平面磨床实验课程设计.docx
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平面磨床实验课程设计.docx
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平面磨床实验课程设计
目录
摘要......................................................2
1实验目的................................................3
2实验原理................................................3
3实验器材................................................4
4实验过程................................................5
5数据处理................................................8
6设计心得...............................................14
7参考文献...............................................15
摘要
随着能源的日益减少,能源在我们生活中的地位越来越高,人们越来越重视节能环保。
在机械行业,绿色工业工程日趋流行,从机械产品的生产的机床、工艺制作到仓促传送都讲究低功耗、低排放。
对于机床而言,表征其是否节能的最直接的参数就是其功耗。
我们本次专业模块课程设计就是对平面磨床功率损耗测试进行创新实验。
实验主要有三个阶段:
前期实验方案的创新设计;中期数据的测量、整理、分析;后期实验报告的整理成档。
本次课程设计主要是通过输入功率,输出力/力矩,输出转速来求取平面磨床的损耗功率,有功功率,无功功率。
其主要是在于锻炼我们的创新能力、动手能力,以及通过此次实验加深我们对以前所学知识的巩固以及综合运用。
关键词:
平面磨床,功率,输出力/力矩
一、实验目的
测试出平面磨床的输入功率、输出力/力矩、输出速度。
根据输入功率、输出力/力矩、输出转速等计算出有功功率及无功功率、损耗功率。
2、实验原理
本次实验主要运用了多功能数字功率计、测力仪、工控机、显示器、多通道A/D数据采集卡等硬件和Matlab、Minitab等软件。
多功能数字功率计采集数控平面磨床的磨削功率数据,然后测量各能耗部件以及测量总输入功率间接获取磨削功率。
测力仪测量磨削力,利用多组测量数据拟合磨削力经验公式从而计算出磨削功率。
测量功率值与计算功率值相比照,两者误差≤5%,则实验数据采集及处理符合标准;若两者误差≥5%,则需重新测量磨削力,优化拟合磨削力经验公式,以得到精准有效的工艺比能耗数据。
相关计算公式:
P=F*V
F=28282*
*
*
Vs=60*主轴转速频率
Matlab分析数据程序:
X=1:
80;
Y1=[,,,,,,,];
Y2=[,,,,,,,];
Figure
(1),plot(x,Y1);
Figure
(2);plot(x,Y2);
3、实验器材
1.平面磨床(MGK710)
平面磨床正视图
2.电脑一台
装有Matlab软件的电脑正视图
3.数字功率计
数字功率计主视图
4、实验过程
1.准备实验仪器;
2.检查各项设备是否齐全,确保都能正常工作;
3.连接接设备:
正确连接数字功率计、磨床和电脑之间的连接线,所有线路连接好之后重新检查一遍是否有差错;
平面磨床接线图数字功率计接线图
4.将工件放置在工作台上,启动数字功率计,然后打开电脑上相应的程序,最后启动磨床;
装夹工件图示
5.打开磁性开关,打开切削液,对刀,然后设定磨盘转速,频率,在电脑上记录一段时间的数据,之后再设定另一个磨盘转速和频率,同上操作,记录几组不同数据;
数控操作平台图示
电脑记录数据图示
6.实验完毕之后关闭磨床,整理好仪器,保存好数据,清理卫生。
五、数据处理
根据设计任务要求,可以知道要测出输出力,工件速度,砂轮速度,由仪器可以直接测出有功功率和无功功率,因此可以由以上数据算出损耗功率,然后求出总的输入功率。
1.工件进给速度2000mm/min,主轴转速频率为25Hz时的有用功功率值图示
2.工件进给速度2000mm/min,主轴转速频率为25Hz时的无用功功率值图示
3.工件进给速度2000mm/min,主轴转速频率为30Hz时的有用功功率值图示
4.工件进给速度2000mm/min,主轴转速频率为30Hz时的无用功功率值图示
以上是由Matlab分析出不同频率的有用功和无用功功率值。
再根据经验计算公式来计算出磨削力F,已知切削深ap=0.03mm0.04mm0.05mm0.06mm,工件进给速度Vw=2000mm/min。
F=28282*
*
*
25hz的转速频率时(ap=0.03mm)
由图中可以看出蓝色部分数据发生明显变化,此时为负载切削,损耗功率为:
F损=F*V-F有=33306.854-2124.751=31182.0935w
输入功率P=F*V+F无=33306.854+4748.038=38054.88w
同理可求出30hz时切削深度分别为0.04mm0.05mm0.06mm时的功率计算:
25hz的转速频率时(ap=0.04mm)
F损=F*V-F有=42656.078-2164.264=40491.818w
输入功率P=F*V+F无=46771.225w
25hz的转速频率时(ap=0.05mm)
F损=F*V-F有=51680.123-2117.497=49562.63w
输入功率P=F*V+F无=56336.438w
25hz的转速频率时(ap=0.06mm)
F损=F*V-F有=60453.216-2111.178=58342.046w
输入功率P=F*V+F无=64965.321w
30hz的转速频率时(ap=0.03mm)
F损=F*V-F有=41557.574-2173.242=39384.334w
输入功率P=F*V+F无=45873.174w
30hz的转速频率时(ap=0.04mm)
F损=F*V-F有=53222.773-2135.179=51087.603w
输入功率P=F*V+F无=58084.019w
30hz的转速频率时(ap=0.05mm)
F损=F*V-F有=64482.239-2136.235=62346.009w
输入功率P=F*V+F无=69310.698w
30hz的转速频率时(ap=0.06mm)
F损=F*V-F有=75428.588-2137.721=73290.868w
输入功率P=F*V+F无=80471.837w
六、设计心得
本次专业模块课程设计对我们来说是非常有意义的,通过这次综合创新实验设计,我们从中得到很多收益。
虽说我们前期在设计实验方案时,由于我几乎学习不是特别扎实且没有实操经验,感觉无从下手,也不知道实验需要什么仪器。
所以我们一直把它放着,想等着学霸或者康老师指导后再认真做,直到后来和学霸们一起去找老师时才开始着手设计方案准备做实验等。
现在我意识到了这是一个极大的错误,是学习态度的问题,以后绝对不能如此。
通过几天时间的努力,我们小组总算把此实验完成了。
经过几天的时间,我们小组的实验完成了,从一开始设计方案到最后数据处理整理文档暴露了我很多方面的问题:
老师点到某个知识点时我只是似曾相识甚至是不曾相识;实验时别说是连接实验仪器,就连数控平面磨床都不怎么会操作;在数据处理时计算公式不怎么会、Matlab软件没用过,还是临时学习后才勉强把数据算完。
通过几天时间的反思,我深刻的认识到了,学习要沉得下心来,遇到困难绝对不能逃避,而要查找资料或请教老师或同学积极解决。
特别是对于理工科学生,我们有这样才能够真正学到知识,做好科研创新工作。
总而言之,通过此次试验我深刻认识到我学习态度、专业知识等方面的不足,实操能力等也有待加强,但在此过程中我也学到了很多知识,见识到了许多专业测量仪器。
在今后的学习工作中,我一定会沉下心来做好每一件事。
7、参考文献
[1]关慧珍,冯辛安.机械制造装备设计第3版[M].北京:
机械工业出版社,2009.
[2]濮良贵,纪名刚等.机械设计第8版[M].北京:
高等教育出版社,2006.
[3]郭登月.数控磨削过程能耗/碳排放模型分析与优化研究[M].哈尔滨:
哈尔滨
工业大学出版社,2007.
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