摘要
本文是在LQ-18型锯链切削试验台的基础上,分析总结经验,并结合设计要求对增速部分进行设计。介绍试验台的研究意义以及作用。本文主要设计了一种木材刀具切削试验台增速机构可以更好的评定油锯、电链锯锯链的切削性能,即检测锯链的锋利性、进锯的轻便性、锯链运转的平稳性及锯切效率的高低。根据目前国内外现有的生产锯链品种规格多,适用于不同的油锯、电链锯,且工作时的锯链切削速度高低差异很大,切削功耗相差很大。为能评定锯链切削木材时的切削性能,所设计的试验台,需能模拟锯链的工作状态,反映锯链实际的切削速度和切削效率,因此应具有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围;同时应具有较大的传递扭矩,可保证大节距高效率的锯链性能测定。
关键词: 传感器试验台切削
Abstract
This paper was designed a kind of experiment table can be used for simultaneous measurement of the sensor to force three, and it can evaluation fire-fighting better, electricity chain saws chain saws the cutting performance, i.e., detecting the sharp sex, chain saws into the lighter materials, saw chain operation of the stability and saw cutting efficiency. In order to further improve the measurement accuracy of the sensor is adopted in this paper, a kind of at the same time use the eight anise ring measurement sensor, and the sensor of the direction of the force measurement high sensitivity, cross sensitivity small. First the ontology to carry on the design, determine its eight ear type anise ring structure, next to other parts design to meet the mechanical design requirements, in the final analysis, research patch position to be measured direction sensitivity, nonlinearity influence, and the measured direction across the influence of sensitivity. This design of four scheme, where each earrings on in a strain gauge set bridge, the same level or take the strain on the vertical line set of bridge, take the strain gauge on the diagonal earrings set bridge, all take the strain gauge set bridge. To contact the production practice, considering the change must be loaded points, finally choosing all take all of the strain gauge earrings set bridge.
Keyword: sensor;experiment table;cutting force
目录
1 绪论 5
1.1 引言 5
1.2 木材刀具切削试验台国内外研究概况 5
1.2.1 国内研究概况 5
1.2.2 国外研究概况 6
1.3 本文设计工作要求 7
2 增速机构的整体设计 8
2.1 增速机构整体方案的设计 8
2.2 电动机的类型选择 8
2.3 增速机构输入和输出连接装置的选择 9
3 增速机构的设计 10
3.1带传动的设计 11
3.1.1 带传动的优点 11
3.1.2 带的选型 11
3.1.3 试验台带轮的工作情况 11
3.1.4 带的工作参数 11
3.1.5 带的计算设计 12
3.1.6 带的张紧 15
3.2 齿轮级设计 16
3.2.1 传动方式选择 16
3.2.2 齿轮工作参数 16
3.2.3 齿轮计算设计 16
3.3 齿轮轴的设计计算 23
3.3.1 低速轴的设计与计算 23
3.3.2 高速轴的设计与计算 25
3.4 轴的强度校核计算 26
3.4.1 低速轴的校核计算 26
3.5 齿轮增速箱的设计 30
3.6 冷却润滑系统的设计 30
3.6.1 冷却润滑系统的设计 31
3.6.2 冷却润滑系统俯视图 31
3.6.3 增速机构维护 32
4 结论 36
致谢 37
参考文献 38
附录 40
1 绪论
1.1 引言
目前,能较全面科学地评定锯链切削木材时切削性能锯试验台,市场上仅浙江一家企业拥有,是由我校机电院教师自主设计完成的。该锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力,即主切削力、进给力和侧向力;进给机构的进给速度;驱动链轮轴的轴功率;锯链的锯切效率。通过该传感器测定三个相互垂直的切削力可用来衡量刀具的切削性能(如锯链、圆锯片等),也可反应木材或金属材料的品质。同时结合转矩转速测试系统,可测定锯链或圆锯片的切削功率和切削效率。根据八角环式测力传感器的基本原理,及锯链或圆锯片切削木材时所承受的最大阻力值,即可设计出合适的八角环传感器结构。而所谓的八角环八耳式三向测力传感器是在以上的基础上设计出的一款更加灵敏、更加准确的一种传感器。通过对八角环八耳式三向测力传感器各个方向的力的标定,分析研究贴片位置对被测方向灵敏度、非线性度的影响, 以及对非被测方向交叉灵敏度的影响。比较各个方案的贴片位置, 选出灵敏度最好,交叉灵敏度最小,同时非线性度最好的方案。
1.2 木材刀具切削试验台增速机构国内外同类研究概况
1.2.1 国内研究概况
我国自本世纪60年代以来,不断进行木材切削力的测定试验。特别是80年代以来的试验研究成果积累了许多有价值的数据。1964年中国东北林学院研制的T-1型试验台,用电阻应变片(环)和平衡重块测量切向力和法向力。这在当时的国内外已属于比较领先的技术。
1982年南京林学院研制的NL-1型试验台,是利用薄壁圆筒形应变传感器同时测量两向力。
1988年南京林业大学研制的MQ-30型试验台,首次用交叉八角环测力传感器同时直接测三向力 。
1992年南京林业大学研制的LQ-11[9]以及后来的LQ-18型切削平台[10]都使用了交叉八角环测力传感器这一新的技术。应用于LQ-11的三向测力仪可同时测定切向力、法向力和侧向力。侧向力可反映锯链的轻微跑偏, 测侧向力可避免跑偏对切削阻力测定值带来的严重影响。而LQ-18改善了三向测力传感,采用先进的计算机技术,具有测定精度高,重复性好等特点,使整机的多项技术指标达到了国内领先水平。
2010年上海大学对八角环三向测力的贴片进行了研究[11],提高贴片面应变均匀度可以降低因贴片位置误差引起的测量误差, 是提高八角环测力刀架的测量精度的有效方法。应用对称性原理, 在传统八角环测力刀架上下方增设凸起结构可以显著地改善应变分布的均匀程度。