Тензометрический винт резцедержателя

В процессе резания под действием вертикальной составляющей силы резания  деформируется державка токарного резца. Ее деформация передается на подвижный цилиндрический толкатель 1 тензометрического винта, показанного на рис. 5.28. Перемещение толкателя воспринимается чувствительным элементом 2, размещенным в головке винта. На внутренней поверхности элемента 2, в зоне его наибольшей деформации размещены тензорезисторы 3. Регулировочный винт 4 обеспечивает предварительный натяг узла при жестком соединении крышки 5 с корпусом винта. Гайка 6 фиксирует корпус тензометрического винта на резцедержателе станка.

                       

Рис. 5.28. Тензометрический винт резцедержателя:

Толкатель; 2 – пружинный (чувствительный) элемент; 3 – тензорезисторы; 4 – регулировочный винт; 5 – крышка; 6 – гайка.

Тензометрическая проставка для револьверной головки

Тензометрическая проставка установлена между суппортом и корпусом револьверной головки токарного станка с ЧПУ (рис. 5.29).

В компенсаторной проставке 1 профрезерованы ступенчатые пазы. В пазах закрепляются упругие пластины 2 с наконечниками 3. На пластинах размещаются тензорезисторы 4. В результате получаются консольно-расположенные упругие чувствительные элементы, которые воспринимают деформации проставки под действием силы резания.

Рис.5.29. Тензометрическая проставка: 1 – проставка; 2 – упругая пластина; 3 -  наконечник; 4 – тензодатчик.

Пьезодатчики силы

Генерируют электрический сигнал при механическом воздействии на чувствительный элемент, изготовленный из пьезоэлектрика (кварца Si0₂, титаната бария TiB и др.), в направлении его полярной электрической оси. При очень небольших деформациях, вследствие смещения атомов пьезоэлектрика, возникает электрический заряд.

Если сила F_x действует в направлении электрической оси пластины, вырезанной из кристалла пьезоэлектрика, то из-за сближения положительных ионов кремния или же отрицательных ионов кислорода на плоскостях пластины, к которым приложена сила F_x, возникают электрические заряды +Q и -Q (рис. 6.23, а). Ненагруженный датчик электрически нейтрален.

Рис. 6.23. Принципиальная схема пьезоэффекта

Пьезоэлектрический датчик состоит из пластины пьезоэлектрика, зажатой между двумя металлическими обкладками, к которым прикладывается измеряемое усилие. Возникающая между обкладками разность потенциалов U_x пропорциональна силе F_x.

Электрический разряд появляется как при сжатии силой F_x пластины из пьезоэлектрика, так и при создании в ней сдвиговых напряжений. Это позволяет использовать эти пластины как двухкомпонентные датчики. При изготовлении рабочие поверхности пластин должны быть строго ориентированы относительно оси анизотропии кристаллов.

Для получения большего заряда отдельные пластины объединяют в пакеты и электрически соединяют между собой по параллельной схеме (рис. 6.23, б), при этом возникает заряд:

U_x=ndF_x,