Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtmeter (Philips)

Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtmeter (Philips)

Citation for published version (APA):

Grootjans, D. (1961). Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtmeter (Philips). (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek : WT rapporten; Vol. WT0022). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1961

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

i

"

l

.~

-\ . ,

T~CHNJSCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

LABORATORWM VOOR MEOtANISCHE TEOtNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK

SAMEHVATTIHG VAN EEN RAPPORT UIT DE SECTIE,

2.

Vera~D$J1g

, "

TITEL.

Het ijken

van

de tweecomponenten' snijltracp.tmeter

(Phi1.i:ps)

AARD VAN HET OHDERZOEK I U.D.c.

. ,

SAMENVATTIHGI,

WT.- SR

0022

In

dit'rapport

wordt beschreven debeitelkt'achtm,ter

.ol,g~na

antwerp

ten

Horn, Schurmann.

. ' . ,

. ! , .

Verder

wordt

behandeld de

ijking, bepaling

van

,eig.ntreq,uerttieen

demping,·

terwijl tenslotte ee.n mogelijkheid

w.ordt

aangegeyen

ter ••

1"hoging van

de

.

eigenfr~quentie.

.

PROONOSE VOOR VERDER ONDERZOEK.

HOOGLERAAR. Prof

.Dr.p.O. Veenstra

TIELEIDER.

Chr.Bus

a:aDElI1UUUlRS.

aut ur:

D . G

..

"

.

•

LITERATUUR1Een

tweecomponenten-snijkraehtsmeter voot"

de draaibank

It.

door Ir.B.L.

t.n

Born

en

R.A. Schiirmann.

Metaalbewerk.ing,

24e jaargang,

1 ...

8-'58

nummer

,3.

ONDERZOEKNOa OAT. AANVANG • V.H,'ONDERZOEK AANT. BLADZIJDEN I ..

10 .

BlJLAGEN. "UBUCATIE INt'

w ~ ; )

a1

o

8

TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

LA80RATORIUMVOOR MECHANISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK

WT - R

81.:2. 1

RAPPORT

un

DE SECTIEI 2.t Verspaning DATUMI'

5-9-

t

61

Philips)

TITELI Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtmeter _{ONDERZOEK NO I}

AUTEURSI D. Groot jans BlJLAGEN I

U.D.C.I

Doel

Het'bepalen van het verband tussen aanwijzing recorder en kracht in kgf

Opstellin~ IlUis v~~p opnemf'r Snijkrachtsmeter <', , .... .., .. , .. .':!!!men/ :arm.8(}rm-~ "_. _

,I

~JXJmm. _____ ·.A.lXJ!Il.mrIf!.mlL....-~~

!

I

Fig ..

1.

geeft een vertikale doorsnede van de snijkrachtsmeter met aange-brachte ijkinrichting.

-Het belangrijkste onderdeel van de snijkrachtsmeter bestaat uit een kop, eendunv,andige pijp en een dikwandige t buisvormige schacht. Het geheel is,

uit

eelll

stuk chroomnik1.;:elstaal vervaardigd.

Om elastische hysterisverschijnselen zoveel mogelijk uit te schakelen is de vloeigrens door een warmtebehandeling tot boven de 80kg/mm2 opgevoerd. De inwendige ruimte van de snijkrach tsmeter is verdeeld in een wate.rka-mer en een gedeelte waarin twee paar passieve strookjes en de bedrading zijn aangebracht .. Het w'ater da t gebruikt wordt om het meetelemant en de rekstrookjes op constanta temperatuur te houden stroomt de waterkamer binnen en verlaat deze door de beitelkop en vangt dus de van de baitel afkomstige warmte in een vroeg stadium Ope De actieve strookjes _voor de hoofdsnijkracht zijn boven en onder aan de buitenzijde van het dunwandige buisdeel gemonteerd.

