RU2654947C1 - Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь - Google Patents
Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654947C1 RU2654947C1 RU2017104366A RU2017104366A RU2654947C1 RU 2654947 C1 RU2654947 C1 RU 2654947C1 RU 2017104366 A RU2017104366 A RU 2017104366A RU 2017104366 A RU2017104366 A RU 2017104366A RU 2654947 C1 RU2654947 C1 RU 2654947C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration generator
- vibrator
- rod
- measuring rod
- measuring
- Prior art date
Links
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/34—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: в качестве первичного преобразователя для контроля размерных параметров деталей в технологических процессах обработки заготовок и деталей на металлорежущих станках. Сущность изобретения заключается в том, что стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь содержит корпус, вибратор, виброгенератор, измерительный шток, прикрепленный к корпусу посредством упругих элементов и жестко связанный с якорями вибратора и виброгенератора, при этом в корпус введен дополнительный кольцевой постоянный магнит, расположенный аксиально между вибратором и виброгенератором, а якорь вибратора снабжен постоянным магнитом, закрепленным на измерительном штоке под виброгенератором при расположении одноименных полюсов введенных магнитов напротив друг друга, создавая магнитный демпфер для измерительного штока и наконечника. Технический результат: повышение динамической устойчивости, надежности и долговечности стержневого демпфированного виброгенераторного преобразователя при контроле прерывистых поверхностей. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике в технологии металлов и используется в качестве первичного преобразователя для контроля размерных параметров деталей в технологических процессах обработки заготовок и деталей на металлорежущих станках.
Освоение и расширение производства стержневых демпфированных виброгенераторных преобразователей может позволить приступить к импортозамещению существующих подобных систем на машиностроительных предприятиях (см. Александров В.А. Технологические и метрологические возможности станочного оборудования активного контроля в серийном производстве: монография / В.А. Александров, Г.М. Тромпет, Екатеринбург: УрГАУ, 2014. - 232 с.).
Известно виброконтактное измерительное устройство по а.с. №446742, кл. G01B 7/12, в котором измерительные рычаги упруго связаны с корпусом посредством витых пружин. Использование витых пружин не обеспечивает необходимых метрологических характеристик вследствие наличия люфта на оси, посаженной на подшипник качения, и перемещения одного конца витой пружины относительно другого в направлении, перпендикулярном рабочему движению измерительного рычага.
Известен виброгенераторный преобразователь по патенту на изобретение №2270415 от 20.02.2006 г. и универсальный виброконтактный преобразователь размеров по патенту на изобретение №2310814 от 20.11.2007 г. Недостатком первой конструкции является установка датчика в определенное положение относительно технологического перемещения деталей при их контроле и невыполнение принципа Аббе, т.е. нерасположения на одной прямой линий измерения и передачи измерительного импульса, при этом электромагнитное усилие, направленное не по оси штока, создает момент, отклоняющий шток в зависимости от величины плеча между штоком и электромагнитным усилием. Существует патент на полезную модель «Устройство для непрерывного контроля обрабатываемой прерывистой поверхности» №90892, опубл. 20.01.2010 г., бюллетень №2. Как показали заводские испытания, невысокая жесткость подвески не в состоянии демпфировать постоянные удары перемещающихся деталей о измерительный наконечник устройства.
Известен также «Стержневой виброгенераторный преобразователь» по патенту на изобретение №2552391 от 10.06.2015 г., бюллетень №16. Однако в сложных условиях эксплуатации обработка деталей (заготовок) сопровождается возникновением пучка искр, при высокой скорости технологического перемещения деталей (заготовок) в процессе снятия припуска возникают удары измерительного наконечника о кромки обрабатываемых деталей, что нарушает процесс контроля. Кроме того, заусенцы на кромках деталей, неравномерность высоты деталей, прерывистость измеряемой поверхности (измерительный наконечник опускается в разрывы между деталями) также влияют на точность контроля размеров (см. Александров В.А. Внедрение станочных систем активного контроля при обработке прерывистых поверхностей / В.А. Александров, А.Н. Вилков, Ю.В. Вилкова, Г.М. Тромпет // Вестник машиностроения, 2016. - №8).
При этом сложные условия эксплуатации могут приводить к поломке подвесной системы. Для компенсации вышеприведенных явлений используются различные компенсационные устройства, демпферы (механические или гидравлические), смягчающие удар измеряемой поверхности об измерительный шток прибора (датчика) (см. Михелькевич В.Н. Автоматическое управление шлифованием / В.Н. Михелькевич. М.: Машиностроение, 2005. - 304 с.) стр. 190. Контроль прерывистых поверхностей невозможен, так как измерительный наконечник опускается в разрывы контролируемой поверхноси.
Задачей изобретения является повышение динамической устойчивости, надежности и долговечности стержневого демпфированного виброгенераторного преобразователя при контроле прерывистых поверхностей при расширении ассортимента таких приборов за счет снижения усталостных нагрузок, воспринимаемых упругими элементами подвески измерительного стержня, и придание дополнительного демпфирующего усилия.
