关于木材切割机的设计研究文献综述

关于木材切割机的设计研究——文献综述湖州师范学院求真学院（信息与工程系）07083501徐莉芳摘要：本文归纳了木材切割机的研究中的关键问题，分析了该设计中所用的电动机、传动机构、减速器、数控切割机的研究现状和发展趋势，讨论了开发该机械所需的工具。在此基础上，对该机械的进一步设计与研究进行了展望。关键词：电动机，传动机构，减速器，数控切割机1、引言切割机广泛用于金属加工、电气安装和设备等部门对圆形钢管、异形钢管、铸铁管、圆钢、角钢、槽钢、扁钢等型材进行切割。木材切割机是现代工业中一个广泛应用的机械，目前，该机械所设计的切割系统，以其切割效率高、操作安全可靠等优点，已在木材切割中得到了广泛的应用，因此，对切割机的机械结构进行改进，并结合现已成熟的自动控制技术，提出自动型材切割的概念，具有十分重要的意义。可以预见木材切割机的应用前景将会是十分广阔的。目前，随着现代机械加工技术以及应用需求的发展，切割技术得到了迅速的发展，在高安全性，高速度，低功耗以及低噪声方面取得了很大的进展。而科学技术的发展，使得机械加工技术有了更高的飞跃，在此基础之上，我们现在完全可以运用切割机对木材进行连续切割。本设计中所采用的定位装置压紧装置，在加工中使材料长度得到固定，在解决各种误差、可靠性和实现系统优化等方面与传统切割机相比，有无可比拟的优越性，因而广泛应用于金属加工、电气安装等。而从当前发展趋势可知，利用一个机械对木材进行连续切割是很有必要的。随着切割机的开发与应用，其以高效性和极低的成本，也已得到了广泛的应用，利用切割机的连续切割会得到更完善的结果和更直观的效果，于是，木材切割机的开发便应运而生。本文第一部分针对木材切割机现状和发展动态做了简单的介绍，并阐述了研究的目的和动机；第二部分阐述了各部分的研究现状，第三部分介绍了今后的发展趋势。2、型材切割机的研究现状及发展趋势2.1研究现状电动机是木材切割机的动力源，它的性能好坏，质量优劣，对切割机整机性能和切割质量的影响甚大[1]。该方案选择使用三相异步电动机。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。三相异步电动机结构简单、坚固耐用、运行可靠、维护方便。旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的,若想改变旋转磁场的方向,只要改变通入定子绕组的电流相序,即将三根电源线中的任意两根对调即可[2]。机械传动机构，可以将动力所提供的运动的方式、方向或速度加以改变，被人们有目的地加以利用。对于链传动的选用与设计，一般是采用扬长避短的方法，取其承载能力较大之长，而避其动载冲击较严重之短。而对其动态过程，动载大小则很少作定量的分析和研究。链传动是一种柔性传动装置，它的固有频率计算与带传动有相似之处。但是，它又与带传动有明显的不同[3]。目前国内人造板生产线上应用最多的传动还是滚子链传动。在板材加工设备上，滚子链传动的可靠性、稳定性与工步协调性以及生产率密切相关[4]。链传动是机械行业中应用非常广泛的一种传动机构,但它产生的振动和噪声具有很大的破坏作用[5]。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。齿轮减速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递扭矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器绝大多数都是封闭式传动装置，按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。我国及一些工业化大国的在用减速器数量以百万计，其中80%以上的中小规格减速器都直接选用了通用系列或标准化系列产品。通用减速器由于实现了系列化和标准化，具有便于组织专业化生产，容易形成批量和规模生产，有利于提高产品的生产水平和质量，降低设计和制造成本缩短供货周期，容易获得备件，便于维修等许多优点，而成为一般用户的首选产品。只有在特殊用途或选不到合适的产品时才考虑设计和选用专用减速器。但也有存在不足之处，柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差[6]~[8]。当前，数控切割机已经开始在工业企业中大量普及应用，充分利用数控切割机不断提高切割精度，才能提高产品的加工质量和生产效率[9]。切割类型也多种多样，有火焰切割、线切割、等离子切割等，但由于资源、成本等因素影响，应用最为广泛的还是火焰切割。