IX W

,

g

z W IX W

I

;:) :z: w i= u w on IX W

~

Z 11.1 o

8

TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

LABORATORIUM YOOR MECHANISCHE TECHNOlOGIE EN WERKPlAATSTECHNIEK

0022

BlZ. 2

RAPPORT UIT DE SECTIEI 2, Verspaning DATUMt

5- 9-' 61

(PhiLips)

TITEL.: Het ijken van de b.veecomponenten snijkrachtsmeter ONDERZOEK NO I

AUTEURS: D. Grootjans BIJLAGEN I

U.D.C.I

Als de meetbuis ten gevolge van deze kracht doorbuigt, wordt het bovenste rekstrookj e op trek belast en het -onderste op druk. Deze twee strookjes zijn zodanig in het elektrisch dircuit opgenomen dat ten opzichte van een strookje de dubbele gevoeligheid wordt verkregen. Dit geldt ook voor twee actieve rekstrookjes van de voedingskracht die op de linker- en rechterzijde van de buitenomtrek van de meetbuis zijn geplakt.

In het gedeelte dat de bedrading bevat is een stift te zien die recht-streeks warmtecontact maakt met de waterkamer. Deze stift bevat twee paar pas sieve rekstrookjes welke de twee Wneatstone bruggen in de snij-krachtsmeter completeren. Door de vier rekstrookjes van iadere brug op gelijke temperatuur te houden, worden afwijkingen ten gevolge van de om-gevingstemperatuur voorkomen. De strookjes aan de buitenkant van de meet-buis:zijn tegen vloeistoffen etc. beschermd door een ring, welke op de beitelkop is geschroefd en met behulp van een rubberring of een qtetalen ' balg afsIuit tegen de schacht.

De schacht en het gat in het buis zijn op dezelfde diameter gedraaid opdat ze in elkaar passen. Het huis is aan de bovenkant opengezaagd en kan door middel van druk- en trekbouten worden uitgezet resp. vastg~lemd.

Recorder PR 4069 - 00

Om een continue registratie van de snijkracht te verkrijgen zijn de rek-strookjesmeetbruggen verbonden met een recorder.

Voor de voeding van de. rekstrookjesmeethruggen is gekozen gelijkspanning. Deze gelijkspanning w~rdt ala voIgt verkregen: zie ook figuur:

l'i 100",. F

I

I

/ "

I

I

I

r -V

I

I

- __ I

.

j

,

~

!

5

-~ ::I L r: u

§

~ u l

3

"rECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

LABORATORIUM VOOR MEOIANISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK

WT - R

0022

BLZ.

3

RAPPORT UIT DE SECTIEI 2, Verspaning OATui,h 5-9-'61

\ rnLL1.pS)

nTELIHet ijken van de t~eecomponenten snijkrachtsmeter _{ONDERZOEK 10101}

AUTEURS: D. Grootjafls BIJLAGEN I

U.D.C.:

De wisselspanning wordt gelijkgericht door een Graetz ~chakeling en af-gevlakt met behulp van een afvlakfilter en gestabiliseerd met behulp van

de zenerdiode.

-De spanning over de rekst.rookjesmeetbrug kan nu via de regelweerstand van 80 , preciesop

5

V worden ingesteld.

Met'behulp van de Helipotentiometer van

5

k kan het niveau van de uit-gangsspanning worden verlegd. Door het sluiten van de schakelaar

S

wordt de meetbrug kortgesloten en wordt een spanning van 2,5 mV toegevoerd aan de recorder.

Nu zijn de rekstrookjesmeetbrugc:;en in balans zolang de snijkrachtsmeter zich in onbelaste toestand bevindt, doch iedere kracht welke op de beitsl wordt uitgeoefend, zal de balans evenredig met de kracht verstoren. Ieder verschil in diagonaalspanning van de verbonden brugcircuits wordt doer de ' versterker V, waarvan de uitgangsspanning de servomotor Iv! in bev,eging brengt versterkt. De servomotor beweegt het sleepcontact op de potentio-meterstaaf van brug C naar het punt, waar het spanninssverschil weer 0 is. Direct met het sleepcontact is een wijzer gekoppeld, welke be~eegt langs een 250 mm lange schaal (verdeeld in 100 schaaldelen). Aan het sleepcon-tact is verder een schrijfmechanisme verbonden. Daar twee krachten worden gemeten is de gehele opstelling dubbel uitgevoerd.

Het Ijken

De twee. paren rekstrookjes kunnen afzonderlijk worden geijkt door een be-kende belasting, met behulp van gewichten op een hefboom aan te breneen. De hefboom draait om sen vast punt, dat gevormd wordt door een meskant aan de hefboom en een zitting '"elke aan het huis van de snijkrachtsmeter bevestigd is.

