木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)整體設(shè)計(jì)論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　南京林業(yè)大學(xué)</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目：木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)整體設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： 南方學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><

2、;p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　職 稱(chēng)： 教 授 </p><p><b>　　二○一三年 六月</b>

3、</p><p>　　木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)整體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要是進(jìn)行木材刀具切削實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體設(shè)計(jì)的構(gòu)思。我們所設(shè)計(jì)的木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)采用驅(qū)動(dòng)鏈輪軸和進(jìn)給速度無(wú)極調(diào)速的運(yùn)動(dòng)形式，能測(cè)出切向切削力，驅(qū)動(dòng)鏈輪軸扭矩，鏈切削速度和進(jìn)給速度。而大多數(shù)國(guó)內(nèi)外切削試驗(yàn)臺(tái)裝置并不能測(cè)定以上全部參數(shù)，有

4、的參數(shù)測(cè)定精度也很低。</p><p>　　根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的切削試驗(yàn)臺(tái)品種規(guī)格多，適用于不同的電鏈鋸，且工作時(shí)的鋸鏈切削速度高低差異很大，切削功耗相差很大。為能評(píng)定鋸鏈切削木材時(shí)的切削性能，所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)，需能模擬鋸鏈的工作狀態(tài)，反映鋸鏈實(shí)際的切削速度和切削效率，因此應(yīng)具有較寬的切削速度調(diào)節(jié)范圍和進(jìn)給速度調(diào)節(jié)范圍；同時(shí)應(yīng)具有較大的傳遞扭矩，可保證大節(jié)距高效率的鋸鏈性能測(cè)定。</p><p&

5、gt;　　本文闡述了木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)，構(gòu)造及功能，驅(qū)動(dòng)鏈輪軸，導(dǎo)板支撐座等部件的設(shè)計(jì)，以及木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的電控電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)?切削? 變頻調(diào)速</p><p>　　Wood cutter cutting test-bed design literature review as a whole</p><p>

6、<b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper, the idea of a wood cutter cutting the overall design of the experiment station.Wood cutting tool designed test rig should be able to measure the tangenti

7、al cutting force, the drive chain axle torque, chain cutting speed and feed rate. </p><p>　　While most of the cutting test at home and abroad station apparatus and can not be measured all of the above parame

8、ters, and some parametric measurement accuracy is also very low. Difference in the level of the saw chain when cutting speed and cutting test rig varieties and specifications applicable to electric chain saws, and work,

9、cutting power consumption is a big difference. </p><p>　　Cutting performance when cutting wood saw chain can be assessed, the test stand design, can simulate the working condition of the saw chain, to reflec

10、t the actual cutting speed and cutting efficiency of the saw chain and therefore should have a wide cutting speed adjustment range and into the ; the same time should have a larger transfer torque, can ensure the high ef

11、ficiency of the large pitch saw chain performance measurement to the speed adjustment range.</p><p>　　Keyword：Test rig design cutting frequency control </p><p><b>　　目 錄</b></

12、p><p><b>　　1.緒論3</b></p><p>　　1.1研究的意義及目的3</p><p>　　1.1.1研究的意義3</p><p>　　1.2．1研究的目的4</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究概況4</p><p>　　1.2.1 國(guó)內(nèi)研究

13、概況5</p><p>　　1 .2. 2 國(guó)外研究概況………………………………………………….6 </p><p>　　1. 2 .3 結(jié)論…………………………………………………………….7 </p><p>　　2.木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求...................................

14、.... 9</p><p>　　3總體方案的確定10</p><p>　　3.1木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的功能原理10</p><p>　　3.2驅(qū)動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的測(cè)量10</p><p>　　3.3切削力的測(cè)量11</p><p>　　3.4驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.

15、5進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.6電控電路的設(shè)計(jì)12</p><p>　　4木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造13</p><p>　　5木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的部件設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.1驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).........................................................

16、........15</p><p>　　5.2導(dǎo)板支撐裝置的設(shè)計(jì)17</p><p>　　5.3鋸鏈張緊裝置的設(shè)計(jì).................................. 18</p><p>　　5.4驅(qū)動(dòng)鏈輪的設(shè)計(jì)………………………………………………….19 </p><p>　　5.5床身的設(shè)計(jì)………………………………

17、……………………….19 </p><p>　　5.6木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的電控電路設(shè)計(jì)………………………….20 </p><p>　　6.木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的總裝配圖………………………………………26 </p><p>　　7.測(cè)試方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………27 </p><p>　　8.總結(jié)和展望...

18、.............................................................................................28</p><p>　　8.1總結(jié).................................................................................................

19、..28</p><p>　　8.2展望...................................................................................................28</p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30&

20、lt;/b></p><p><b>　　附 錄32</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的生產(chǎn)鋸鏈品種規(guī)格差異，為了提高生產(chǎn)效率以及降低成本，這是研究鋸鏈切削試的主要目的。研究鋸鏈切削性能試驗(yàn)臺(tái)可測(cè)定鋸鏈鋸齒上切削力的三個(gè)方向分力，即主切削力、進(jìn)給力和側(cè)向力

21、；進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度；驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的軸功率；鋸鏈的鋸切效率。根據(jù)鋸鏈切削原理，鋸鏈切削性能試驗(yàn)臺(tái)可測(cè)定鋸鏈鋸齒上切削力的三個(gè)方向分力，即主切削力、進(jìn)給力和側(cè)向力；進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度；驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的軸功率；鋸鏈的鋸切效率。大量的研究結(jié)果表明，切削狀態(tài)的每個(gè)微小變化都能通過(guò)切削力的變化反應(yīng)出來(lái)，檢測(cè)切削力是目前國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用最多的檢測(cè)方法之一。隨著切削加工的高速度，高精度，高度自動(dòng)化，對(duì)切削試驗(yàn)臺(tái)的要求越來(lái)越高，所以我們?cè)O(shè)計(jì)出這樣的功能兼?zhèn)涞?/p>

