木材切削刀具多功能试验台测试系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

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。

由于目前国内外对木材刀具切削试验台的研究数据较老，且器材过久难免会产生误差和偏差。所以设计新的试验台测试系统迫在眉睫。LQ-18.型锯链切削性能试验台的试验范围大，测试精度高。配备该试验台的木材进给系统在原有机床测试系统基础上，根据本试验台的要求，进行了专用设计和改进，既保证了功能，又缩短了研制周期。

2. 国内外研究现状分析

我国从六十年代中期开始研制锯链切削试验系统。1964年东北林学院研制成功T-1型锯链试验台，采用电阻应变仪测量切向力，用平衡重块计量法向力。由于测力系统中摩擦力的影响，其切向力的测定精度是很低的。1977年南京林学院研制成功NL-1型锯链切削试验系统，并在1982年进行了改进，采用薄壁圆筒应变传感器同时测两向力。这种测力系统无摩擦力影响，切向力和法向力的测定精度能达到试验研究的要求。 1992年南京林业大学在分析国内外各种锯链切削试验系统的基础上，研制成功LQ-11型锯链切削试验系统.LQ-11型锯链切削试验系统采用交叉八角环测力传感器同时测三向力，同时用扭矩传感器和转矩转速仪测驱动链轮的轴功率，具有较完善的功能，某些方面处于世界领先地位。但是LQ-11型锯链切削试验系统仍用手工处理数据，不仅工作量大而且使测试结果的精度受到一定的影响。

在国外，德国、前苏联、美国和日本都有锯链切削试验装置。作为世界最早的和技术最雄厚的锯链生产厂家德国的STIHL公司在1985年之前就有一个专门的试验装置，其生产的锯链结构先进、性能优良.前苏联有多种锯链试验研究装置，研究成果也很多。德国还向ISO组织提出过关于油锯锯切参数测定的工作草案，但由于测试时结果不稳定，未能形成正式的ISO标准。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）主切削刀轴的转矩、转速测试系统；（2）进给速度检测系统；（3）三向切削力测试系统；（4）三向切削力测力仪的结构设计；（5)三向切削力测力仪的制作方案设计。

时间进度安排：

4. 研究创新点

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。采用的新型八角环式三向测力传感器，可用于测定锯链锯切木材时主切削力、进给力及侧向力。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。NJ型转矩转矩转速传感器，精确有效的检测主切削刀轴的转矩、转速，极大改善了试验环境。