De normals beitel wordt door een hulpstuk vervangen dat van centers is voorzien en dat e~voor zorgt, dat de aangebrachte ijkkracht op de juiste

plaats op de hartlijn van de opnemer aangrijpt. 0

De opnemer kan door middel van aanslagen nauwkeurig over 90 gedraaid worden waardoor het mogelijk wordt b eide paren rekstrookjes met hetzelfde hefboomstelsel te ijken.

De belasting van de hefboom wordt door een schommelstuk op de ijkbeitel overgebracht. Dit schommelstuk is aan de onderzijde van een centerpunt voorzien, welke in de ijkbeitel past en aan de bovenzijde van een cirkel-vormige meskant. Daar de meskant nauwkeurig centrisch is geslepen ten op-zichte van de centerpunt kunnen als gevolg van een afwijking in de plaat-sing Vill1 het mes en de hefboom, geen zijdelingse krachten worden

uitge-oefend ..

Net de hefboom kan een bekende belastine op de snijkrachtsmeter worden aangebracht. Hiertoe zijn in de hefboom inkepingen aangebracht welke als aangrijpingspunten voor het ijkgewicht dienst doen.' Het eigen gewicht van de hefbool:l kan uit de aflezin:=:;en, bij verschillende belastinsen van de snijkrachtsmeter, worden berekend.·

J

/J

"

TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

lABORATORIUM VOOR MEOIANISCHE TECHNOlOGIE EN WERKPlAATSTECHNIEK

RAPPORT UIT DE SEeTIE, 2, Verspaning

0022

Bll.

4

DATUM I

5-9-

'61

F---r~~~~~---lPhilipsJ

TITEll Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtsmeter _{ONDERZOEK NOI}

AUTEURSI D. Grootjans BlJlAGEN I

U.D.C.I

Alvorens nu te gaan ijken is eerst de afstand hefboom nauwkeurig bepaald zie rapport (

. d. d.

Deze afstanden bleken te zijn:

van de inkepingen op de ) drs. J. I:oning

i'"

c "

l

De verhoudingsfactoren worden nu:

stand 1 b stand 2

a

stand

3

_a d

=20.93

c

a

=

6,976

a

=

50,163

+

0,003

+

b

=250~062-

0;004

c

=349.98

+

0,02

+ d

=1049,86 - 0,02

Verder is een stel aanwezige gewichten gewogen m.b.v. geijkte cewichten van de g~oep Mechanica.

= 8,924 kg

!

0t005 kg gewicht G 1 gewicht G 2

=

+ 15,481 kg - 0,005 kg

Er ontstaat nu de volgende tabel voor de hoofdsnijkracht

P

v

0:: W

,

g

% w' 0:: W

I

::! if) j:: u w II) ol w

I

::! % ....

o

_« 0:: Q A-D

II

.... 0:: o

-.

0:: W :E :E ::! % W Q

8

TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

LABORATORIUM VOOR MEOtAHISCHE TECHHOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK

WT - R

0022

BLZ.5

RAPPORT

un

DE SECTIEI 2, Verspaning DATUM,

5-9-

161 " (Philips)

TITELI Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtmeter ONDERZOEK NOI

AUTEURSI D.Grootjans BIJLAGENI

U.D.C.I kracht' kgf recorder mV kg/mV kg contrc- opmerking Ie

ko-44,46

+ 0, 6l~

77,13

+

62,25

+,

0,75

108,60

+

186,78

+

324,02

+

1,04

2,39

0,36

0,37

0,37

P32-P11=279,56

160

=1,75

mV

P

32

-P21 =261,77

=

1,64

mV

160

Met

P ::

160 kg/mV correspondeert 1 schaaldeel

v

-10m 2 + k

102,4 103,1

136,0 135,8

120,0 121,0

166,4 166,7

246,0 24515

382,5,382,7

) 58,7

) )

8

kgf. zie ook grafiek no 1

Door de recorder nu op een kleine versterking in te stellen kan 1 schaal-deel in overeenstemming worden gebracht met

5

kgf ( dan dUB 1 mV

32

schaaldelen)

Nu de kracht x welke correspondeert met het eigengewicht van sie hefboom is bepaald, kan ook op de volgende Manier worden geijkt.

Breng het gewicht aan dat correspondeert ttlet P

=

382,5

kg.