Задача решается тем, что якорь вибратора снабжен дополнительной магнитной подвеской с постоянным магнитом, а в корпус введен дополнительный постоянный магнит, расположенный аксиально между вибратором и виброгенератором, причем условием работы виброгенераторного преобразователя с магнитным демпферным устройством является расположение одноименных полюсов введенных постоянных магнитов напротив друг друга. Такое расположение одноименных полюсов создает магнитную подвеску и частично компенсирует перемещение измерительного штока от ударов и других внешних факторов, являясь демпфером для измерительного немагнитного стержня, повышая точность измерения и в результате точность и надежность всей измерительно-управляющей системы.
Устройство включает корпус, вибратор, виброгенератор, измерительный стержень, прикрепленный к корпусу посредством упругих элементов и жестко связанных с якорями вибратора и виброгенератора. В корпус вводятся два дисковых постоянных магнита. Один из них устанавливается на якорь вибратора, другой расположен аксиально между якорем вибратора и вновь вводимого экраном виброгенератора. Условием работы всего виброгенераторного преобразователя является расположение одноименных полюсов, введенных магнитов, напротив друг друга. Это позволяет создать предохранительный демпфер при контроле прерывистых поверхностей перемещающихся обрабатываемых деталей (заготовок).
На фиг. 1 изображена предложенная конструкция стержневого демпфированного виброгенераторного преобразователя с магнитным демпфером в разрезе.
Стержневой виброгенераторный преобразователь (фиг. 1) содержит корпус 1, прикрепленную к корпусу нижнюю крышку 2, виброгенератор 3 с сердечником, собранным с магнитами, вибратор 4, упругие элементы верхние 5 и нижние 6, измерительный шток 7, соединенный с сердечником виброгенератора 3 и с наконечником 8. На верхний конец якоря вибратора 4 установлен дисковый постоянный магнит 9, а в корпус 1 с встречными полюсами установлен кольцевой дисковый магнит 10 и экран 11.
Виброгенераторный преобразователь работает следующим образом. При подаче питающего переменного напряжения на катушку вибратора 4 измерительный шток 7, являясь одновременно якорем вибратора 4, с якорем генератора 3 через упругие элементы 5 и 6 приводятся в колебательное движение. В катушке виброгенератора 3 индуцируется ЭДС (Е=dФ/dt), пропорциональная изменению скорости магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом якоря виброгенератора 3.
При проведении измерений размеров обрабатываемых деталей (заготовок) измерительный стержень 7 контактирует через наконечник 8 с измеряемой поверхностью, и в зависимости от изменения размеров деталей изменяется амплитуда колебаний измерительного стержня 7 и якоря виброгенератора 3, при этом в катушке виброгенератора 3 индуцируется ЭДС, пропорциональная амплитуде колебаний, что регистрируется любым отсчетным устройством (на чертеже не показан).
При работе преобразователя, то есть при колебательном движении измерительного штока, наиболее нагруженными деталями являются упругие элементы 5 и 6. Для снятия ударных нагрузок, которые неизбежно появляются при измерении прерывистых поверхностей, имеется демпфер, состоящий из двух встречно установленных полюсами дисковых постоянных магнитов 9 на стержне и 10 в корпусе. С целью ликвидации влияния магнитного потока от постоянного магнита 10 на обмотку катушки виброгенератора введен экран 11. Создание магнитного демпфера снижает усталостную нагрузку, действующую на упругие элементы, повышает динамическую устойчивость, надежность и долговечность работы виброгенераторного преобразователя, устраняет неизбежно возникающие колебания высшего порядка измерительного стержня, повышая точность измерения.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый преобразователь отличается от прототипа тем, что, введя магнитную подвеску и дополнительные элементы - два встречных по полюсам дисковых постоянных магнита, устраняется высокая динамичность процесса измерения (точность измерения должна быть 0,001 мм). Это неизбежно приводит к повышению точности управления технологическими процессами механической обработки прерывистых поверхностей деталей.
Таким образом, заявляемый стержневой виброгенераторный преобразователь с магнитным демпфером соответствует критерию изобретения "НОВИЗНА". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "СУЩЕСТВЕННЫЕ ОТЛИЧИЯ".
Промышленная эксплуатация систем активного контроля с использованием разработанного стержневого виброгенераторного преобразователя с магнитным демпфером показала высокую надежность и работоспособность датчика, а эксплуатация всей измерительно-управляющей системы в комплексе (стержневой виброгенераторный преобразователь + отсчетно-командный блок + система управления станком + обрабатываемая изготовляемая деталь) обеспечила повышение точности обработки на 12-14% за счет магнитного демпфирования ударов кромок контролируемых деталей, проходящих под измерительным наконечником.
