granovskij_rm (831076), страница 33
Текст из файла (страница 33)
А в Рве. 8.5, Ихиерание температуры тернапарай При этом должно соблюдаться условие равенства температур на клеммах входа и выхода (точки 3 и 4). Материалами, пригодными для образования термопар, могут быть практически все металлы и сплавы. Ниже приведены значения термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) в мнлливольтах, развиваемой при температуре рабочего конца О~ = =100'С и свободного конца Ох — — 0'С некоторыми металлами и сплавами в паре с платиной: Хромель (90% йй+ 10% Сг).... +240 Железо............ + 1,80 Молибден........... + 1,20 Вольфрам...........
+ 0,80 Манганвн (84% Си+ 13% Мп+ 3% )х(1) ............ +0,76 Медь............ + 0,76 Олово............ +0,42 Алюминий.......... — 0,40 Никель............ — 1,50 Алюмель (1 % 81 + 2 % А1 + 0,17 % Ге + ь 2% Мп+ 94,83% Я).....
— 1,70 Константан (58% Си+ 40% 60+ 2% Мв)............ — 3,40 Копель (56,5% Си+43,5% Ж)... — 3,60 Чтобы получить более чувствительную термопару, т. е. развивающую большую ТЭДС, желательно в качестве проводников А и Б, образующих термопару, подбирать такое сочетание материалов, один из которых обладаег возможно большей положительной, а другой возможно большей отрицательной ТЭДС в контакте с платиной.
В соответствия с этим широкое применение получили стандартные хромель-алюмелевая и хромель-копелевая термопары, причем 112 ппнадненпп гарпрпемпн ппрмпппрп дерменпрп р 56 гб гб и еп Эр ЭР ЭЭДДмР б) и/ последняя развивает ТЭДС почти вдвое большую (рис. 8.6), чем первая. Если в качестве одного из термоэлектродов взять инструментальный или обрабатываемый металл типа углеродистых сталей, то в качестве второго термоэлектрола целесообразно использовать проволоку, изготовленнуи> вэ копеля или ковстантана. Если обрабатываемым материалом р е е Рне.
8.6. Харахтернсеиха хронель-алюнелевай (!) и хранель-копелевай (2) тернопар (первым термаэлектродом) является алюминий илн никель, то более предпочтительным материалом для второго термоэлектрода является хромель. В области резания металлов стандартные хромель-алюмелевые и хромель-копелевые термопары принято называть искусственными термопарамн; образованные из копелевой или константановой проволоки и инструментального или обрабатываемого металлов — пол уискусственными термопарами; образованные из обрабатываемого и инструментального металлов — е с т е с твен ными терм о па р ам и. Большое влияние на значение ТЭДС оказывают химический состав и наличие различных примесей как в инструментальном, так н в обрабатываемом материалах.
В связи с этим прн использовании полуискусственных и естественных термопар необходимо их тарировать. Для этого из инструментального и обрабатываемого материалов иэготовляеотся термоэлектролы А и Б. В качестве термоэлектрода обрабатываемого материала может быть использована стружка„ срезанная с олиой из заготовок. Спай термоэлектродов А и Б образует рабочий конец.
Его погружают в тигель с расплавленным металлом, например оловом, при температуре 8,, Своболные концы гермозлектродов при комнатной температуре Ое присоединяются к клеммам измерителя. В тот же тигель с расплавлееаеым мееаллом погружают рабочий конец контрольной термопары (рис.
8.7, а), показания которой измеряются собственным измерителем. Процесс тарирования ведется е условиях постепенного нагрева или охлаждения расплавленного е тигле металла По показаниям тарируемой и Рис. 8.7. Тарироаание естественной терно- пары: о — ахеееа тарнроаанин; 6 — тарироаомнна графин контрольной термопар строится тарировочиый график (рис. 8.7, б). Пользуясь тарировочным графиком, полученные при эксперименте значения ТЭДС полуискусствеиной илн естественной термопары можно перевести е эквивалентные значения температуры иа лезвии инструмента, ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗЦА ИСКУССТВЕННОЙ ТЕРМОПАРОЙ, Первым этот метод измерения температуры резца применил русский ученый Я.