Voor

1

schaal dl ::

5

kgf moet dit dus overeenkomen met

76,5

schaal dl. Om de recorderinste-lling tussentijds te~kunnen controleren moet het aantal schaaldelen worden bepaald, dat behoort bij de ijkstand van

2,8

mV.

Deze constanten blijken te zijn P

2,5

mV

=

81,2

schaaldeel

v

P

'2m5 mV

=

80,1

,~

a

Verder is nagegaan de onderlinge beinvloeding van de componenten. Deze on-derlinge beinvloeding bleek gering te zijn 2 kgf bij P

33

=

382,5

kg.

Ill: W

I

.:>

t

_> :z: w Ill: W ~ ~ :>

li

i= u w

'"

~ IIIr w

J

:> :z:

t-O

-< Ill: " Q IL P

I

I

t-Ill: Q 0.. 0..

,

_W ~ ~ :> :z: w Q

8

TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

LABORATORIUM VOOR MECHANISCHE TECHNOLOGfE EN WERKPLAATSTECHNIEK

0022 BLZ.6

RAPPORT un DE SECTIEI.2, Verspaning DATUMI

5-9-

f

61

(Philips)

TITELI Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtmeter ONDERZOEK NOI

AUTEURS I D. Grootjans BIJLAGEN I

U.D.C.I

Eigenfrequentie en dempingsfactor

De bewegingsvgl. van het systeem is als voIgt

J~-4-~~

_-4-

c<f=o

J

f

massatraagheidsmoment t.o.v. draaipunt

=

dempingsfactor ~

=

veerstijfheid stel dit geeft en daar en du,s +

-=-J

•

...

<.0.

kan dit worden geschreven als:

De eigenfrequentie van de beitelkrachtmeter kan nu bepaald worden door berekening en door meting.

a) berekening

Hiertoe is het noodzakelijk het draaipunt van de massa te bepalen. Dit geschiedt als voIgt. Met de beitelkrachtmeter worden in wezen de momenten gemeten welke bij een bepaalde kracht behoren. Door nu een zelfde kracht ·aan te brengen op twee verschillende armlengtes, waarvan de onderlinge

afstand bekend is kan de momentarm worden bepaald. Uit hat voorgaande is bekend het aantal schaaldelen dat behoort bij een kracht van

5

kg.

=

1 schaaldeel de bijbehorende armlengte bedroeg x + 18 mm. _ Nu is verder aangebracht een kracht van

5

kg.

op

een arml~ngte van x +

563

mm. Dit leidt tot de volgende berekening

. (x + 18-).

5=

1 M

l --"""

x

ex

+

653).

=

9,2

M.J

59,4

rnm

.-~

--

.. ~ -_. ----

- - -

---~ w

I

::I ~

is

<I( III: Q 0.. p

II

I-III: Q G.

,

_III: W

~

~ Q

8

TECHNISCHE HOGES.CHOOL EINDHOVEN

LA80RATORIUM VOOR MECHANISCHE TECHNOL.OGlE EN WERKPLAATSTECHNIEK

wi -

R

0022

BL.1.

7

~

RAPPORT UIT DE SECTIE: 2 t Verepaning DATUM:

5-9-'

61

l,.t'hl..Ll.pe)

TITEL.I Het ijken van de tweecomponenten enijkrachtmeter _{ONDERZOEK NO:}

AUTEURSI D. Grootjans 81JL.AGEN I

U.D.C.I

.

y---I

_·x

..

"'I

...

_,.

.

)

,

i-.

--~

J

~}.

_.

+

J~

d2 +

4

h2) + "'1 m 1 2 .-

8

+

16 ::: 24

kgcm 2

3

+

2,4

2

)

+

ffiZ (0,8

2

+

l

ijkbeitel

-. -n

hardmetaalhouder)

4,7 ::: 5,2

l{gcm

2

(1,6

2

+

1,6

2

)-

+ m3

(0,8

2 +

6,0

2

)

1.1.::0,05 + 1,1

=

1,15

] tot. due:

24

+

5',2

R:I 29 kgcm2

(snelstaalbeitel) _ (ijkbeitel)

De stijfheid

Hiertoe moet de hoekverdraaiing welke bij een bepaalde kracht behoort word8n bepaald. Dit resulteerde in een verplaatsing van 23~mbij

100

kgf.

dus:

e

= ' .p. r ~

r

w -_o

-=

2.600.000.

