Преимущество метода - близкое к зоне резания расположение тензометрических подшипников и непосредственная передача сил резания на измерительные элементы.

Разрешающая способность тензометрических подшипников (до нескольких Н) позволяет контролировать состояние мелкоразмерного инструмента, например, сверл диаметром до 3 мм.

 

Тензометрические втулки

Опоры ходовых винтов станков могут быть информативными силовыми узлами.

Ряд фирм, в частности Sandvik Сoromant Engineer, НПО «Измеритель» и другие, рекомендуют для определения изменений сил резания тензометрические втулки в качестве чувствительного элемента, встраиваемого в узлы станков. Втулки различных конструктивных вариантов устанавливаются обычно в опорах механизмов продольной и поперечной подач.

                           

Рис. 5.23. Опора ходового винта с тензометрическими втулками:

 1, 2 – тензометрические втулки, 3 – регулируемый фланец, 4 – гайка

                     

Рис. 5.24. Тензометрическая втулка с наклеенными тензорезисторами

На рис. 5.23 показан чертеж установки тензометрических втулок в опоре винта поперечной подачи токарного станка мод. 16К20Т1, а на рис.5.24 – чертеж втулки, на поверхность которой наклеиваются тензорезисторы. Для возможности регистрации силы , направленной как по стрелке, так и в противоположном направлении, в узел опоры с предварительным натягом с помощью фланца 3 и гайки 4 устанавливаются две втулки 1 и 2. За счет мостового включения тензорезисторов обеих втулок в электрический контур, удается повысить чувствительность измерительной системы. При действии силы в направлении, отмеченном стрелкой, втулка 1 испытывает сжимающее усилие, а втулка 2 растягивающее. Вместе с втулками деформируются соответствующие тензорезисторы, изменяется их электрическое сопротивление. При противоположном направлении действия силы втулка 2 сжимается, а втулка 1 растягивается. Такая же конструкция опор используется для измерения тягового усилия продольной подачи.

Измеряемые в опорах силы  и  будут существенно отличаться от составляющих силы резания  и . Измеряемая в опоре ходового винта F_x помимо составляющей  зависит не только от постоянных, но и от изменяющихся в процессе резания параметров. Например, коэффициент трения на направляющих скольжения f может изменяться в несколько раз в зависимости от скорости подачи. На долю силы   приходится до 60% от силы на винте. Поэтому не следует ожидать высокой информативности диагностического сигнала, поступающего с тензометрической опоры винта продольной подачи.

Можно ожидать большую информативность диагностического сигнала, поступающего с тензометрической опоры винта поперечной подачи. Очевидно, чем ближе установлены силовые датчики к зоне резания, тем выше должна быть их информативность.

                              

Рис. 5.26. Зависимости от износа при точении ст. 45 резцами Т15К6:

1 –  м/мин,  мм/об,  мм; 2 –  м/мин,  мм/об,

            мм; 3 –  м/мин,  мм/об, мм

Подобные устройства могут устанавливаться в заднем центре станков