22、木材刀具試驗(yàn)臺(tái)迫在眉睫。</p><p>　　1.1研究的意義及目的</p><p>　　1.1.1研究的意義</p><p>　　由于目前國(guó)內(nèi)外鮮有可同時(shí)測(cè)量三向力的傳感器的報(bào)道，多是可同時(shí)測(cè)量二向力的傳感器。LQ-18鋸鏈切削性能試驗(yàn)臺(tái)可測(cè)定鋸鏈鋸齒上切削力的三個(gè)方向分力，即主切削力、進(jìn)給力和側(cè)向力；進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度；驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的軸功率；鋸鏈的鋸切效率,更好的

23、衡量刀具的切削性能。而同時(shí)測(cè)量三向力還能反應(yīng)木材或者金屬材料的品質(zhì)，所以研究木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)就顯得尤為重要。</p><p>　　1.1.2研究的目的</p><p>　　在我國(guó)，電鏈鋸的發(fā)展都是解放后發(fā)展起來(lái)的，七十年代先后研制成功的YJ4和GJ85，YH25等三種新型鋸，這種小節(jié)鋸的鋸鏈對(duì)鋼材的強(qiáng)度很高，制造工業(yè)難度較大，對(duì)齒型和結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)也要求很高，雖然已經(jīng)研究了20多年，但是

24、質(zhì)量仍未過(guò)關(guān)，國(guó)內(nèi)鋸鏈?zhǔn)袌?chǎng)仍被進(jìn)口貨所占領(lǐng)，所以研究鋸鏈?zhǔn)鞘直匾?。雖然國(guó)內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外或超過(guò)國(guó)外同內(nèi)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，但大部分國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)噪聲大，安全系數(shù)低，效率較低，進(jìn)鋸阻力和外觀較差，在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，且根據(jù)鏈切削原理，所設(shè)計(jì)的鏈切削實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)該能測(cè)出切向切削力，驅(qū)動(dòng)鏈輪軸扭矩，鏈切削速度和進(jìn)給速度。而大多數(shù)國(guó)內(nèi)外切削試驗(yàn)臺(tái)裝置并不能測(cè)定以上全部參數(shù)，有的參數(shù)測(cè)定精度也很低。所以研究生產(chǎn)

25、一種結(jié)構(gòu)緊湊，啟動(dòng)容易，操作靈活，鋸切效率高，維護(hù)簡(jiǎn)便的木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)是非常必要的。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究概況</p><p>　　1.2.1 國(guó)內(nèi)研究概況</p><p><b>　　2.1國(guó)內(nèi)研究概況</b></p><p>　　我國(guó)自本世紀(jì)60年代以來(lái)，不斷進(jìn)行木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的研究。特

26、別是80年代以來(lái)的試驗(yàn)研究成果積累了許多有價(jià)值的數(shù)據(jù)。1964年中國(guó)東北林學(xué)院研制的T-1型試驗(yàn)臺(tái)，用電阻應(yīng)變片（環(huán)）和平衡重塊測(cè)量切向力和法向力。這在當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)外已屬于比較領(lǐng)先的技術(shù)。電阻應(yīng)變片由敏感柵等構(gòu)成用于測(cè)量應(yīng)變的元件。由于測(cè)力系統(tǒng)中摩擦力的影響，其切向力的測(cè)定精度是很低的。</p><p>　　1982年南京林學(xué)院研制的NL-1型試驗(yàn)臺(tái)，是利用薄壁圓筒形應(yīng)變傳感器同時(shí)測(cè)量?jī)上蛄Α?lt;/p>

27、<p>　　圖1.交叉八角環(huán)三向木材切削測(cè)力臺(tái)</p><p>　　薄壁圓桶形應(yīng)變傳感器與采用的電阻應(yīng)變片和平衡重塊測(cè)力相比，這種測(cè)力系統(tǒng)無(wú)摩擦力影響，測(cè)量更方便。</p><p>　　1984年，東北林學(xué)院研制了SJM-50型鋸鏈試驗(yàn)臺(tái)和T-2鋸鏈試驗(yàn)臺(tái)。T-2試驗(yàn)臺(tái)采用TP801單反機(jī)配以適當(dāng)?shù)膫鞲邢到y(tǒng)，放大電路，A/D轉(zhuǎn)換電路和接口電路的結(jié)構(gòu)。由于采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，每次實(shí)

28、驗(yàn)后可自動(dòng)打印出鋸切參數(shù)，但是該試驗(yàn)臺(tái)采用扇形進(jìn)鋸，鋸口長(zhǎng)度變化大，對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)難以處理。而且用測(cè)電功率的方法求切向力，有較大的誤差。</p><p>　　1992年南京林業(yè)大學(xué)研制的LQ-11型切削平臺(tái)使用了交叉八角環(huán)測(cè)力傳感器這一新的技術(shù)同時(shí)測(cè)三向力，同時(shí)用扭轉(zhuǎn)傳感器和扭矩轉(zhuǎn)速儀測(cè)驅(qū)動(dòng)鏈輪的軸功率，具有較完善的功能，某些方面處于國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平，但是此試驗(yàn)系統(tǒng)仍用手工處理數(shù)據(jù)，不僅工作量大，而且使數(shù)據(jù)的精度受到一

29、定的影響。交叉八角環(huán)測(cè)力傳感器與前面的薄壁圓筒傳感器等幾種相比，靈敏度要更高，而相互之間的交叉靈敏度要低，并且更方便。</p><p>　　2010年上海大學(xué)對(duì)八角環(huán)三向測(cè)力的貼片進(jìn)行了研究，提高貼片面應(yīng)變均勻度可以降低因貼片位置誤差引起的測(cè)量誤差, 是提高八角環(huán)測(cè)力刀架的測(cè)量精度的有效方法。應(yīng)用對(duì)稱(chēng)性原理, 在傳統(tǒng)八角環(huán)測(cè)力刀架上下方增設(shè)凸起結(jié)構(gòu)可以顯著地改善應(yīng)變分布的均勻程度。</p><