Claims (3)
1. Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь, содержащий корпус, вибратор, виброгенератор, измерительный шток, прикрепленный к корпусу посредством упругих элементов и жестко связанный с якорями вибратора и виброгенератора, отличающийся тем, что в корпус введен дополнительный кольцевой постоянный магнит, расположенный аксиально между вибратором и виброгенератором, а якорь вибратора снабжен постоянным магнитом, закрепленным на измерительном штоке под виброгенератором при расположении одноименных полюсов введенных магнитов напротив друг друга, создавая магнитный демпфер для измерительного штока и наконечника.
2. Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что измерительный шток выполнен удлиненным и сборным, включающим последовательно магнитный якорь виброгенератора, измерительный стержень, являющийся сердечником вибратора с закрепленным на нем измерительным наконечником.
3. Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что совместное расположение магнита вибратора и дополнительно введенного постоянного магнита является демпфером для измерительного стержня, выполненного из немагнитного материала
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104366A RU2654947C1 (ru) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104366A RU2654947C1 (ru) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2654947C1 true RU2654947C1 (ru) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017104366A RU2654947C1 (ru) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654947C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187614A (en) * | 1978-08-04 | 1980-02-12 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Tracer head |
| US4279080A (en) * | 1979-08-28 | 1981-07-21 | Mitutoyo Mfg. Co. Ltd. | Touch signalling probe |
| RU2270415C1 (ru) * | 2004-07-15 | 2006-02-20 | ФГОУ ВПО Уральская государственная сельскохозяйственная академия (УрГСХА) | Виброгенераторный преобразователь |
| RU2284466C1 (ru) * | 2005-04-12 | 2006-09-27 | Уральская Государственная сельскохозяйственная академия (УрГСХА) | Виброконтактный датчик-измеритель отклонений размеров |
| RU2552391C2 (ru) * | 2013-08-08 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО УрГАУ) | Стержневой виброгенераторный преобразователь |
-
2017
- 2017-02-09 RU RU2017104366A patent/RU2654947C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187614A (en) * | 1978-08-04 | 1980-02-12 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Tracer head |
| US4279080A (en) * | 1979-08-28 | 1981-07-21 | Mitutoyo Mfg. Co. Ltd. | Touch signalling probe |
| RU2270415C1 (ru) * | 2004-07-15 | 2006-02-20 | ФГОУ ВПО Уральская государственная сельскохозяйственная академия (УрГСХА) | Виброгенераторный преобразователь |
| RU2284466C1 (ru) * | 2005-04-12 | 2006-09-27 | Уральская Государственная сельскохозяйственная академия (УрГСХА) | Виброконтактный датчик-измеритель отклонений размеров |
| RU2552391C2 (ru) * | 2013-08-08 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО УрГАУ) | Стержневой виброгенераторный преобразователь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5086564A (en) | Device and method for active vibration damping | |
| KR101920860B1 (ko) | 부하 보상을 가지는 진동 가진기 | |
| JP2002507489A (ja) | インパルス減結合形直結駆動装置 | |
| CN100366947C (zh) | 机械装置 | |
| CN112815901A (zh) | 坐标测量机、探测***以及补偿探针元件处的力的方法 | |
| EP2708316B1 (en) | Inertia damper for suppressing vibrations in a machine tool | |
| CN105179480A (zh) | 一种主动调控节流孔入口气压的气浮支承装置 | |
| EP3017911A1 (en) | Dynamically stable machine tool | |
| KR101789673B1 (ko) | 로봇 가공부하 진동 저감장치 및 이를 이용한 진동 저감방법 | |
| US20080257667A1 (en) | Device For Decoupling an Attachment From a Moving Machine Element | |
| RU2654947C1 (ru) | Стержневой демпфированный виброгенераторный преобразователь | |
| CN108972176B (zh) | 动态阻尼的无心磨床及磨削方法 | |
| RU2552391C2 (ru) | Стержневой виброгенераторный преобразователь | |
| JP2014184548A (ja) | 制振装置 | |
| KR100941809B1 (ko) | 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치 | |
| JP4605135B2 (ja) | 加工装置 | |
| Wu et al. | LOW-FREQUENCY CHATTER SUPPRESSION USING TUNED MASS DAMPER IN ROBOTIC MILLING. | |
| KR101904957B1 (ko) | 자기변형소자 액추에이터와 mr 댐퍼가 병렬 구조를 갖는 능동 보정 모듈 | |
| Chen | Active damping of machine tools with magnetic actuators | |
| JP2000097281A (ja) | 動吸振装置 | |
| JPH06262583A (ja) | マニピュレータ用振動防止装置 | |
| JP2020070825A (ja) | 渦電流式ダンパ | |
| Thomas et al. | Check for updates Passive Damping Techniques for Vibration Suppression in Boring Operation with Long Overhangs | |
| JP2011106590A (ja) | 平行板ばね式動吸振器 | |
| RU90892U1 (ru) | Устройство для непрерывного контроля обрабатываемой прерывистой поверхности |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200210 |