专利名称：圆锯片适张状态的检测方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对圆锯片进行适张处理时进检测其适张状态的方法和设备。
适张处理是增强圆锯片动态稳定性，提高锯切精度，减少锯口损失最常用的一种处理方法。近年来，锯片的适张技术已经取得很大成就，出现了多种适张方法。然而，无论哪种适张方法，其实质都是依靠在圆锯片中引入合理的适张应力来提高锯片的动态稳定性。最佳适张效果的控制，要求科学精确的检测手段。但是。纵观适张检测技术领域的现状后可以看出；(1)还没有一种能够全面反映锯片适张状态的量化标准。
(2)在现有技术中，通常采用的“光隙检测法”仍然停留在手工作业，人眼观察，经验判别的水平上，很难适应现代工业发展的要求。
(3)在科研或实验室条件下，虽然可以用X射线应力仪等现代手段逐点测试锯片的内应力，但要直接用这些测试结果表述锯片的适张状态仍很困难。即使反映锯片的应力分布，也需测试大量数据，并要对这些数据进行分析处理。加之设备昂贵，操作复杂，技术要求高等原因，不适合在工业中应用。
(4)近年来，虽然也有人研究过新的锯片适张检测方法，如用AE波检测内应力，用正弦激振法检测固有频率等，但是这些方法有的因标定问题没有解决，有的因检测参数不能全面反映锯片的适张状态，加之设备、操作上还有一些问题，因此都未能达到工业适用要求。
(5)在美国专利US—5,163,334中公开了一种圆锯片的测试方法，采用这种方法，通过测试圆锯片在选定转速条件下的频域响应和时域响应，以及圆锯片的固有频率和锯路宽度，来衡量圆锯片的特性。但是，这种方法仍然不能量化反映锯片的适张程度及适张状态的其他两个参数。
鉴于上述诸点，本发明的任务是提供一种能够全面反映锯片适张状态的参量，并能快速、准确无损检测显示记录这些参量的方法和设备。无疑这对完善锯片适张理论，促进适张及其检测技术的发展，提高制锯和用锯水平都有重要意义。
各种适张方法都是依靠在锯片中引入适张应力来达到既可提高锯片的稳定性又能减小锯片厚度的目的。由于适张应力会影响到锯片的振动、噪声、刚度、平整性，甚至电、磁等诸多物理机械性能，因此，准确检测并全面反映锯片的适张状态，对指导锯片和锯机的设计、制造、指导修锯工艺，提高锯片质量，延长锯片使用寿命都是非常重要的。
过去人们都用适张度，即适张程度，来描述锯片的适张状态。这是不全面的。因为，一个锯片的适张状态不仅包含适张程度，还应包含适张应力分布特征，以及适张后锯片的平整性。无论是传统的观察“光隙”大小，还是用现代应力测量方法，要全面准确地表述适张状态这一概念都很困难。
研究发现，合理适张后，锯片的适张应力分布特点是靠锯齿的外环区为周向张应力，而靠套装孔一侧的内环区周向张应力较小或者是周向压应力。径向应力沿锯片半径方向的分布特点是边缘小，中间大，皆为压应力，而且量值比周向应力小。
研究发现，适张处理会使锯片n≥2高阶模态的固有频率增加，使n＝0和n＝1这两个低阶模态的固有频率降低，如图7所示。原因是，前者主要受外环区周向张应力的影响，后者主要受内环区周向压应力的影响，当n＝0模态的固有频率下降到的于零时，锯片会严重“碟形化”，这是过度适张的重要标志。只要解决在工业条件下准确、快速检测锯片的各阶固有频率问题，便会找到准确反映锯片适张程度的量化参量。
实验和研究还表明，锯片的固有频率变化并不能反映适张应力的分布特征，但是锯片周边的刚度变化却可以反映这一特征。图9是锯片适张前后在中央夹持状态下，周边一点加载时，圆周方向角度9表示的各点横向变形量μθ的曲线，这条曲线可用下列方程定量描述μθ=3(1-u2)FDπEt3ΣCnCosnθ]]>式中F—载荷；D—锯片直径；t—锯片厚度；E—锯片材料的弹性模量；μ—锯片材料的泊松比n—波节直径数；Cn—与n相对应的弹性变形系数。