30、p>　　圖2.八角環(huán)三向測(cè)力傳感器</p><p>　　2010年南京航空航天大和中國(guó)攪拌摩擦焊中心共同研究攪拌摩擦焊用測(cè)力八角環(huán)。攪拌摩擦焊用八角環(huán)是一種測(cè)力元件，可看做為一個(gè)彈性系統(tǒng)，當(dāng)受到一定的激勵(lì)時(shí)會(huì)引起振動(dòng)。通過(guò)對(duì)攪拌摩擦焊用測(cè)力八角環(huán)的有限元模態(tài)分析，得出了該八角環(huán)結(jié)構(gòu)的前12 階固有頻率和相應(yīng)振型，為該結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和理論分析提供了可靠的依據(jù)。八角環(huán)的固有頻率跟彈性元件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，

31、對(duì)彈性元件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能提高結(jié)構(gòu)的固有頻率，從而提高測(cè)力八角環(huán)的測(cè)量精度和工作穩(wěn)定性。</p><p>　　1.2.2國(guó)外研究概況</p><p>　　近幾十年，國(guó)外的國(guó)家研制的木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的整體裝置，雖然大體上的原理都是差不多的，但是測(cè)量切削力和法向力所用的傳感裝置都是不一樣的。</p><p>　　1978年，日本研制的切削試驗(yàn)臺(tái)，用桁架式電阻應(yīng)變片測(cè)

32、量切向力和法向力。</p><p>　　桁架式電阻應(yīng)變片與薄壁圓筒型應(yīng)變片相比較，產(chǎn)品穩(wěn)定更好，更長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量，產(chǎn)品測(cè)量結(jié)果更加穩(wěn)定，能提供完善應(yīng)變測(cè)量選擇。</p><p>　　1985年，德國(guó)STIHL公司研制的木材切削試驗(yàn)臺(tái)，利用測(cè)力電阻應(yīng)變傳感器測(cè)量切向力和法向力。九十年代中期，美國(guó)McCULLOCH公司，澳大利亞林產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室，芬蘭農(nóng)業(yè)工程研究所都使用自己的方法測(cè)量切削阻力，但是都

33、無(wú)法同時(shí)測(cè)量法向，切向和側(cè)向三個(gè)方向的切削阻力。</p><p>　　近幾年，國(guó)外一些國(guó)家利用雙延伸式八角環(huán)制成測(cè)力儀測(cè)拖拉機(jī)掛鉤處的二向力和用多個(gè)單一八角環(huán)組合測(cè)磨床工作時(shí)單向切削力和扭矩的研制的試驗(yàn)臺(tái)，這些試驗(yàn)臺(tái)代表了各個(gè)國(guó)家的最新水平和成功，但是一般情況下仍然以電阻應(yīng)變片傳感器來(lái)測(cè)量切削阻力。</p><p>　　國(guó)外有些國(guó)家用多個(gè)八角環(huán)按不同布置測(cè)定刀具切削金屬材料的三向切削力，但

34、其整體性差，且多個(gè)八角環(huán)安裝時(shí)相互之間的位置公差要求相當(dāng)高。還有用雙延伸式八角環(huán)制成測(cè)力儀測(cè)拖拉機(jī)掛鉤處的二向力，有用多個(gè)單一八角環(huán)組合制成的測(cè)磨床工作時(shí)單向切削力和扭矩等。</p><p>　　單一八角環(huán)式測(cè)力儀因其整體穩(wěn)定性差不適合很多實(shí)驗(yàn)臺(tái)的要求。</p><p>　　單向延伸式八角環(huán)測(cè)力儀增強(qiáng)了x方向的穩(wěn)定性，而沿垂直于xy平面方向</p><p>　　上的

35、穩(wěn)定性還很差，因此不能直接應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　雙向延伸式八角環(huán)測(cè)力儀在任何方向的整體穩(wěn)定性均大大提高，可用于三向力的測(cè)量，且相互交叉靈敏度較低，安裝簡(jiǎn)單可靠。但由于許多實(shí)驗(yàn)臺(tái)針對(duì)的切削力較小，靈敏度要求較高，因此必然使得耳環(huán)部位的尺寸較小，且加工精度要求較高，因此制造成本較高。</p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)于單向延伸式八角環(huán)、組合式八角環(huán)及雙向延伸式八角環(huán)測(cè)力儀的研究表明

36、，雙向延伸式四耳環(huán)八角環(huán)性能最優(yōu)，完全符合木材三向切削力測(cè)定的要求。</p><p><b>　　1.2.3.結(jié)論</b></p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)于木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)研究發(fā)展概況，綜合我們實(shí)驗(yàn)的目的，確定了我們要設(shè)計(jì)的切削試驗(yàn)臺(tái)的方案。把握好木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)整體設(shè)計(jì)，我們需要加寬進(jìn)給速度調(diào)節(jié)范圍，多次研究測(cè)試以計(jì)算出的更精確地速度達(dá)到更好的切削效果，降低切

37、削過(guò)程中的功耗。所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)具有較大的傳遞扭矩，可保證大節(jié)距高效率的鋸鏈性能測(cè)定。根據(jù)本試驗(yàn)臺(tái)的要求，進(jìn)行必要設(shè)計(jì)和改進(jìn)，既保證了功能，又縮短了研制周期。研究生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)緊湊，啟動(dòng)容易，操作靈活，鋸切效率高，維護(hù)簡(jiǎn)便的木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)是非常必要的。</p><p>　　2.此木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求</p><p>　　鋸鏈的切削性能主要包括鋒利性以及進(jìn)鋸阻力的大小兩個(gè)

38、方面。鋸鏈切削試驗(yàn)臺(tái)必須圍繞這兩個(gè)因素進(jìn)行功能設(shè)計(jì)。為能評(píng)定鋸鏈切削木材時(shí)的切削性能，所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)學(xué)能模擬鋸鏈的工作狀態(tài)，反映鋸鏈實(shí)際的切削速度和切削效率，因此應(yīng)具有較寬的切削速度調(diào)節(jié)范圍和進(jìn)給速度調(diào)節(jié)范圍；同時(shí)應(yīng)具有較大的傳遞扭矩整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的最大傳遞扭矩為30Nm，可保證大節(jié)距高效率的鋸鏈性能測(cè)定。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的要求：1.切削速度的調(diào)節(jié)范圍為10～15000rpm；2.進(jìn)給速度調(diào)節(jié)范圍為0.

