровода 9, снабженный противовесом балансирующим 11, установлен между катушками 7 и 8 с возможностью вращения на оси переустанавливаемой поворотной 12. Торцы катушек 7 и 8, последовательно установленных с возможностью вращения на оси переустанавливаемой поворотной 12, снабжены кольцами токосъемными 13. При этом торец токосъемного кольца 13 приемной катушки 8 взаимодействует и находится в состоянии постоянного силового и неизменного электрического контакта с торцом другого токосъемного кольца 13, которое соединено электропроводом 6 с обрабатываемой заготовкой 2 и закреплено на оправке шпиндельной 14, выполненной из электроизоляционного материала и установленной на шпинделе 3 станка 4. А торец токосъемного кольца 13, размещенного на подающей катушке 7, взаимодействует и находится в состоянии постоянного силового и неизменного электрического контакта с торцом другого токосъемного кольца 13, которое соединено электропроводом 6 с прибором электроизмерительным 15 и размещено на втулке поджимающей 16. Втулка поджимающая 16 выполнена из электроизоляционного материала и установлена с возможностью осевого перемещения, причем для замыкания электрической цепи размещенная на втулке 16 пружина 17 поджимает в осевом направлении торцы всех токосъемных колец 13. А поджимающая втулка 16, пружина 17 и поворотная ось 12, закрепленная фиксатором 18, установлены соосно в колпаке цилиндрическом 19, который закреплен на корпусе цилиндрическом 20, прикрепленном соосно шпинделю 3 к коробке скоростей 21 станка 4.
Устройство для измерения термоэлектродвижущей силы резания при точении работает следующим образом: катушка приемная 8 расположена с возможностью вращения на переустанавливаемой поворотной оси 12, которая закреплена фиксатором 18 и установлена соосно со шпинделем 3 в колпаке цилиндрическом 19, закрепленном на корпусе цилиндрическом 20, установленном соосно шпинделю 3 на коробке скоростей 21 станка 4. При вращении шпинделя 3 происходит вращение приемной катушки 8 и сохранение переустанавливаемой поворотной оси 12 и подающей катушки 7 неподвижными. В процессе вращения шпинделя 3 станка 4 с помощью съемника 9 осуществляется сматывание электропровода соединительного 6 с катушки подающей 7, установленной на поворотной оси 12, последовательно на катушку приемную 8. Съемник электропровода 9, выполненный в виде изогнутого трубчатого желоба 10, снабженный противовесом балансирующим 11 и установленный между катушками 7 и 8 с возможностью вращения на оси переустанавливаемой поворотной 12, обеспечивает сматывание электропровода соединительного 6 с катушки подающей 7, а так же его укладку и наматывание на катушку приемную 8. Восстановление работоспособности устройства после полной перемотки электропровода 6 достигается снятием, поворотом и переустановкой оси 12 и сохранением состояния электропроводящей цепи неизменным в течение всего периода электроизмерений при обеспечении замыкания электрической цепи устройства через токосъемные кольца 13, установленные на торцах подающей 7 и приемной 8 катушек, размещенных на оси 12. При этом торец токосъемного кольца 13 приемной катушки 8 взаимодействует и находится в состоянии постоянного силового и неизменного электрического контакта с торцом другого токосъемного кольца, которое соединено электропроводом 6 с обрабатываемой заготовкой 2 и закреплено на оправке шпиндельной 14. Оправка шпиндельная 14 выполнена из электроизоляционного материала и установлена на шпинделе 3 станка 4. А торец токосъемного кольца 13, размещенного на подающей катушке 7, взаимодействует и находится в состоянии постоянного силового и неизменного электрического контакта с торцом другого токосъемного кольца 13, которое соединено электропроводом 6 с прибором электроизмерительным 15 и размещено на втулке поджимающей 16, выполненной из электроизоляционного материала и установленной с возможностью осевого перемещения. Причем для замыкания электрической цепи размещенная на втулке 16 пружина 17 поджимает в осевом направлении торцы токосъемных колец 13, а поджимающая втулка 16 и пружина 17 установлены соосно в колпаке цилиндрическом 19. Ось поворотная 12 закреплена фиксатором 18 в колпаке цилиндрическом 19 с возможностью ее переустановки для смены положения катушек 7, 8 после полной перемотки электропровода 6 с подающей катушки на приемную. О температуре в зоне резания при точении судят по величине термоэлектродвижущей силе, регистрируемой прибором электроизмерительным 15.
Предлагаемое устройство позволяет оперативно восстановить работоспособность и упростить переустановку катушек при сохранении неизменной электрической цепи, а также обеспечить стабильность укладки электропровода на приемную катушку.
Описание
1 - прокладки электроизоляционные;
2 - заготовка вращающаяся,
3- шпиндель,
4 - станок,
5 - инструмент режущий,
6 - электропровод соединительный,
7 - катушка подающая,
8 - катушка приемная
9 - съемник электропровода,
10 - желоб трубчатый,
11 - противовес балансирующий,
12 - ось переустанавливаемая поворотная,
13 - кольцо токосъемное,
14 - оправка шпиндельная,
15 - прибор электроизмерительный,
16 - втулка поджимающая,
17 - пружина поджимающая,
18 - фиксатор,
19 - колпак цилиндрический,
20 - корпус цилиндрический,
21 - коробка скоростей станка.