适张会改变一个锯片的Cn值。因此，会改变锯片的刚度在“图9中实线曲线表示锯片未适张时上述横向形量的变化曲线。虚线曲线表示锯片适张后该变形量的变化曲线。从图9中可以看出，大约在θ＝90°附近，适张前后的变形量最为灵敏。锯片在适张前μθ很小，甚至为负值(变形方向和加载方向相反)；适张后，μθ为正值，数量随适张程度增加而增加。因此，如果能解决工业现场条件下，锯片任一半径一周内的横向变形的快速准确测量及显示记录问题，不但可以解决锯片端面圆周方向平整性(俗称端面圆跳动)的检测问题，而且可以通过检测锯片在加载时一周内的μθ值，以反映锯片适张状应力大小和分布均匀性问题。
锯片合理适张的标准应当是适张程度要“合理”；在圆周方向的适张应力分布应均匀；适张后锯片的圆周方向应当平整，端面圆跳动应该在相应的规定之内。
大量研究证明，对于一般木工圆锯片而言，只要适张使其最低临界模态(一般夹持比为0.26—0.46时，n＝3模态)的固有频率较未适张时增加20—40％，使视为适张程度合理。另一种做法是，通过试锯先认定一个锯生的适张程度为“合理”，然后测量该锯片的固有频率，并将其作为同规格锯片的适张程度的标准。
对于表征锯片适张状态的特征参量的提取和分析方法而言，可分为频域分析和时域分析。
频域分析——FFT低通谱分析主要是通过锯片对冲击函数响应的FFT功率谱和幅频谱分析，检测锯片最常见的几个阶模态的固有频率。然后，通过比较一个锯片适张前后的固有频率变化幅度，判别锯片的适张程度。上述分析建立在离散富氏变换基础上。
若X(K)是被测信号，它的富氏变换为X(n)，
即X(n)＝DFT[X(k)]当X(K)满足采样定理时，有X(n)=1NΣk=0n-1x(k)e-j2πnK/N]]>0≤n≤N－1或X(k)=Σn=0n-1x(n)ej2πnk/N]]>0≤k≤N－1根据巴什瓦定理有功率谱P(n)，P(n)＝|X(n)|2＝R2e[X(n)]＋I2m[X(n)]n＝0、1、2、……N－1幅频谱V(n)为V(n)=P(n)]]>n＝0，1，2……N－1在本发明的检测方法中，用该变换的一种快速算法来完成自谱分析。
时域分析是通过单片机控制，对锯片一定半径圆周方向在未加载和加载两种情况下，一周内的横向变形量进行采样分析来进行的。分析结果，前者用以表述锯片圆周方向的平整性，即端面圆跳动，后者则是通过刚度表述适张应力的分布特征。
(1)检测锯片圆周方向的平整性若检测到的锯片一定半径圆周方向一转内的横向变形的样本函数为L，采样点数为N，则L＝{l1、12，……lN)取lmax＝MAX{l1l2，……lN)lmin＝MIN{l1， l2，……lN)则锯片端面圆跳动之最大值为M＝lmax－lmin为了说明锯片一定半径圆周方向的平整分布情况，引入映射ФФL→Bl|→R＋K(l－l1)即B＝{b|b＝R＋K(l－l1)，l∈L，l1∈L)其中K—放大系数R—坐标圆半径由上述映射，可将锯片一定半径圆周方向一转内的跳动量变换成以R为半径的坐标圆上的径向变化集合B。
(2)检测适张应力分布在锯片周边一点加载时，在距加载点θ＝90°处圆周方向一转内采集横向变形量得到的样本函数为D。
D＝{d1，d2……dN}则描述适张应力在锯片圆周方向的分布特征的映射f为fD→Gd1→R＋K(d－l1)即D＝{d|d＝R＋K(d－l1)，d∈D，l1∈L)其中K和R分别为放大系数和坐标圆半径。
通过上面变换，可以得到以这种特殊定义刚度表述的锯片一周内的适张应力分布特征。