39、2～25cm/s ，3.整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的最大傳遞扭矩為30Nm。</p><p>　　本設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.試驗(yàn)臺(tái)整體方案設(shè)計(jì) 2.驅(qū)動(dòng)鏈輪軸，鏈輪，導(dǎo)板支撐座等的設(shè)計(jì) 3.床身設(shè)計(jì) 4.電控電路設(shè)計(jì)等</p><p><b>　　3總體方案的確定</b></p><p>　　3.1木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的功能</p><p>

40、　　木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)能模擬鋸鏈的工作狀態(tài)，有較寬的切削速度調(diào)節(jié)范圍和進(jìn)給速度調(diào)節(jié)范圍。同時(shí)具有較大的傳遞扭矩，可以保證大節(jié)距高效率的鋸鏈性能測(cè)定，同時(shí)測(cè)定鋸鏈鋸齒上切削力的三個(gè)方向分離，即主切削力，進(jìn)給力和側(cè)向力。進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度，驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，軸公路，鋸鏈的鋸切效率。</p><p>　　側(cè)向力可翻頁(yè)鋸鏈的輕微跑偏，測(cè)側(cè)向力可避免跑偏對(duì)切削阻力測(cè)定值帶來(lái)的嚴(yán)重影響，同時(shí)還能檢驗(yàn)鋸鏈的鋒利性，進(jìn)鋸的輕便

41、性，鋸鏈運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，也可用于檢驗(yàn)鋸鏈，導(dǎo)板和驅(qū)動(dòng)鏈輪的告訴適應(yīng)能力。</p><p>　　3.2驅(qū)動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的測(cè)量</p><p>　　轉(zhuǎn)矩的測(cè)量轉(zhuǎn)矩的測(cè)量可以用兩種方法:一種是在鏈輪軸表面粘貼電阻應(yīng)變片另一種是采用專(zhuān)門(mén)的轉(zhuǎn)矩傳感器。前一種方法需要用集流環(huán)把軸上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)輸出，但高轉(zhuǎn)速的集流環(huán)價(jià)格昂貴。而且鏈輪軸很細(xì)，粘貼應(yīng)變片和安裝集流環(huán)都比較困難。后一種方法只要把轉(zhuǎn)矩傳感器安裝

42、在驅(qū)動(dòng)鏈輪軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間即可，容易實(shí)施，且價(jià)格也不高。我們?cè)O(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)采用ZJ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，在測(cè)轉(zhuǎn)矩的同時(shí),還測(cè)得鏈輪軸的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　轉(zhuǎn)速的測(cè)量有三種：1.用光電計(jì)數(shù)測(cè)量 2.通過(guò)測(cè)量發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算3.采用專(zhuān)門(mén)的轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量。第一種和第二種方法都存在較大的測(cè)量誤差，第三種方法只要把轉(zhuǎn)矩傳感器安裝在驅(qū)動(dòng)鏈輪軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間，也很容易實(shí)施。</p><p>　　通

43、過(guò)比較沒(méi)采用講轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)鏈輪軸之間，可同時(shí)測(cè)量鏈輪軸的轉(zhuǎn)速。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)要求，試驗(yàn)臺(tái)采用NJG030型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，許用轉(zhuǎn)速最大為30000r/min，額定轉(zhuǎn)矩最大為30Nm。為了減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的影響，應(yīng)將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝在最后一級(jí)的輸出軸與負(fù)載之間。</p><p><b>　　3.3切削力的測(cè)量</b></p><p>　　切削力的測(cè)

44、量方法有：1.切削力可以再鋸鏈上測(cè)量，但因?yàn)殇忔溋慵某叽绾苄?，且處于高速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)頭，所以不能愛(ài)鋸鏈上安裝測(cè)力傳感器 2。在導(dǎo)板支撐座上安裝測(cè)力傳感器，但是受鋸鏈張力及鋸鏈與導(dǎo)板之間摩擦力的影響，無(wú)法獲得凈切削力的數(shù)值 3.將測(cè)力傳感器安裝在鋸鏈驅(qū)動(dòng)裝置與導(dǎo)板支撐座之間，則傳感器可能只感受部分切削力，還有一部分切削力被摩擦力或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用抵消，這樣會(huì)對(duì)切削力測(cè)量精度有很大影響 4.采用整體式測(cè)力傳感器直接安裝在試材與承座之間，這樣傳感

45、器能感受全部切削力，沒(méi)其他的影響，而且試材的重量比較小，對(duì)切削力的測(cè)量影響不大。</p><p>　　通過(guò)以上四種方案的比較，采用第四種方案比較合理。切削力測(cè)量傳感器采用整體式測(cè)力方式直接安裝在試材與承座之間，傳感器可承受全部切削力，通過(guò)加載標(biāo)定出切削力與輸出信號(hào)之間的關(guān)系常數(shù)。我們研制的試驗(yàn)臺(tái)采用自制的交叉八角環(huán)形應(yīng)變式三向切削力整體式傳感器，傳感器本體由整塊鍛造鋼經(jīng)線切割加工成形，加工精度高，應(yīng)變片貼片細(xì)致，

46、靈敏度高，測(cè)試范圍寬。而且提高了切削阻力的測(cè)定精度。</p><p>　　3.4驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　我校師生研制的LQ－11型鋸鏈切削試驗(yàn)臺(tái)的輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍為3200～9000 r /min，對(duì)于一些高轉(zhuǎn)速鏈鋸來(lái)說(shuō)是不夠的，特別是高速切削已成為當(dāng)現(xiàn)代鋸鏈的一種發(fā)展趨勢(shì)，作為試驗(yàn)臺(tái)，應(yīng)能適用于不同的鋸鏈產(chǎn)品，能模擬鋸鏈在不同切削速度下的實(shí)際工作狀態(tài)，我們要研制的試驗(yàn)臺(tái)采用增速