同煤集团中央机厂的支架生产就利用火焰数控切割机来切割下料，火焰切割机具有速度快、精度高、切割下的工件表面光滑、板材利用率高等优点[10]。但同时发现切割过程中也有次品、废品的产生，究其原因很大一部分都是由于热变形引起的。通过如此系统的理论学习，使我更加系统的学习了机械设计制造及其自动化的相关专业课程，我受益颇多，本次设计的课题就是在此次学习的基础上提出来的，同时也说明了理论结合实际的重要性，通过此次毕设，让我更深刻的认识并进一步掌握了理论知识，并对木材切割机的未来做了展望。相信随着机械加工技术的快速发展，该机械将会更加的完善[11]~[15]。2.2发展趋势通过查找文献，并根据部分文献中的描述，随着现代机械加工技术以及应用需求的发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升，目前，人们可以在此基础上对该机械性能得到升级，从而可以使该机械满足于不同的场合需要，广泛应用于生活及工业领域。切割机是现代工业控制中一个广泛应用的领域，该机械所设计的系统，由于它的安全可靠、劳动强度低、生产效率高、切断面平整光滑等优点，已在木材切割中得到了广泛的应用与发展，因此，该机械的设计与完善在生产实践与管理中具有重要的意义。由此可知，木材切割机的应用前景十分广阔，而该系统的设计与完善都有待与进一步的开发与研究，从而可以向智能化方向发展。3、结束语与各类器件进行对比选择之后选用了此套设计方案，充分发挥各部分元器件的优点，达成设计一个切割效率高、操作安全可靠、相对简单、性价相对比较高的系统的目的。如今，随着现代机械加工技术的快速发展及人们对生活要求水平的提高，该机械已得到良好的研究与发展，并被广泛应用于金属结构件生产，电力设备、锅炉业、石油、化工等工业部门。相信在今后会有更大的飞越！本文中，主要设计了一个木材切割机的输送装置，本次设计选用了齿轮减速器与辊子输送机构结合，完成了输送装置的开发工作。它主要是利用电机控制，减速器控制输送轴，辊子输送型材，继而启动进行切割。本设计中，原理及机构较为简单。此外，通过本次设计，本人也对自己大学四年来的所学的专业知识有一个实际设计的总结与回顾，并增强自己的专业知识。参考文献：[1]刘建新.\o"型材切割机的使用与维修相似度77%"型材切割机的使用与维修[J].电动工具，1998，(03)：15-18。[2]马江鹏.\o"浅析三相异步电动机的组成和工作原理相似度59%"浅析三相异步电动机的组成和工作原理[J].现代经济信息，2010，(03)：195。[3]韩韵秋.重力式辊筒输送机设计中若干问题的探讨[J].物流技术与应用，1998，(01)：17-20。[4]王连印，张海鹰，王云鹏.皮带机托辊及辊筒的改进[J].中国设备工程，2006，（03）：19。[5]Oberg,Erik；FranklinD.Jones，HolbrookL.Horton，HenryH.Ryffel(2004).Machinery’sHandbook(27theditioned.).NewYork,NY：IndustrialPressInc.\o"InternationalStandardBookNumber"ISBN\o"Special:BookSources/978-0831127008"978-0831127008.[6]CAO；Pin-lu；YIN；PENG；Jian-ming；LIU；Jian-lin.OptimizationDesignandFiniteElementAnalysisofCoreCutter[J].中国矿业大学学报（英文版），2007，(03):55-60.[7]张展.实用机械传动设计手册[M].北京：科学出版社，1994：1-57.[8]张展.减速器设计选用手册[M].上海：上海科学技术出版社，2003：1-63.[9]康文明，张洪润，王军莉.\o"浅谈数控切割机在制造工业中的应用相似度44%"浅谈数控切割机在制造工业中的应用[J].中国科技产业，2009，(10)：96-97.[10]王宏钟.\o"数控切割机防切割热变形方法探讨相似度40%"数控切割机防切割热变形方法探讨[J].科技信息，2009，(04)：243.[11]张剑锋.\o"新型管子定长切割机的研究相似度71%"新型管子定长切割机的研究[J].造船技术，2007，(01)：40-43.[12]刘佳，冷兴聚.\o"管材切割机的研制相似度70%"管材切割机的研制[J].辽宁工程技术大学学报，2005，(S1)：192-193.[13]任意，石小英，曾胜.\o"全自动型材切割机设计与实现相似度37%"全自