基于上述内容，本发明提供了一种圆锯片适张状态的检测方法，用该方法第一步可以检测记录圆锯片的各阶固有频率。首先，用固定装置固定圆锯片，将第一探测头设置在锯片周边邻近圆锯片的位置，接着在一个确定位置施加冲击力，使圆锯片产生振动，由第一探测头采集圆锯片发出的振动信号，将采集到的振动信号进行数据处理，随后自动绘制出锯片的功率谱P(n)或幅频谱V(n)。由该谱图中的任一个可读出被测锯片的各阶固有频率。用上述固有频率直接反映圆锯片的适张程度。第二步，将第二探测头设置在相对于圆锯片中心一定半径处，并使探头与锯片接触，使锯片转动，用第二探测头测量圆锯片的一定半径圆周方向端面圆跳动量。然后，在一定部位对锯片加载，使圆锯片围绕其中心轴线旋转，由第二探测头采集圆锯片的一定半径圆周方向的横向变形量数据。接着对上述采集到的两种数据进行处理。采用映射技术将一定半径圆周方向一转内的端面圆跳动量和加载情况下的横向变形量变换为半径R，放大倍数K的直观显示的圆坐标象图。用上述两种象图分别显示锯片的平整性(端面圆跳动)和适张应力在圆周方向的均匀性。
在圆锯片适张前或适张后重复执行上述检测步骤，分别测出各阶模态n＝0，1，2…6的固有频率。接着在选定的位置分别测出从圆锯片齿槽底向内大约5—15毫米处圆周方向的横向变形量或端面圆跳动量。
在测量圆锯片的一定半径圆周方向的横向变形量的同时，需要对圆锯片加载，其作用力的方向与圆锯片的轴线方向大致平行。
对圆锯片加载时，作用力的作用点与探测头之间的角位移大约为60°—120°。
使圆锯片产生振动的冲击力的作用点距离第一探测头的角位移大约为180°。
在重复执行了检测步骤，得出圆锯片各阶模态n＝0，1，2…6的固有频率后，执行对适张前后的同一阶模态的固有频率进行比较的步骤。
在执行固有频率比较步骤的过程中，圆锯片在夹持比为0.26—0.46条件下，模态n＝3合理适张后的固有频率应该比适张前增加20—40％。
本发明还提供了一种实施上述检测方法的设备，该设备包括机械传动装置、装夹装置、探测头，滤波器，A/D转换器单片机系统、绘图打印机和光电脉冲装置。通过装夹装置将圆锯片固定在转动轴上，用小锤向圆锯片施加冲击力，由第一探测头采集圆锯片发出的振动信号，通过电缆将采集到的振动信号传递到滤波器，通过滤波器的振动信号被传送到A/D转换器进行数据转换后再送到单片机系统进行数据处理。还设有第二探测头，用第二探测头测量圆锯片的一定半径圆周方向的横向变形量或端面圆跳动量。通过电缆将第二探测头采集到的锯片一定半径圆周方向的横向变形量或端面圆跳动量的信号传递到滤波器，通过滤波器的信号被传送到A/D转换器进行数据转换。将转换后的数据传送到单片机系统，由单片机系统分别进一步处理来自第一和第二探测头的数据后，由绘图打印机分别得到功率谱及幅频谱图，端面圆跳动象图和圆锯片受力作用下一定半径圆周方向的横向变形量的象图。
所述机械传动装置包括电动机，由电动机驱动传动轮，传动轮通过传动带将动力传递到减速箱。圆锯片由装夹装置固定安装在减速箱输出端的转动轴上。所述装夹装置由夹盘、螺母和转动轴端部的螺纹构成。
第一探测头是非接触式位移传感器。该传感器支撑在传感器支架上。传感器支架可以沿着导轨移动，以便可以调整非接触式位移传感器在邻近圆锯片的端面相对于圆锯片的中心轴线的距离。第二探测头是接触式位移传感器，该传感器安装在传感器支架上，传感器支架可以沿着导轨移动。
加力装置包括加力杆，圆导轨，双曲柄连杆机构，转动轮，滑轮，手柄，牵引绳，及重锤。加力杆安装在圆导轨上，并可以沿着圆导轨移动。而且可以在圆导轨的适当位置定位。圆导轨的一端连接双曲柄连杆机构中的曲柄。该曲柄的自由端连接连杆的一端，连杆的另一端与曲柄的自由端相连接。另一曲柄可转动地安装在竖轴上，在竖轴的一端有加力手柄和转动轮。牵引绳的一端固定在转动轮上。牵引绳绕过滑轮。牵引绳的一端固定在转动轮上。牵引绳绕过滑轮。牵引绳的另一端设有重锤。手柄可以在挡板处在加载状态下定位。