47、齒輪傳動(dòng)和變頻調(diào)速相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)鏈輪高轉(zhuǎn)速，寬范圍的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速范圍為0～15000 r /min 試驗(yàn)臺(tái)主電機(jī)選用額定功率為18.5 kW型號(hào)為Y160L-02的變頻電機(jī)，配合相應(yīng)變頻器，使用的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速在0 ～ 4100 r /min 范圍內(nèi)可調(diào)，增速傳動(dòng)裝置由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)構(gòu)成，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1:1。44，增速齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1：3.51，整個(gè)增速傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比為5，使輸出最大轉(zhuǎn)速滿足設(shè)計(jì)要求。</p>

48、<p>　　3.5進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方式有三種：1.擺動(dòng)進(jìn)給，但擺動(dòng)進(jìn)給時(shí)鋸口長(zhǎng)度和切屑厚度是變化的，不便處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)工況的控制也較困難。2.垂直進(jìn)給，垂直進(jìn)給的試驗(yàn)臺(tái)高度和重量都比較大，造價(jià)較高，且操作不便3.水平進(jìn)給，水平進(jìn)給方案操作方便，穩(wěn)定性也較好。我們研制的試驗(yàn)臺(tái)采用水平進(jìn)給方案。</p><p>　　通過(guò)三種方案的比較，我們選擇第三

49、種方案。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由鋸木機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由試材的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 如果由鋸木機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，必然整個(gè)進(jìn)給機(jī)構(gòu)非常龐大;而由試材來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，則進(jìn)給機(jī)構(gòu)很緊湊。試驗(yàn)臺(tái)用一臺(tái)普通車(chē)床的床身作為基礎(chǔ)，試材及測(cè)力傳感器安裝在床鞍上。床身上的大導(dǎo)軌作為木材夾持裝置的導(dǎo)軌。當(dāng)采用高速擋大螺距進(jìn)給時(shí)，床鞍的縱向進(jìn)給速度能滿足試驗(yàn)要求。為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)速，選用了變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其頻率變化范圍為5 ～ 65 Hz，滿足試驗(yàn)臺(tái)木材水平進(jìn)給速

50、度的變化范圍為0.2 ～ 25 cm/ s。</p><p>　　3.6電控電路的選擇</p><p>　　基于本試驗(yàn)臺(tái)的需要，鋸鏈電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)都需要配合想要的變頻器來(lái)進(jìn)行調(diào)速。對(duì)變頻器的給定方式有三種：1.無(wú)極調(diào)速頻率給定 2.分段調(diào)速頻率給定 3.配合PLC的分段調(diào)速頻率給定。由于無(wú)極調(diào)速頻率給定非但增加了轉(zhuǎn)速的選擇性，且電路也比較簡(jiǎn)單。所以本試驗(yàn)臺(tái)的變頻器采用無(wú)極調(diào)速頻率給定方

51、式。對(duì)鋸鏈電動(dòng)機(jī)配合的變頻器直接通過(guò)變頻器的面板進(jìn)行調(diào)速，對(duì)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)配合的變頻器通過(guò)外接電位器進(jìn)行調(diào)速。</p><p>　　本試驗(yàn)臺(tái)主要由三個(gè)電動(dòng)機(jī)控制，分別是：1.鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1, 2.冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2 3.進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，三者采用M1，M2，M3順序連鎖控制，其運(yùn)轉(zhuǎn)順序?yàn)椋合乳_(kāi)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2，再開(kāi)鋸鏈電機(jī)M1，最后開(kāi)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3。先關(guān)閉進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3，再關(guān)閉鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1，最后關(guān)冷卻泵

52、電動(dòng)機(jī)M2。</p><p>　　4.木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造</p><p>　　木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)主要由三個(gè)部分組成：鋸切機(jī)構(gòu)，進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)，電測(cè)系統(tǒng)。</p><p>　　鋸切機(jī)構(gòu)主要由交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，增速傳動(dòng)裝置，導(dǎo)板支撐座，驅(qū)動(dòng)鏈輪，鋸鏈，導(dǎo)板，聯(lián)軸器等組成。</p><p>　　進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)主要由床鞍，床身，床鞍驅(qū)動(dòng)裝置，平行八角環(huán)三

53、向測(cè)力儀，試材夾具組成。</p><p>　　測(cè)試系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，平行八角環(huán)測(cè)力傳感器，光電脈沖位移傳感器等組成。</p><p>　　圖3. 木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意</p><p>　　木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的基本機(jī)構(gòu)示意圖如上圖所示。電動(dòng)機(jī)1經(jīng)帶傳動(dòng)裝置2和齒輪傳動(dòng)裝置3增速后轉(zhuǎn)速可達(dá)0-15000r/min。為了保證齒輪能在高速情況下正常工作，齒輪箱設(shè)有

54、獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)。增速齒輪箱的輸出軸通過(guò)花鍵聯(lián)軸器4與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器5相連接，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的輸出軸再通過(guò)花鍵聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)鏈輪軸相連。鋸鏈傳動(dòng)裝置6包括導(dǎo)板，鋸鏈，導(dǎo)板支撐座等，驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的軸承座和導(dǎo)板支撐座合為一體，為兼顧了不痛形式導(dǎo)板，鋸鏈的測(cè)試要求，同時(shí)也兼顧了能對(duì)鋸鏈進(jìn)行潤(rùn)滑。導(dǎo)板具有張緊裝置，能將鋸鏈調(diào)整到最佳張緊狀態(tài)。為了便于調(diào)整花鍵聯(lián)軸器的同心度，并確保在使用中不會(huì)改變，將增速齒輪箱，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及導(dǎo)板支撐座安裝在同一支撐