Г. Усачев. В отверстие, просверленное в корпусе резца (рис. 8.8), вставлялась термопара. Спай рабочего конца термопары касался в точке ! нижней поверхности быстрорежущей пластинки. Пластин)еа, прикрепленная к корпусу резца, выполниет функцию передней поверхности лезвия. В процессе резания тепловой поток, генерируемый на контактных поверхностях лезвия, нагревал быстрорежущую пластинку и рабочий спай термопары. Просверливая отверстии в разных местах корпус~ можно последовательно одной или одновременно несколькими термопарами измерять температуру в разных точках быстрорежущих пластинок разной толщины и составить по результатам измерения температурное поле режущей части резца.
Опыт показывает, что измерение температуры в нсследуемъп точках производится с достаточной точностьзо, если рабочий спай 1 термопары прижат к поверхности с силой не менее 50 Н. Так как прижатие рабочего сная термопары с такой силой не всегда возможно, то сто обычно приваривают конденсаторной сваркой к поверхности быстрорежущей ной температуре на клемме 4 измерителя. Чтобы не возникали паразитные термопары, вызванные прогревом быстрорежушей пластинки при резании по всей ее длине, в точке 2 к ней приваривается удлинительный провод из быстрорежущей Рнс.
8.8 Измерение температуры резца метадон искусственной термопары пластинки в точке, где требуется измерить температуру. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗЦА ПОЛУИСКУССТВЕННОЙ ТЕРМОПАРОЙ. Для измерения температуры Рис. 8,9 Измерение температуры резца пеговом полунскусстеенной тернопары резца Я. Г. Усачев применял также полу- искусственную термопару (рис. 8.9). Одним термоэлсктродом А этой термопары является продетая через отверстие, просверленное в резце, проволока из копеля или константана.
От корпуса резца проволока изолируется, например, керамической трубкой. Вторым термозлектродом Б служит быстрорежузцая пластинка. Оба термозлектрола взаимно соприкасаются (свариваются) в точке 1, образуя рабочий (горячий) конец термопары. Холодный конец электрола А находится при комнат- ца истоком естественной термопары стали той же марки, что и сама пластина. Тоглв холодный конец термоэлектрода Б находится также при комнатной температуре на клемме 3 измерительного прибора.
Термозлектродвижущая сила, фиксируемая этим прибором, пропорциональна температуре точхи 1 рабочего сная термоэлектродов А и Б. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗЦА ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕРМОПАРОЙ. Рабочим концом естественной термопары являются площадки взаимного касания лезвия резня, стружки, поверхности резания на заготовке. Контактные поверхности лезвия наиболее нагружены и подвержены наибольшему нагреву. Этот метод позволяет измерить температуру непосредственно на поверхности наиболее нагретого участка лезвия. Схема измерения температуры естественной термопарой показана на рис.
8.10. Обрабатываемая заготовка при закреплении в патроне токарного станка изолируется прокладками. Резец также изолирован от суппорта станка. Один из удлннитсльных термоэлектродов 2-3 присоединен в точке 2 к инструментальному материалу, оснащюощему режущую часп 1 резца, и выполнен из того же материала. Другой 115 удлинительный термозлектрод 4-5 связывает измерительный прибор с обрабатываемой заготовкой через токосъемник в точке 5, который в простейшем случае представляет собой металлическую или угольную щетку, скользящую по поверхности вращающейся заготовки.
$ 8.3. ТЕМПЕРАТУРА В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ Теплота, выделяющаяся в зоне резания, согласно уравнению теплового баланса (8З) нагревает: а) стружку; б) обрабатываемую заготовку и в) режущий инструмент — резец. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ В СТРУЖКЕ. Измерение температуры в стружке в процессе резания было осуществлено на основе методики, схема которой показана на рис 8.11.
Концы изолированных константановых проволочек диаметром 0,12 мм были закреплены в глухих отверстиях, просверленных в стальном бруске на разной глубине )и в пределах толщины срезаемого слоя а = 1,25 мм. Под действием сил, развиваемых строгальным резцом, двигающимся со скоростью с, металл срезаемого слоя пластически деформировался и константановые проволочки прочно защемлялись каждая в своем отверстии, образуя полуискуссгаенные термопары обрабатываемая сталь — кононантан.
Свободные концы термопар присоединялись к бруску в достаточно удаленной от зоны резания точке 2. В процессе строгания в местах защемлення 1; проволочек возникала ТЗДС, которая измерялась электронным осциллографом. По результатам такого измерения было построено температурное поле в стружке (рис. 8.12). В разных точках только что сформировавшейся стружки температура различна. Наиболее высокую температуру стружка имеет в локальном приграничном слое того отрезка опорной поверхности, которым она в данный момент скользит по контактной поверхности лезвия резца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