所述光电脉冲装置包括光电管和脉冲盘。
本发明适合工业应用。能够对圆锯片适张状态进行全面量化、自动、无损检测分析。其主要特点如下
1)提出了用适张程度，适张应力分布特征、锯片圆周方向的平整性三个参量全面表述锯片适张状态的概念。
2)在检测技术上，选取以下三个参量作为上述评价锯片适张状态的三个指标i、用锯片适张前后固有频率的变化幅度表述锯片的适张程度；ii、用锯片加载状态下，边缘一定位置一周的横向变形量来表述适张应力分布特征；iii、用锯片适张后任一半径处一周内的端面圆跳动量来表述适张对锯片平整性的影响。
3)采用了先进的科学方法对提出的特征参量进行量化分析。
i、采用建立在基二复序列FFT算法基础上的自谱分析技术，对锯片进行频域分析，找出锯片各阶模枋的固有频率；ii 、采用时域映射技术，对锯片进行时域分析，建立并描绘平面图象，建立并描绘平面象图的，表述锯片端面圆跳动和加载状态下锯片端面某一半径位置距加载点90°处一周内变形μ90这一逆象特征。
4)本发明提供的检测设备应用了机械，微机、模拟、数字、电工等多项技术，提高了设备的自动化、智能化程度。
i、采用体积小、功能强、可靠性高、价格属微机家族中最低的8031单片机作为系统处理和控制核心。组成了应用/配置比近于1的专用检测系统。在软件设计上，采用了如数字滤波，数字放大等多种以“软”代“硬”的方法，简化了系统的硬件结构，大大降低了成本，具有较高的性能/价格比；ii、设置了LED显示器，传感器状态指示，绘图打印机等多种提示，记录装置。用数字和曲线图形输出检测结果。而且可以对设备的运行状态、操作流程进行指示或提示。便于使用者操作。
iii、在机械结构上，完全模拟真实的锯片装夹方式，使测量结果符合实际情况。
下面结合附图进一步详细描述本发明的检测方法和设备的实施例。
图1是本发明的方框图。
图2是本发明的检测设备的主视图。
图3是本发明的检测设备的俯视图。
图4是本发明的检测设备中加力装置的结构示意图。
图5是由打印机绘制出的圆锯片适张前的幅频图。
图6是由打印机绘制出的圆锯片适张后的幅频图。
图7是圆锯片固有频率与其适张程度的关系曲线图。
图8是由打印机绘制出的圆锯片的平整性及适张均匀性的圆坐标曲线图。
图9是圆锯片在中央夹持，周边一点加载时，不同θ角处变形量的曲线图。
通过图1所示的方框图可以了解本发明的主要部件。这些部件是机械传动和装夹部分，光电盘、传感器、滤波器、A/D转换器，单片机、功能键，驱动控制电路，LED显示器，和绘图打印机。采用由上述部件构成的设备，即可实施本发明的检测方法。
采用本发明的方法，分别检测记录圆锯片适张前后的各阶固有频率，用直角坐标系表述圆锯片的功率谱或幅频谱；用圆坐标图形显示记录锯片在加载和未加载情况下适张前后任一半径圆周方向的横向变形量和端面圆跳动量。
在本发明方法的优选实施例中，被测圆锯片是直径为600mm，厚度为2.4mm，夹持比为0.3的碳钢锯片。首先测定锯片在未适张状态时的固有频率。采用固定装置将圆锯片固定在支撑轴上，接着将非接触式位移传感器设置在邻近圆锯片的位置，使非接触式位移传感器与圆锯片齿槽底之间的径向距离大约为10mm。在距离上述位置的角位移大约180°的位置施加冲击力，使圆锯片产生振动，由非接触式位移传感器采集圆锯片发出的振动信号，将采集到的振动信号传递到抗混频滤波器，再将通过抗混频滤波器的振动信号传送到A/D转换器进行数据转换，将转换后的数据传送到单片机，这些数据由单片机处理后发送到绘图打印机，由打印机绘制出功率谱P(n)或幅频谱V(n)由上述谱图即可读出锯片的各阶固有频率。