55、架上。試材8固定在八角環(huán)三向測(cè)力傳感器7的上臺(tái)板上，八角環(huán)三向測(cè)力傳感器安裝在車(chē)床的床鞍9上由變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)床鞍進(jìn)給以實(shí)現(xiàn)試材的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了便于用砝碼加載進(jìn)行標(biāo)定，床身10尾端裝有定滑輪及支架。</p><p>　　5 木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的部件設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.軸上零件的裝配方案及參數(shù) </

56、p><p>　　表1.漸開(kāi)線外花鍵參數(shù)表</p><p>　　2.確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的輸出軸端為漸開(kāi)線花鍵，其模數(shù)為1，齒數(shù)為12，則驅(qū)動(dòng)鏈輪軸與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器相連的軸端I-II也為漸開(kāi)線花鍵，模數(shù)為1，齒數(shù)為12.具體參數(shù)鍵上圖。同時(shí)確定軸I-II的長(zhǎng)度為20mm。為了滿足花鍵聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸端右側(cè)制出一軸剪

57、，故取DI-II=15mm。</p><p>　　初步選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)轵?qū)動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)速很高，故選擇角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)dIII-IV=15mm，由軸承產(chǎn)品中選取單列角接觸球軸承7003AC型，其尺寸為dxDxT=17mm x 35mm x 10mm,故取dIII-IV=dv-vI=17mm,而LIII-IV=156mm，左端軸承的右端和右端軸承的左端均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由手冊(cè)上查的7003AC型軸

58、承的定位軸肩高度h=1.5mm,故DIV-V=20mm.</p><p>　　根據(jù)需要軸，軸承端蓋的總寬度為16mm，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，取端蓋的外端面至II處和VII處之間的距離為9mm，故取LII-III=167=25mm.</p><p>　　軸端VII-VIII處安裝鏈輪，因?yàn)轵?qū)動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)速很好，為了使鏈輪與軸的對(duì)稱(chēng)性好，故采用矩形花鍵連接。為了使軸承能

59、拆裝，并查手冊(cè)，確定軸VII VIII處矩形花鍵的尺寸為N x d x D x B=6x11mmx14mmx3mm</p><p>　　為了對(duì)軸VII VIII處安裝的鏈輪進(jìn)行軸向固定，采用雙圓螺母對(duì)鏈輪進(jìn)行軸向固定，為了使鏈輪能拆裝，取d-VIII-IX=10mm,LVIII-IX=17mm。</p><p>　　3．軸與軸上零件的配合</p><p>　　滾動(dòng)軸

60、承與軸的軸向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為K6。鏈輪與軸的軸向定位采用矩形花鍵連接，為了吧保證鏈輪與軸配合有狂好的對(duì)中性，故選擇鏈輪與軸的配合為</p><p>　　圖4.軸的結(jié)構(gòu)和裝配圖</p><p>　　5.2 導(dǎo)板支撐座的設(shè)計(jì)</p><p>　　考慮到鋸鏈要潤(rùn)滑的需要，在該支撐座的上方安裝一塊板，能安防鋸鏈潤(rùn)滑油壺，通過(guò)自重流油潤(rùn)滑裝置

61、直接對(duì)鋸鏈進(jìn)行潤(rùn)滑。</p><p>　　導(dǎo)板支撐座前方的板是用來(lái)支撐導(dǎo)板的，兼顧了鋸鏈潤(rùn)滑，張緊的需求，左側(cè)的小圓孔是通油孔，因?yàn)殇忔溞枰獜埦o，導(dǎo)板一側(cè)的通油孔會(huì)上下移動(dòng)，所以在通油孔的前方設(shè)計(jì)一個(gè)槽用來(lái)盛油，導(dǎo)板的上下移動(dòng)密度能給鋸鏈進(jìn)行潤(rùn)滑。</p><p>　　導(dǎo)板支撐座的下方的圓孔用來(lái)裝軸和軸承孔，它的大小是根據(jù)軸承的大小來(lái)設(shè)計(jì)的。軸孔中心應(yīng)與上方固定導(dǎo)板的兩個(gè)孔的中心相對(duì)齊，這

62、樣可保證巨款的垂直性，不會(huì)傾斜。</p><p>　　圖5. 導(dǎo)板支撐座的三位示意圖</p><p>　　5.3 鋸鏈張緊裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　鋸鏈張緊裝置又叫鋸鏈導(dǎo)板調(diào)整裝置。鋸鏈在導(dǎo)板上應(yīng)有一定的張緊力，才能保證鋸鏈的戰(zhàn)場(chǎng)工作。太緊會(huì)加快鋸鏈與導(dǎo)板的磨損，增加功率消耗，太松則容易脫鏈。張緊裝置多與鋸導(dǎo)板的固定裝置制成一體，用改變導(dǎo)板后端與驅(qū)動(dòng)鏈輪的相對(duì)

63、位置，以調(diào)節(jié)鋸鏈的松緊度。</p><p>　　此裝置在導(dǎo)板支撐座上有一滑槽，滑槽內(nèi)裝一可移動(dòng)的滑塊，見(jiàn)下圖，滑塊上有一螺孔與穿過(guò)導(dǎo)板支撐座的調(diào)節(jié)螺釘結(jié)合，滑塊的左側(cè)有一銷(xiāo)釘，安裝導(dǎo)板時(shí)，導(dǎo)板候補(bǔ)的兩個(gè)調(diào)節(jié)孔的一個(gè)必須套在銷(xiāo)釘上。且調(diào)節(jié)螺釘?shù)南露擞瞄_(kāi)口銷(xiāo)將調(diào)節(jié)螺釘固定住，使調(diào)節(jié)螺釘只能轉(zhuǎn)動(dòng)，不能上下移動(dòng)。當(dāng)用螺絲刀擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘時(shí)，因調(diào)節(jié)螺釘受限制，只能轉(zhuǎn)動(dòng)不能上下移動(dòng)，與螺釘結(jié)合的滑塊受滑槽限制只能上下移動(dòng)而不能

