[实用新型]木材/竹材集成材刨切试验切削力测量装置

说明书

本实用新型涉及一种木材/竹材集成材刨切试验切削力测量装置，主要由压电式力传感器、电荷放大器、接线盒、数据采集卡、计算机、数据采集与分析软件、刀架等组成。刀架安装在滚动导轨组件上，摩擦阻力极小，刀架上安装有刨刀和压尺，刀架的往返运动由油缸驱动，油缸的驱动力直接作用于压电式力传感器的受力面上，然后再传递给刀架，压电式力传感器所受到的作用力即为切削力。优点：刨刀和集成材试件的尺寸较大，能比较真实地模拟实际生产刨切机的工作状况；压电式力传感器的安装位置可以直接获取刀架在切削运动方向所受到的切削阻力，与实际生产情况比较接近，测量结果真实可靠，并且能快速进行切削力数据的分析。

技术领域

本实用新型是一种木材/竹材集成材刨切试验切削力测量装置，属于木材科学与技术领域。

背景技术

目前，由于人工林小径级木材以及竹材资源比较丰富，小径级木材以及竹材的普通用法，是将小径级木材或竹材制作成集成材，然后再刨切成薄板，用于后续产品的制作。

为了对木材或竹材的机械加工技术有深入的研究，以及刨切机的设计与制造提供基础参数，通常需要了解木材集成材或竹材集成材刨切时在切削运动方向上的切削阻力，以便计算刨切机的功率消耗，对电动机进行选型。

以往在进行木材刨切试验研究时，使用的试件和刀具尺寸都很小，而且力传感器的安装位置不合适，使得刀具在切削运动方向上的受力不能直接指向力传感器的受力面，测量结果与生产实际情况相差较大，不准确。同时，传感器信号的采集装置未采用计算机。

因此，需要设计一种能够精确测量切削力的测量方法及其测量装置，以便精确地测量木材或竹材集成材在刨切时的切削力。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种木材/竹材集成材刨切试验切削力测量装置，其目的在于了解决目前在木材/竹材集成材刨切试验研究中存在的研究手段不足的问题, 提供一种用于木材/竹材集成材刨切试验切削力的测量装置，以便准确快速测量木材/竹材集成材刨切时的切削力。

本实用新型的技术解决方案：一种木材/竹材集成材刨切试验切削力测量装置，包括压电式力传感器连接支架（1）、压电式力传感器（2）、电荷放大器（3）、接线盒（44、数据采集卡（55)、计算机（6）、数据采集与分析软件（7）、刀架（8）、刨刀（9）、压尺（10）、滚动导轨组件（11）、油缸（12）、底座（13）；其中刀架（8）安装在滚动导轨组件（11）上，刀架（8）上安装有刨刀（9）和压尺（10），刀架（8）的往返运动由油缸（12）驱动；油缸（12）的后端安装在底座（13）上，油缸12的活塞杆端部通过铰接式耳座与压电式力传感器连接支架1相连，压电式力传感器连接支架1又与刀架（8）相连；当油缸（12）驱动刀架（8）前移进行刨切时，油缸（12）的驱动力直接作用于压电式力传感器（2）的受力面上，然后再传递给刀架（8），压电式力传感器（2）所受到的作用力即为刨刀的切削力；刀架（8）的往返运动范围为0-400mm，刨刀的刀刃长度300mm，集成材试件的长度尺寸250mm，集成材试件的宽度尺寸为150mm，高度尺寸为200mm。

所述压电式力传感器（2）受到作用力后产生电荷，通过导线将电荷信号传递给电荷放大器（3）转换成模拟电压信号，再由接线盒（4）将模拟电压信号传递给数据采集卡（5），数据采集卡（5）安装在计算机（6）中，由数据采集卡（5）进行A/D转换，使模拟信号转换为计算机能识别的数字信号并将电压信号采集下来，然后再由数据采集与分析软件（7）对采集的切削力数据进行读取与分析；刀架（8）往返运动连续刨切时，切削力测量装置连续测量。

其测量方法如下：利用LabVIEW编写采集切削力数据的程序，包括：创建采集任务、提供采样时钟、启动采集任务、读取数样本、信号经公式转换后、输出波形数据、利用写入测量文件记录测量数据、最后停止采集任务；采集参数的设置，包括物理通道选择、接线端配置、采集信号范围、采样模式、采样率、每通道采样数和输出信号转换公式。

本实用新型的有益效果：