对圆锯片进行适张加工，并且测定其适张程度，这时可以采用以下两种方法(1)在锯片未适张前，先测出其各阶固有频率然后由轻到重分几次逐步适张锯片(滚压，锤打或其他方法)，每次适张后都测量锯片固有频率，直到该锯片n＝3或n＝4阶模态的固有频率较适张前增加幅度在20—40％，便视为适张程度合适。
从图5和图6中可以看出，该圆锯片未适张时第一阶固有频率为39Hz，适张后前两阶的固有频率分别为15Hz和32Hz。对照图7可知，当圆锯片未适张时，n＝0和n＝1这两个低阶模态的固有频率往往混在一起，而适张到一定程度后，这两阶固有频率发生分离，但都比未适张时下降。故可认定，该锯片未适张时n＝0，n＝1的固有频率为39Hz。适张到本例情况下，n＝0的固有频率为15Hz，n＝1的固有频率为32Hz。从n＝2阶模态开始，适张后的锯片各阶固有频率皆较未适张时有所增加，其中n＝3的固有频率较适张前增加约30％，这说明适张程度合理，如果n＝3的固有频率适张后，只增大10％左右，说明适张程度较轻，但是，如果增大幅度超过40％，锯片“碟形化”一定明显，说明适张过度。
(2)根据经验适张，通过试锯先认定此规格锯片的适张度为合理或最佳，然后测量其固有频率。选择n＝3，或n＝4的固有频率作为标准，以后遇到此规格锯片，按此标准适张即可，误差应在±5％以内。
通常，在测定了圆锯片的固有频率之前或之后就可以测定圆锯片任一半径圆周方向的横向变形量，或端面跳动量。
在圆锯片已经固定在支撑轴上时，支撑轴通常是可以旋转的，将接触式位移传感器设置在相对于圆锯片中心一定半径，并且与锯片端接触，在此实施例中，接触式位移传感器与圆锯片齿槽底之间的距离大约为10mm。
首先，用接触式位移传感器测量圆锯片的一定半径圆周方向的横向变形量，使圆锯片围绕其中心轴线旋转，在圆锯片的边缘处持续加载，作用力应控制在使锯片在该点的横向变形量不超过锯片厚度的一半之内。并且在力的作用点与接触式位移传感器之间的角位移约90°处，测量圆锯片一周内的横向变形量，该位移传感器采集到的数据传送到抗混频过滤波器，然后将来自滤波器的数据信号传送到A/D转换器进行数据处理，经过处理的数据又被送到单片机，单片机将经过进一步处理的数据送往LED显示器和绘图打印机。LED显示器显示出距离加载点90°位置一周内横向变形量变化幅值。由于采用了映射技术，由绘图打印机打印出圆坐标图形，其显示出一定半径圆周方向一周内的横向变形量。在此实施例中，将一周内的横向变形量变换为半径为35mm放大倍数为10的圆坐标象图上。
图8所示的曲线图中，曲线34表示一定半径圆周方向一周内的横向变形量，它同时说明了圆锯片的适张应力分布均匀情况，其不均匀性最大值为0.672mm。
其次，用接触式位移传感器测量圆锯片一定半径圆周方向一周内的端面跳动量。其检测步骤不对圆锯片施加作用力外，其他步骤与检测圆锯片一定半径圆周方向一周内的横向变形量相同。对于相同的部分不再赘述。
在图8中曲线33表示适张后端面圆跳动量，其最大跳动量为0.508mm。从该图中可见，在左下角120°范围内曲线很平整，其它部分较差。一般都将被测锯片标准规定的端面圆跳动量公差作为衡量该锯片平整性的标准。在此优选的实施例中，按照标准规定，该锯片的端面圆跳动公差为0.5mm。显然，图8中曲线33说明此图锯片的端面圆跳动量稍微超标。