64、轉(zhuǎn)動(dòng)，所以滑塊側(cè)方的銷(xiāo)釘就能帶動(dòng)導(dǎo)板作上下移動(dòng)，而改變導(dǎo)板與驅(qū)動(dòng)鏈輪的相對(duì)位置。</p><p>　　1.開(kāi)口銷(xiāo) 2.導(dǎo)板 3.滑塊與銷(xiāo)釘 4.導(dǎo)板支撐座 5.墊片 6.調(diào)節(jié)螺釘</p><p>　　圖6.鋸鏈張緊裝置圖</p><p>　　5.4驅(qū)動(dòng)鏈輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　按鏈輪的結(jié)構(gòu)不同，鏈輪有以下幾種：星形鏈輪，齒形鏈輪，轉(zhuǎn)圈式

65、鏈輪，圓形鏈輪。見(jiàn)下圖</p><p>　　綜合考慮，本試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)采用輪圈式鏈輪，它將星形鏈輪鑲在兩輪之間。當(dāng)鋸鏈在鏈輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)向齒齒尾與鏈輪輪齒相接觸，傳遞動(dòng)力，二鋸齒和連接片則支撐在兩輪圓圈外表面，由后則承受鋸鏈的張力。鏈輪的輪齒并不直接頂在連接片或鋸齒的缺口內(nèi)。所以傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較小，不易脫鏈，可延長(zhǎng)鋸鏈和鏈輪的使用壽命。</p><p><b>　　圖7.輪圈

66、式鏈輪圖</b></p><p>　　輪圈式鏈輪的計(jì)算與星形鏈輪的計(jì)算一樣，其幾何參數(shù)見(jiàn)下表，主要計(jì)算公式如下。</p><p>　　表2.鏈輪的幾何參數(shù)表</p><p>　　星輪相鄰兩齒間的中心線夾角α= （a）</p><p>　　節(jié)圓上相對(duì)于鋸鏈節(jié)鋸的夾角γ=

67、 (b)</p><p>　　星輪節(jié)圓直徑 (c)</p><p>　　齒頂弧心圓直徑(d)</p><p>　　齒頂圓直徑 (e)</p><p>　　齒底圓直徑 (f)</p&g

68、t;<p><b>　　5.5 床身的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)以普通車(chē)床的床身作為基礎(chǔ)，床身與右床腳及左床腳組成木材進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)座。床身的長(zhǎng)度由試驗(yàn)時(shí)的木材進(jìn)給行程來(lái)選用。</p><p>　　5.6 木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的電控電路設(shè)計(jì)</p><p>　　試驗(yàn)臺(tái)的主電路圖見(jiàn)下圖5.6（1）。主

69、電路有三臺(tái)控制電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1完成鋸鏈切削運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，為了滿足試驗(yàn)的需要，電動(dòng)機(jī)M1和相應(yīng)的變頻器配合，該變頻器采用面板操作調(diào)節(jié)其頻率，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)提供冷卻液，防止增速齒輪箱的溫度過(guò)高。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)M3為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，根據(jù)試驗(yàn)需要，與相應(yīng)的變頻器結(jié)合，通過(guò)外接端子調(diào)

70、節(jié)進(jìn)給速度，進(jìn)給方向。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)M1，M2，M3均采用全壓直接啟動(dòng)，M1，M2為接觸器控制的單向運(yùn)行控制電路。三相交流電源通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QS引入，接觸器KM1控制M1的啟動(dòng)與停止。接觸器KM2控制M2的啟動(dòng)與停止，接觸器KM3的啟動(dòng)與停止。KM1由按鈕SB1，SB2控制，KM2由SB3，SB4控制，接觸器KM3用于接通變頻器的電源，由按鈕SB5，SB6控制，繼電器KA1用于正轉(zhuǎn)，由按鈕ST,SF控

71、制實(shí)現(xiàn)，繼電器KA2用于反轉(zhuǎn)，由按鈕ST,SR控制實(shí)現(xiàn)。同時(shí)分別對(duì)電動(dòng)機(jī)M1，M2，M3采用熱繼電器FR1，F(xiàn)R2，F(xiàn)R3做過(guò)載保護(hù)。熔斷器FU1-FU4分別對(duì)主電路和控制電路實(shí)行短路保護(hù)。</p><p>　　圖8.木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)電氣控制主電路</p><p>　　電動(dòng)機(jī)M2，M1，M3采用順序連鎖控制，以滿足要求，使冷卻泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，鋸鏈電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)，隨之進(jìn)給電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。實(shí)

72、驗(yàn)結(jié)束后，只能先關(guān)閉電機(jī)，才能關(guān)閉鋸鏈電機(jī)，最后才能關(guān)閉冷卻泵電動(dòng)機(jī)。即電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)順序是：開(kāi)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2—開(kāi)鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1—開(kāi)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3；關(guān)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3—關(guān)鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1—關(guān)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2。采取這樣的順序是為了保護(hù)增速裝置高速轉(zhuǎn)動(dòng)后溫度過(guò)高，損壞部件。</p><p>　　下圖為木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)的控制電路</p><p>　　圖9.木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)電氣控制的控制電路<

73、/p><p><b>　　控制電路工作過(guò)程：</b></p><p>　　控制電路的電源由控制變壓器TC次級(jí)輸出的220V電壓。</p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制</p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕SB4，接觸器KM2得電吸合，其輔助觸點(diǎn)KM2閉合自鎖；其主觸電閉合，冷卻泵SB3機(jī)M2啟動(dòng)，同時(shí)其輔助觸電KM2閉合，

74、作為KM1得電的先決條件。同時(shí)只有在輔助接觸點(diǎn)KM1斷開(kāi)的前提下，按下停止按鈕SB3，接觸器KM2失電釋放，電動(dòng)機(jī)M2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，否則冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1的控制</p><p>　　鋸鏈電動(dòng)機(jī)M2采用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1，M2順序連鎖控制的典型環(huán)節(jié)，以滿足試驗(yàn)要求，使冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)后，鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1才能啟動(dòng)，當(dāng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2停止運(yùn)行時(shí)，鋸鏈電動(dòng)M1

