上海海洋大学气动实验.doc

上海海洋大学 研究生课程实验 课程名称： 任课教师： 完成日期： 年 月 姓 名： 目录 水草切割力测量实验设计---------------------------------------------------------------------------2 小型可拆卸水草切割装置性能测试实验设计-------------------------------------------------4 基于PLC 的气动安装搬运机械手设计----------------------------------------------------------6 基于PLC的气动冲切机的设计---------------------------------------------------------------------8 气动实验补充------------------------------------------------------------------------------------------11 波浪能发电装置转换效率的测试实验---------------------------------------------------------17 水草切割力测量 一、实验目的： 测量水草切割力 二、实验设备： 摆动式茎秆切割试验台，数字游标卡尺 三、实验原理： 摆动式茎秆切割试验台如图 1所示。动刀安装在摆锤末端, 改变摆锤的摆角即可获得不同的切割速度, 定刀通过悬臂梁称量传感器固定在支架上, 支架可以移动以调整刀片间隙。由于切割面和切割方向都垂直于茎秆轴线, 属于双支撑横断切割。动刀采用齿刃刀片, 定刀可安装光刃或齿刃刀片。 支座2.悬臂梁称量传感器3.定刀4.刻度盘5.指针6.摆锤7.动刀8.移动支架9.数据采集卡10.工控机 悬臂梁称量传感器量程为10kg,输出信号经过专用滤波放大器后,整定为±5V标准电压信号, 测量误差小于0.1% ,响应时间小于10s。采用研华812PG采集卡进行高频采集, 采样频率可达30kHz。工控机软件用 LabView 编写, 可以对切割力变化过程进行实时显示和数据存储, 采样频率在030 kHz范围内连续可调 四、实验步骤： 将水草茎秆水平放置在移动支架上, 并与定刀刀刃垂直接触, 通过指针在刻度盘上位置控制摆锤提升角度,在重力作用下作单摆切割运动。已知当切割速度为1～2m/s时,根据水草茎秆直径计算得到切割时间为3～8ms。采样频率过高, 切割周期内采集的数据过多, 会增加数据处理的工作量; 采样频率过低, 则会造成较大测量误差。试验设定切割力采样频率为4 kHz, 在一个切割周期中至少可以采集12个点, 从而绘制得到连续的切割力变化曲线。 茎秆的直径和壁厚均采用数字游标卡尺测量,分辨率为001 mm。由于茎秆不是规则的圆柱形, 茎秆节两端截面的外径、壁厚以及力学特性存在明显差异, 因此试验分别测量茎秆外径的最大值和最小值,在截面对称位置上取4个位置测量壁厚, 取壁厚的平均值, 采用椭圆环计算茎秆截面积。试验过程中, 也避免直接切割茎秆节位置。为了减小个体差异的影响, 每组参数重复试验10次。 表1. 不同品水草峰值切割力测量结果 切割位置/mm 苦草 轮叶黑藻 伊绿藻 平均峰值切割力/N 标准差 平均峰值切割力 标准差 平均峰值切割力 标准差 50 100 150 200 250 表2.不同品种水草单位面积峰值切割力和切割功耗测量结果 水草 品种 单位面积峰值切割力/N*mm-2 单位面积切割功耗/Mj*mm-2 最大值 最小值 平均值 标准差 最大值 最小值 平均值 标准差 苦草 轮叶 黑藻 伊绿藻 表3 割刀对切割功耗的影响 切割速度/m*s-1 单位面积切割功耗/Mj*mm-2 功耗减小比例/% 齿刃和光刃 双齿刃 1.0 1.5 2.0 六、思考 1、绘制切割速度与峰值切割力的关系曲线； 2、描述切割位置对切割力和切割功耗的影响； 3、简述双齿刃割刀的优势在哪里。 小型可拆卸水草切割设备性能测试 一、实验目的： 1.测量割刀与刀盒的碰撞力2.水草切割设备的传递效率 二、实验设备： 小型可拆卸水草切割装置，测速仪，压电式力传感器，扭矩测试仪 三、实验原理： 1.压电式力传感器是以压电效应为工作原理的传感器，是机电转换式和自发电式传感器。它的敏感元件是用压电的材料制作而成