图2—4详细描绘了采用本发明的对圆锯片进行检测的设备构造。该检测设备包括机身1、加力装置2、传动机构、装夹装置和测量显示系统。将绘图打印机7和仪器箱8直接安装在机身1上。在机身1上还设有导轨3，支撑着位移传感器的滑板4可以沿着导轨3滑动。在本发明中，设置了两个滑板4，在这两个滑板4上分别安装了接触式位移传感器15和非接触式位移传感器13。接触式位移传感器15通过传感器支架24与滑板4相连。非接触式位移传感器13借助传感器支架12与滑板4相连。由于传感器可以沿着机身1的导轨3的纵向移动，所以可以调整传感器13和15相对于圆锯盘周边或中心的位置。而且，支架12，24可以转动，并且用定位装置，如螺钉，定位。通常采用接触式位移传感器15检测圆锯片6的一定半径圆周方向的端面圆跳动量和横向变形量。用非接触式位移传感器13检测圆锯片6的固有频率。传感器13和15通过导线与仪器箱8相连接(未图示)。在仪器箱8内有滤波器，A/D转换器，单片机LED显示器以及功能键。
电动机17安装在机身1中。由电动机17驱动传动轮16。传动轮16借助传动带19将动力传递到变速箱18，在此优选的实施例中使用的减速箱18是蜗轮蜗杆减速器。在此实施例中减速箱18输出端轴20的转速为3rpm，在轴20上设置有装夹装置14。圆锯片6借助装夹装置14安装在减速箱18的输出轴20上。装夹装置14由夹盘22，螺母21和设置在输出轴20端部的螺纹23构成。在减速箱18的另一个输出端设有脉冲盘11。在此实施例中，脉冲盘11实际上安装在蜗杆轴的一端。光电管10通过电缆与仪器箱8相连接。在设备运转时，光电管10与脉冲盘11相配合，测量圆锯片的转动角度。
加力装置如图4所示，所述加力装置主要由手柄5、驱动轮30，滑轮23，重锤24，竖轴29、双曲柄连杆机构，圆导轨9和加力杆26构成。手柄5的一端安装在竖轴29上。竖轴29的两端分别可转动地安装在机身1中。在竖轴29上还安装有驱动轮30和曲柄27。牵引绳31的一端固定在驱动轮30上，所述牵引绳31绕过滑轮23后与重锤24相连。滑轮23借助支撑轴安装在机身1中。曲柄27的自由端通过销轴与连杆25相连。连杆25的另一端与曲柄28的自由端相连。曲柄28的另一端与圆导轨29相连。加力杆26的一端安装在圆导轨9上，另一端向外伸出呈悬臂梁。加力杆26可以沿圆导轨上下滑动。并且可以用定位器如螺钉定位。当操作者搬动手柄5时，可以使加力杆26产生一个固定的横向力。施加作用力时，手柄5与挡板22相互配合。内定位装置如销子使手柄5在加力状态下定位。通常，加力杆26的自由端所在的位置是施加作用力的作用点。在此实施例中，加力杆26的自由端非接触式位移传感器的检测点之间的角位移选定在大约90°。
上述实施例仅仅是对本发明中特例的详细描述。以便于专业人员对本发明的检测方法和设备有明确的了解。涉及本发明的构思和请求保护的内容都记载在权利要求书中。
权利要求
1.一种圆锯片适张状态的检测方法，用该方法可以检测记录圆锯片的各阶固有频率，首先用固定装置固定圆锯片，将第一探测头设置在邻近圆锯片的位置，接着在一个确定位置施加冲击力，使圆锯片产生振动，由第一探测头采集圆锯片发出的振动信号，将采集到的振动信号由单片机系统自动进行数据处理，随后绘制出功率谱P(n)或幅频谱V(n)，并从图上读出圆锯片的各阶固有频率，其特征是用上述固有频率直接反映圆锯片的适张程度，该第二探头设置在相对于圆锯片中心一定半径处并与锯片表面接触，使圆锯片围绕其中心轴线旋转，由第二探测头采集圆锯片的一定半径圆周方向在加载情况下一周的横向变形量并采集圆锯片一周内的端面跳动量的数据，接着对采集到的数据进行处理，采用映射技术将一定半径圆周方向一转内的横向变形量或端面圆跳动量变换为半径为R，放大倍数为K的直观显示的圆坐标象图。
2.按照权利要求1所述的检测方法，其特征是在圆锯片适张前或适张后重复执行上述检测步骤，分别测出各阶模态n＝0、1、2…6的固有频率，接着分别测出从圆锯片齿槽底向内大约5—15毫米处一周内范围的端面圆跳动量和加载情况下的横向变形量。