75、也自動(dòng)停止運(yùn)行。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)后，即在接觸器KM2得電吸合，鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1才能啟動(dòng)。在鋸鏈電動(dòng)機(jī)M1仍處于運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，即使按下停止按鈕SB3，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3的控制</p><p>　　進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3和變頻器相配合，M1，M3采用順序連鎖控制，只有在M1運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，按下按鈕SB6，接觸器KM3線圈得電吸合，才能接通變頻器的電源。KM3

76、，KA1，KA2之間有互鎖，只有在接觸器KM3線圈得電吸合，其輔助觸點(diǎn)KM3閉合后，按下按鈕SF，繼電器KA1線圈才能得電吸合，控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)。當(dāng)進(jìn)給床鞍帶動(dòng)試材移動(dòng)進(jìn)行切削，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至行程開(kāi)關(guān)SQ2處，KA1失電，KA2得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)，床鞍移至SQ1，見(jiàn)如下示意圖，KA2失電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣進(jìn)給電動(dòng)機(jī)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便于試驗(yàn)中更換鋸鏈等需求。與SB5并聯(lián)的KA1，KA2觸點(diǎn)用于防止電機(jī)M3在運(yùn)行狀態(tài)下通

77、過(guò)KM3直接停機(jī)。若試驗(yàn)時(shí)間有限，想讓進(jìn)給電機(jī)M3在切削完成馬上反轉(zhuǎn)，讓床鞍作回程運(yùn)動(dòng)，至需要按下按鈕SR。</p><p>　　表3.木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)電控電路裝置元件表</p><p>　　6.木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)整體裝配圖</p><p><b>　　圖10.</b></p><p><b>　　7.測(cè)試方

78、案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試系統(tǒng)大量應(yīng)用了虛擬儀器技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化、智能化的引入提高了系統(tǒng)的先進(jìn)性，信號(hào)處理的核心是一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號(hào)連接在計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號(hào)處理卡上，八角環(huán)三向測(cè)力傳感器的應(yīng)變信號(hào)經(jīng)橋盒接成所需的橋路后，由 USB 接口的WS3811 數(shù)字應(yīng)變儀處理，并將結(jié)果通過(guò) USB口與計(jì)算機(jī)相連 進(jìn)給速度信號(hào)采用光電脈沖傳感器，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)位移高精度的測(cè)量，

79、光電脈沖傳感器的抗干擾能力突出，輸出信號(hào)為數(shù)字脈沖，筆者采用通過(guò)計(jì)算機(jī)的并行接口中的 EPP 模式，從輸入口讀得該TTL電平信號(hào)，節(jié)省了 F /V 變換及 A/D板 實(shí)踐證明該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，也避免了信號(hào)轉(zhuǎn)換可能帶來(lái)的二次誤差。如下圖所示：</p><p>　　處理軟件由 Visual Basic 6. 0 及 LabView STU感器的零點(diǎn)標(biāo)定及八角環(huán)三向測(cè)力傳感器的零點(diǎn)標(biāo)定及加載線性標(biāo)定 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定模塊設(shè)定

80、所測(cè)試鋸鏈的型號(hào) 參數(shù)等信息 實(shí)時(shí)測(cè)試模塊用于同時(shí)記錄扭矩 轉(zhuǎn)速 切向力 法向力 側(cè)向力及進(jìn)給速度，并以曲線的形式顯示 計(jì)算分析模塊用于將記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，主要計(jì)算單位</p><p>　　鋸切功力比鋸切效率及其它相關(guān)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　圖11.</b></p><p><b>　　8.總結(jié)和展望</b&g

81、t;</p><p>　　總結(jié)：本文研究的是木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)采用驅(qū)動(dòng)鏈輪軸和進(jìn)給速度無(wú)極調(diào)速的運(yùn)動(dòng)形式，能同時(shí)測(cè)量三向切削力，驅(qū)動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給速度。測(cè)側(cè)向力克避免跑偏對(duì)切削阻力測(cè)定帶來(lái)的嚴(yán)重影響，同時(shí)還能檢驗(yàn)鋸鏈的鋒利性，鋸鏈的輕便性，鋸鏈運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和鋸切效率的高低，也可用于檢驗(yàn)鋸鏈，導(dǎo)板和驅(qū)動(dòng)鏈輪的高速適應(yīng)能力。該試驗(yàn)臺(tái)具有測(cè)試范圍廣，能反應(yīng)鋸鏈切削性能的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)各種油鋸，電鏈鋸提高鋸切

82、效率有很大的意義。</p><p>　　展望：科技在不斷地發(fā)展，所以我們也應(yīng)該對(duì)以后的設(shè)計(jì)抱有信心，此次所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)體積略為笨重，希望能夠在將來(lái)的設(shè)計(jì)改良中減小體積，更加輕便，設(shè)計(jì)的更加完善，更美觀大氣。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成離不開(kāi)老師和同學(xué)們的幫助，本論文在設(shè)計(jì)和撰寫(xiě)過(guò)程中得到

83、了許林云老師的大力幫助，導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)、創(chuàng)新的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)讓我受益匪淺。在此我向她表示最誠(chéng)摯的感謝！同時(shí)也要感謝四年辛苦培養(yǎng)我的各位老師們，是你們不知辛苦的教誨，讓我不斷健壯的成長(zhǎng)。</p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)到很多知識(shí)，對(duì)于木材刀具切削試驗(yàn)臺(tái)有了比較深刻的認(rèn)識(shí)。尤其是我的CAD制圖的水平得到了很大的提高。</p><p>　　這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不光是一個(gè)設(shè)計(jì)，也是對(duì)

84、我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)。這次機(jī)會(huì)使我受益匪淺，因?yàn)椴粌H僅是獲得了知識(shí)，還有從中學(xué)到了思維方法，這些都會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中對(duì)我有很大的幫助。在此我還要感謝所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)！感謝本文中參考文獻(xiàn)的原作者們，沒(méi)有你們對(duì)知識(shí)的總結(jié)和分享你們獨(dú)特的見(jiàn)解，我就無(wú)法完成這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 林石. LQ－11型鋸

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