Еловикова, Ю. В.

Кузнецов, А. И.

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University

 295тах вращения ножевая головка формирует воздушную струю, которая транспортирует стружку к стружкоприемнику. Так же воздушный поток омывает стенки ротора и по-глощает часть тепловой энергии статора, тем самым, улучшает охлаждение электро-двигателя.  Рисунок 1 – Схема торцевой фрезы-электродвигателя: 1 - ножи, 2 - ножевая головка, 3-передняя крышка электродвигателя, 4-ротор, 5-постоянные магниты, 6-статор, 7-подшипник качения, 8-задняя крышка электродвигателя со стружкоотводом  Библиографический список 1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин – М.: Высшая школа, 2000. – 447 с.   Кузнецов А.И., Еловикова Ю.В. (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ)  akwer@yandex.ru  РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ МОБИЛЬНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕМ ОБОРУДОВАНИИ THE DEVELOPMENT AND APPLICATION OF THE MOBILE MEASURING DEVICE FOR RESEARCH OF DYNAMIC PROCESSES IN WOODWORKING EQUIPMENT  Одним из направлений повышения производительности деревообрабатывающих станков является интенсификация процессов резания, что увеличивает нагруженность элементов механизмов резания. Электронный архив УГЛТУ 296В связи с переменными действующими нагрузками (силами резания) на меха-низм резания, а так же с колебательными процессами элементов механизма резания оп-ределить расчетом силовые и кинематические параметры невозможно.  Это обстоятельство потребовало проведения экспериментальных исследований. Одним из важных кинематических параметров является ускорение элементов механизма резания. В технической литературе описано много способов определения ускорения де-талей механизмов оборудования. Например, акселерометры, действие которых основа-но на регистрации деформации металлической пластинки под действием сил инерции. Такие акселерометры имеют массу от 0,5 до 1 кг и требуют проводного подключения к регистрирующей аппаратуре. Это создает трудности при их установке и использовании. Исследовать некоторые движущиеся и вращающиеся элементы такими акселерометра-ми не представляется возможным.  Промышленных образцов легких и малогабаритных акселерометров обнаружено не было. Цель и задачи работы Разработка, изготовление и использование акселерометра со следующими пара-метрами: • Диапазон регистрируемых ускорений до 150 м/с2; • Габариты до (ДхШхВ) 150х100х30 мм; • Одновременная двухканальная запись измерений; • Частота измерений 1000 Гц; • Сохранение данных на карту памяти в текстовом формате.  Компоненты, использованные при изготовлении акселерометра: • Акселерометр 2х осевой ADXL321; • Микроконтроллер 16-ти разрядный dsPIC30F3012; • Карта памяти типа multimedia card.   Рисунок 1– Внешний вид 2х-канального акселерометра ADXL321 и общее описание Электронный архив УГЛТУ 297  Рисунок 2 – Принцип действия акселерометра ADXL321   Рисунок 3 – Микроконтроллер dsPIC3012, использованный для аналогового –  цифрового преобразования измеряемого сигнала и записи его на ММС карту    Рисунок 4 – Внешний вид карты памяти Multimedia Card 256 MB  Электронный архив УГЛТУ 298 Рисунок 5 –Печатная плата и корпус акселерометра   Рисунок  6 – Внешний вид акселерометра  Акселерометр работает следующим образом: после включения устройства оно выполняет инициирование карты памяти и при отрицательном результате сигнализиру-ет вспышками светодиода об отсутствии готовности. При успешной инициализации оно входит в состояния ожидания, время которого обусловлено необходимостью уда-ления исследователя на безопасное расстояние от объекта. Время задержки выбрано 60 с. Затем устройство входит в состояние регистрации и записи измерений на карту па-мяти. Эти процессы происходят последовательно.  Устройство регистрирует 256 значений с преобразователя ускорений. Значение каждого измерения занимает 2 байта информационного пространства. Затем устройство записывает 512 байт информации на карту памяти. Процесс циклически повторяется, пока не будет записано необходимое количество значений. После чего устройство вхо-дит в состояние ожидания. Поскольку процесс записи проходит в промежутках между измерениями необ-ходимо было удостоверится, что регистрация следующих 512 байт будет происходить без задержки. Для чего устройство было запущено с частотой измерений 2000 Гц и при каждом измерении формировало импульс.  