测定精度是很低的。年南京林学院研制的型试验台，是利用薄壁圆筒形应变传感器同时测量两向力。南京林业大学本科毕业设计说明书图交叉八角环三向木材切削测力台薄壁圆桶形应变传感器与采用的电阻应变片和平衡重块测力相比，这种测力系统无摩擦力影响，测量更方便。年，东北林学院研制了型锯链试验台和锯链试验台。试验台采用单反机配以适当的传感系统，放大电路，转换电路和接口电路的结构。由于采用计算机技术，每次实验后可自动打印出锯切参数，但是该试验台采用扇形进锯，锯口长度变化大，对过程数据难以处理。而且用测电功率的方法求切向力，有较大的误差。年南京林业大学研制的型切削平台使用了交叉八角环测力传感器这新的技术同时测三向力，同时用扭转传感器和扭矩转速仪测驱动链轮的轴功率，具有较完善的功能，些方面处于国内外领先水平，但是此试验系统仍用手工处理数据，不仅工作量大，而且使数据的精度受到定的影响。交叉八角环测力传感器与前面的薄壁圆筒传感器等几种相比，灵敏度要更高，而相互之间的交叉灵敏度要低，并且更方便。年上海大学对八角环三向测力的贴片进行了研究，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南京林业大学本科毕业设计说明书可以显著地改善应变分布的均匀程度。图八角环三向测力传感器年南京航空航天大和中国搅拌摩擦焊中心共同研究搅拌摩擦焊用测力八角环。搅拌摩擦焊用八角环是种测力元件，可看做为个弹性系统，当受到定的激励时会引起振动。通过对搅拌摩擦焊用测力八角环的有限元模态分析，得出了该八角环结构的前阶固有频率和相应振型，为该结构的进步优化设计和理论分析提供了可靠的依据。八角环的固有频率跟弹性元件的结构有关，因此，对弹性元件进行结构优化设计能提高结构的固有频率，从而提高测力八角环的测量精度和工作稳定性。国外研究概况近几十年，国外的国家研制的木材刀具切削试验台的整体装置，虽然大体上的原理都是差不多的，但是测量切削力和法向力所用的传感装置都是不样的。年，日本研制的切削试验台，用桁架式电阻应变片测量切向力和法向力。桁架式电阻应变片与薄壁圆筒型应变片相比较，产品稳定更好，更长时间的南京林业大学本科毕业设计说明书测量，产品测量结果更加稳定，能提供完善应变测量选择。年，德国公司研制的木材切削试验台，利用测力电阻应变传感器测量切向力和法向力。九十年代中期，美国公司，澳大利亚林产品实验室，芬兰农业工程研究所都使用自己的方法测量切削阻力，但是都无法同时测量法向，切向和侧向三个方向的切削阻力。近几年，国外些国家利用双延伸式八角环制成测力仪测拖拉机挂钩处的二向力和用多个单八角环组合测磨床工作时单向切削力和扭矩的研制的试验台，这些试验台代表了各个国家的最新水平和成功，但是般情况下仍然以电阻应变片传感器来测量切削阻力。国外有些国家用多个八角环按不同布置测定刀具切削金属材料的三向切削力，但其整体性差，且多个八角环安装时相互之间的位置公差要求相当高。还有用双延伸式八角环制成测力仪测拖拉机挂钩处的二向力，有用多个单八角环组合制成的测磨床工作时单向切削力和扭矩等。单八角环式测力仪因其整体稳定性差不适合很多实验台的要求。单向延伸式八角环测力仪增强了方向的稳定性，而沿垂直于平面方向上的稳定性还很差，因此不能直接应用于实验。双向延伸式八角环测力仪在任何方向的整体稳定性均大大提高，可用于三向力的测量，且相互交叉灵敏度较低，安装简单可靠。但由于许多实验台针对的切削力较小，灵敏度要求较高，因此必然使得耳环部位的尺寸较小，且加工精度要求较高，因此制造成本较高。根据国内外对于单向延伸式八角环组合式八角环及双向延伸式八角环测力仪的研究表明，双向延伸式四耳环八角环性能最优，完全符合木材三向切削力测定的要求。结论根据国内外对于木材刀具切削试验台研究发展概况，综合我们实验的目的，确定了我们要设计的切削试验台的方案。把握好木材刀具切削试验台整体设计，我们需要加宽进给速度调节范围，多次研究测试以计算出的更精确地速度达到更好的切削效果，降低切削过程中的功耗。所设计的试验台应具有较大的传递扭矩，南京林业大学本科毕业设计说明书可保证大节距高效率的锯链性能测定。根据本试验台的要求，进行必要设计和改进，既保证了功能，又缩短了研制周期。研究生产种结构紧凑，启动容易，操作灵活，锯切效率高，维护简便的木材刀具切削试验台是非常必要的。南京林业大学本科毕业设计说明书此木材刀具切削试验台设计的主要内容及要求锯链的切削性能主要包括锋利性以及进锯阻力的大小两个方面。锯链切削试验台必须围绕这两个因素进行功能设计。为能评定锯链切削木材时的切削性能，所设计的试验台学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整个传动系统的最大传递扭矩为，可保证大节距高效率的锯链性能测定。本设计的要求切削速度的调节范围为进给速度调节范围为，整个传动系统的最大传递扭矩为。