De berekende eigenfrequentie is door metingen gecontroleerd en wei on de volgende manier. In de brugschakeling van de rekstrookjes is een

oecillo&-coop ~eplaatst. De beitel wordt aangeslagen en de trilling wordt zicht-baar gemaakt op de oscilloscoop en daar gefotografeerd.

fECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

_.. ". . '. . " lA80RATORIUM VOOR MEOiAHISCHI\! TECHNOLOGIE _ .

EN. WERKPlMTST~CHNIEK . .

@AP.PORT I:IIT ~E SECTIE,.?! t

Verepaning

.

('Phill::ps)

TITEl-l

He.t

'ljk~n

van.

detw~e.coUlp,o.n.ellcten snijki-aC?ht~eter·,:.:.,. AUTEURS, D •. Gro.ot; jane

U.D.C., WT - R

0022

BLZ.8 ;OHD!R2:0EK NO .•. BlJLAGEHi'.

Om de invlbed van

de

waterkoeling~te

.bepalen

z,iJ.b:3

£o1;o's gen\aakt n .. l.

I II: ~ ~

,

.

.

,

!

~ t,

,t·

I

'.

" ~

,..

.,.~._._I

...

,.--,

,~ >,'J t..~''''''~--f'''~~ .. ",,'1>' ,

.

" '

IX W

I

:::::I Z

,

Z W IX w

I

:::::I Z w i= u w

..,

ol 1: U <I( IX Q 0..

~

z w Q

8

TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

LABORATORIUM VOOR MEotANISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK

WT - R

0022

BLI.

9.

RAPPORT UIT DE SECTIEI

2, Verspaning

DATUM.

5-9-

t

61

TITELI Ret 1

_{van de tweec}

ONDERZOEK NO.

AUTEURS.

D.Grootjans

BIJLAGEN I

1 " '~..:.;

.:-/' '"'

~

-'-l-~r:+··-

:t t -.~. f'~'-'-'-

...

-~

..

....,l-" 1 Co <"~,~ "":.f , -...,-.,..-t"'-';·~--f""';'"'1~~_--

..

t.~,-~ .. " .• -:.\ ... 'f...".'''"....!~''''' - -f,~·~

..

'tl"

,i .,'

t

;:

~J • -'-"-+---+'~--'--f",,""'" ... 1-·',--i;-lI .. R't''':'-~f.---~-. ....,,-4 . ....,.,. •.• -l-~t-.,

.. ,

I

~,

'.

t .

t -\

;) ,

.

, I ,t 1. . , !

r .. -

+----

-.~;.-l , i' \ -\ , l

t

L-i-

i . . I < 0

I-.,

....

l. ~. , .:". ."

Uit de figuren hlijkt dat onder de condities

ad. 1°

de amplitude

na~27

periodes tot

1

Van de amplitude is afgenomen.

Onder de

cond.i~ies

ad. 2

0

na -::::..

16

periodes

Onder de condities ad.

3

0

na

~

12 periodes

~ieruit

is dus even±ueel de

demp~ngsfactor ~

te bepalen.

Verhog1ng der eigenfreguentie

de eigenfrequentie kan worden yerhoogd:

a) door verhoging van de stijfheid, de meter verliest dan eehter aan

ge-vo~a.igheid.

_

r:i ILl j ::::I ~

o

< .Il( o II.. p

II

l-ll( o

•

ILl ~ ~ Z ILl .0

8

. T'ECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

lABORATORIUM VOOR MECHANISCHE TECHNOlOGIE EN WERKPlAATSTECHNIEK

0022

Bll. 10

RAPPORT UIT DE SECTIEI 2, Verspaning

(Philips)

TITEll Het ijken van de tweecomponenten snijkrachtmeter ONDERZOE.K NO.

AUTEURS, D. Grootjans. BlJlAGEN.

U.D.C.I

Het is dan het meest effectie! om maesa zover mogelijk van het draaipunt

weg te nemen. Dit nu is mogelijk

t

wanneer de toevoer en afvoer van de

wa-terkoeling op een andere plaats wordt aangebracht.

rl----'-l===:*:·

~rr

----

~;

~(~-+t

\

\ I - - l . I \ ~-- ...

.,

...

T

I

.,

_,

Door nu het materiaal weg te halen volgens bovenstaande schets stijgt

de eigenfrequentie tot ~ 2000 H,.