Проверка акселерометра на удвоенной частоте регистрации сигнала (2000 Гц). Электронный архив УГЛТУ 299  Рисунок 7 – Временная осциллограмма, подтверждающая что акселерометр успевает непрерывно получать и сохранять данные на скорости 2000Гц. По графику видно, что скорость выборки 20 изм./10мс, что равно 2 изм. за 1 мс или 2000 изм. в секунду    Рисунок 8 – Полученные данные хранятся в виде текстовых файлов «ACCELER»  Электронный архив УГЛТУ 300 Рисунок 9 – Листинг программы для среды MATLAB для обработки файлов с данными, полученными при помощи акселерометра  Использование акселерометра производилось на лесопильных рамах ЛРВ1 и ЛРВ2     Рисунок 10  – (слева на право) Лесопильная рама ЛРВ 1 и  закрепленный акселерометр   На ЛРВ-1 измерялось ускорение пильной рамки.  Электронный архив УГЛТУ 301  Рисунок 11  – Разгон пильной рамки ЛРВ-1   Рисунок 12  – Типичная осциллограмма ускорений пильной рамки ЛРВ-1  Использование акселерометра на лесопильной раме ЛРВ2.  Электронный архив УГЛТУ 302  Рисунок  13 – Круглый лесоматериал и лесопильная рама ЛРВ – 2, распиливающая двукантный брус  Пиление двукантного бруса Н=150 мм    Рисунок 14  – Распиливаемый двукантный брус и установленный акселерометр на син-хронизирующем валу механизма резания ЛРВ - 2  Полученные данные с акселерометра   Рисунок 15  – Ускорения синхронизирующего вала ЛРВ-2, пиление двукантного бруса Н = 150 мм, шестью пилами Вл=3,4 мм     Электронный архив УГЛТУ 303Заключение Разработан, изготовлен и использован акселерометр со следующими параметра-ми: • Диапазон регистрируемых ускорений до +/- 176 м/с2 (18 G) ; • Габариты до (ДхШхВ) 114х75х22 мм; • Одновременная двухканальная запись измерений; • Частота измерений 1000 Гц; • Сохранение данных на карту памяти в текстовом формате.  Библиографический список 1. Дъяконов В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения [Текст]: Серия «Библиотека профессионала».- М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 800 с.: ил.  2. Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В., Папуловский В.Ф. LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий [Текст]: учеб. пособие для вузов. М.: ДМК Пресс, 2005.-208 с.: ил. 3. dsPIC30F2011/2012/3012/3013 Data Sheet (5/30/2008) dsPIC30F Sensor Family 16-bit Digital Signal Controller [Электронный ресурс]. // – Загл. с экрана. Режим доступа свободный  URL: http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010342 (дата обра-щения: 8.09.2009). 4. ADXL321:  Small and Thin ±18 g Accelerometer [Электронный ресурс]. // – Загл. с экрана. Режим доступа свободный  URL: http://www.analog.com/en/sensors/inertial-sensors/adxl321/products/product.html (дата об-ращения: 8.09.2009).   Кузнецов А.И., Сабитов Р.З.  (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ) akwer@yandex.ru  РУБАНОК С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ-НОЖЕВОЙ ГОЛОВКОЙ THE PLANE WITH ELECTROMOTOR-CUTTERHEAD  Известны электрорубанки с 2, или 4 съемными ножами, закрепленными на бара-бане и вращающимися в зависимости от модели со скоростью от 10 000 до 18 000 обо-ротов в минуту. [2] Недостаток известных устройств состоит в том, что вращающийся барабан получает вращение от шкива электродвигателя посредством ременной переда-чи. Исключение этого узла из устройства позволит снизить массу рубанка и сделать его компактнее.  Авторы предлагают следующую конструкцию электрорубанка показанную на рисунке 1. Устройство состоит из элементов:1 – внешний ротор; 2 – статор; 3 – рукоят-ка рубанка; 4 – блок управления; 5 – регулировка глубины резания; 6 – редкоземельные магниты; 7 – нож; 8 – корпус   Устройство состоит из статора, относительно которого происходит вращение внешнего ротора с установленными ножами. Ножевая головка выполнена пустотелой, на внутреннюю часть которой установлены постоянные магниты, воспринимающие Электронный архив УГЛТУ

The development and application of the mobile measuring device for research of dynamic processes in woodworking equipmen

https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/3869/1/Kuznecov.pdf

The development and application of the mobile measuring device for research of dynamic processes in woodworking equipmen

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University