本设计内容试验台整体方案设计驱动链轮轴，链轮，导板支撑座等的设计床身设计电控电路设计等南京林业大学本科毕业设计说明书总体方案的确定木材刀具切削试验台的功能木材刀具切削试验台能模拟锯链的工作状态别对电动机采用热继电器做过载保护。熔断器分别对主电路和控制电路实行短路保护。图木材刀具切削试验台电气控制主电路南京林业大学本科毕业设计说明书电动机采用顺序连锁控制，以满足要求，使冷却泵电动机启动后，锯链电动机才能启动，随之进给电动机才能启动。实验结束后，只能先关闭电机，才能关闭锯链电机，最后才能关闭冷却泵电动机。即电动机运转顺序是开冷却泵电动机开锯链电动机开进给电动机关进给电动机关锯链电动机关冷却泵电动机。采取这样的顺序是为了保护增速装置高速转动后温度过高，损坏部件。下图为木材刀具切削试验台的控制电路图木材刀具切削试验台电气控制的控制电路控制电路工作过程控制电路的电源由控制变压器次级输出的电压。冷却泵电动机的控制南京林业大学本科毕业设计说明书按下启动按钮，接触器得电吸合，其辅助触点闭合自锁其主触电闭合，冷却泵机启动，同时其辅助触电闭合，作为得电的先决条件。同时只有在辅助接触点断开的前提下，按下停止按钮，接触器失电释放，电动机停止转动，否则冷却泵电动机继续转动。锯链电动机的控制锯链电动机采用两台电动机，顺序连锁控制的典型环节，以满足试验要求，使冷却泵电动机启动后，锯链电动机才能启动，当冷却泵电动机停止运行时，锯链电动也自动停止运行。冷却泵电动机启动后，即在接触器得电吸合，锯链电动机才能启动。在锯链电动机仍处于运转情况下，即使按下停止按钮，冷却泵电动机仍继续转动。进给电动机的控制进给电动机和变频器相配合采用顺序连锁控制，只有在运转的情况下，按下按钮，接触器线圈得电吸合，才能接通变频器的电源。之间有互锁，只有在接触器线圈得电吸合，其辅助触点闭合后，按下按钮，继电器线圈才能得电吸合，控制进给电动机正转。当进给床鞍带动试材移动进行切削，当运动至行程开关处，失电，得电，进给电动机反转，床鞍移至，见如下示意图，失电，进给电动机停止转动。这样进给电动机完成次往复运动，便于试验中更换锯链等需求。与并联的，触点用于防止电机在运行状态下通过直接停机。若试验时间有限，想让进给电机在切削完成马上反转，让床鞍作回程运动，至需要按下按钮。表木材刀具切削试验台电控电路装置元件表符号名称及用途锯链电动机冷却泵电动机进给电动机南京林业大学本科毕业设计说明书锯链电动机启动接触器冷却泵电动机启动接触器变频器接通电源接触器锯链电动机的主电路短路保护熔断器冷却泵电动机的主电路短路保护熔断器进给电动机的主电路短路保护熔断器控制电路的短路保护熔断器总电源开关过载保护热继电器过载保护热继电器过载保护热继电器变频器内保护热继电器电位器锯链电动机调速变频器进给电动机调速变频器锯链电动机停止按钮锯链电动机启动按钮冷却泵电动机停止按钮冷却泵电动机启动按钮南京林业大学本科毕业设计说明书变频器电源断开按钮变频器电源接通按钮控制变压器控制进给电动机正转继电器控制进给电动机反转继电器控制进给电动机停止按钮控制进给电动机正转按钮控制进给电动机反转按钮进给电动机右行极限保护行程开关进给电动机左行极限保护行程开关南京林业大学本科毕业设计说明书木材刀具切削试验台整体装配图图南京林业大学本科毕业设计说明书测试方案设计试验台的测试系统大量应用了虚拟仪器技术及计算机技术，自动化智能化的引入提高了系统的先进性，信号处理的核心是台工业计算机，转矩转速信号连接在计算机的转矩转速信号处理卡上，八角环三向测力传感器的应变信号经桥盒接成所需的桥路后，由接口的数字应变仪处理，并将结果通过口与计算机相连进给速度信号采用光电脉冲传感器，实现了长位移高精度的测量，光电脉冲传感器的抗干扰能力突出，输出信号为数字脉冲，笔者采用通过计算机的并行接口中的模式，从输入口读得该电平信号，节省了变换及板实践证明该方法简单实用，也避免了信号转换可能带来的二次误差。如下图所示处理软件由及感器的零点标定及八角环三向测力传感器的零点标定及加载线性标定系统参数设定模块设定所测试锯链的型号参数等信息实时测试模块用于同时记录扭矩转速切向力法向力侧向力及进给速度，并以曲线的形式显示计算分析模块用于将记录的数据进行分析计算，主要计算单位锯切功力比锯切效率及其它相关数据。图南京林业大学本科毕业设计说明书总结和展望总结本文研究的是木材刀具切削试验台，试验台采用驱动链轮轴和进给速度无极调速的运动形式，能同时测量三向切削力，驱动链轮轴转矩，转速以及进给速度。测侧向力克避免跑偏对切削阻力测定带来的严重影响，同时还能检验锯链的锋利性，锯链的轻便性，锯链运转的平稳性和锯切效率的高低，也可用于检验锯链，导板和驱动链轮的高速适应能力。该试验台具有测试范围广，能反应锯链切削性能的优点，对各种油锯，电链锯提高锯切效率有很大的意义。展望科技在不断地发展，所以我们也应该对以后的设计抱有信心，此次所设计的试验台体积略为笨重，希望能够在将来的设计改良中减小体积，更加轻便，设计的更加完善，更美观大气。南京林业大学