СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛА
METHOD OF CUTTING POWER MEASUREMENT

Изобретение относится к способам измерения мощности резания материала и может быть использовано для проведения исследований энергетической эффективности процесса резания материала.
Известен способ измерения мощности резания материала, основанный на измерении силы сопротивления резанию и скорости резания (Режимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М., «Машиностроение», 1972).
Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет с высокой частотой измерять мощность резания материала.
Изобретение направлено на обеспечение возможности измерения мощности резания материала с высокой частотой.
Сущность изобретения заключается в том, что мощность резания определяется как произведение суммы моментов инерции системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» на сумму угловой скорости и половину приращения угловой скорости, в течение которого определено угловое ускорение системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию на разность углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент» и углового ускорения системы вращающихся масс «ротор приводного двигателя, соединительная муфта, режущий инструмент», определенного с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию.
Новизна заключается в том, что мощность резания материала определяют на основе измерения приведенного момента инерции сил сопротивления резанию.
На чертеже 1 изображена схема реализации предлагаемого способа измерения мощности резания материала.
Приводной двигатель 1, угловое ускорение ротора которого определяется посредством датчика 2, соединен посредством соединительной муфты 3 с режущим инструментом 4 для воздействия на материал резания 5.
Реализуется предлагаемый способ измерения мощности резания материала следующим образом.
Ротор приводного двигателя 1 посредством соединительной муфты 3 соединяется с режущим инструментом 4. К приводному двигателю 1 с рабочим телом подводится энергия, при этом в начальный момент времени режущий инструмент 4 не касается материала резания 5.
1
дв
м
и
С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ω ротора приводного двигателя 1, при которой развивается определенный крутящий момент М. Затем измеряется угловое ускорение ε системы вращающихся масс «приводной двигатель, соединительная муфта, режущий инструмент», имеющей момент инерции J+J+J при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω. Крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:
2
дв
м
и
p
Далее режущий инструмент с определенной скоростью подачи вводится в материал резания 5. С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ω ротора приводного двигателя 2, развивается определенный крутящий момент М. Затем измеряется угловое ускорение εсистемы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, режущий инструмент» с моментом инерции J+J+J с учетом приведенного момента инерции сил сопротивления резанию J при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω, то есть при том же начальном значении крутящего момента М. Крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:
Из выражений (1) и (2) определяется приведенный момент инерции сил сопротивления резанию:
p
2
Умножив полученное в выражении (3) значение приведенного момента инерции сил сопротивления резанию J на угловое ускорение ε и на среднее значение угловой скорости из диапазона от ω до ω+dω, то есть на ω+dω/2, определяем среднюю для диапазона угловой скорости от ω до ω+dω мощность резания материала:
Таким образом, зная момент инерции вращающихся масс электрического двигателя (с учетом потерь на трение в опорах), момент инерции соединительной муфты и момент инерции режущего инструмента можно определить мощность резания материала с высокой частотой.