3.按照权利要求1或2所述的检测方法，其特征是在测量圆锯片的一定半径圆周方向的横向变形量时要对锯片加载，其作用力的方向与圆锯片的轴线方向大致平行。
4.按照权利要求3所述的检测方法，其特征是对圆锯片加载时，作用力的作用点与探测头之间的角位移大约为60°—120°。
5.按照权利要求1所述的检测方法，其特征是所述冲击力的作用点距离第一探测头的角位移大约180°。
6.按照权利要求2所述的检测方法，其特征是在重复执行了检测步骤得出圆锯片各阶模态n＝0，1，2…6的固有频率后，执行对适张状态前后的同一阶模态的固有频率进行比较的步骤。
7.按照权利要求6所述的检测方法，其特征是；在执行固有频率比较步骤的过程中，圆锯片在模态n＝3，夹持比0.26—0.46条件下，合理适张后的固有频率应该比适张状态前增加20—40％。
8.一种实施权利要求1—7所述检测方法的设备，其包括机械传动装置，装夹装置、探测头、滤波器、A/D转换器，单片机系统、绘图打印机和光电脉冲装置，通过装夹装置将圆锯片固定在转动轴上，用小锤向圆锯片施加冲击力，由第一探测头采集圆锯片发出的振动信号，通过电缆将采集到的振动信号传递到滤波器，通过滤波器的振动信号被传送A/D转换器进行数据转换，并将转换后的信号送至单片机系统进行数据处理，其特征是设有第二探测头，用第二探测头测量圆锯片的一定半径圆周方向的横向变形量或端面圆跳动量，通过电缆将第二探测头采集到的圆锯片一定半径圆周方向的横向变形量或端面跳动量的数据信号传递到滤波器，通过滤波器的数据信号被传送到A/D转换器进行数据转换，将转换后的数据传送到单片机，分别来自第一和第二探测头的数据通过单片机的进一步处理后，由绘图打印机分别得到功率谱及幅频谱的谱图，端面圆跳动象图和圆锯片受力作用下一定半径圆周方向的横向变形量的象图。
9.按照权利要求8所述的检测设备，其特征是所述机械传动装置包括电动机(17)，由电动机(17)驱动的传动轮(16)，传动轮(16)通过传动带(19)将动力传递到变速箱(18)，圆锯片(6)由装夹装置(14)固定安装在变速箱(18)输出端的转动轴(20)上；所述装夹装置(14)由夹盘(22)，螺母(21)和转动轴(20)端部的螺纹(23)构成。
10.按照权利要求8所述的检测设备，其特征是第一探测头是非接触式位移传感器(13)，该传感器(13)支撑在传感器支架(12)上，传感器支架(12)可以沿着导轨(3)移动，以便可以调整非接触式位移传感器(13)在邻近圆锯片(6)的端面相对于圆锯片(6)的中心轴线的距离；第二探测头是接触式位移传感器(15)，该传感器(15)安装在传感器支架(24)上，传感器支架(24)可以沿着导轨(3)移动。
11.按照权利要求8所述的检测装置，其特征是加力装置包括加力杆(26)，圆导轨(9)，加力杆(26)安装在圆导轨(9)上，并可以沿着圆导轨(9)移动，而且可以在圆导轨(9)的适当位置定位；圆导轨(9)的一端连接双曲柄连杆机构中的曲柄(28)，曲柄(28)的自由端连接连杆(25)的一端，连杆(25)的另一端与曲柄(27)的自由端相连接，曲柄(27)可转动地安装在竖轴(29)上，在竖轴(29)的一端设有加力手柄(5)和转动轮(30)，牵引绳(31)的一端固定在转动轮(30)上，牵引绳(31)绕过滑轮(23)，在牵引绳(31)的另一端设有重锤(24)，手柄(5)可以在挡板(22)处在加载状态下定位。
12.按照权利要求8所述的检测设备，其特征是所述光电脉冲装置包括光电管(10)和脉冲盘(11)。
全文摘要
本发明公开了一种圆锯片适张状态的检测方法和设备。采用该方法可以通过检测记录到的锯片各阶固有频率、锯片一定半径圆周方向加载情况下的横向变形量(对应于刚度)以及锯片的端面圆跳动量这三个参量来全面反映一个锯片的适张状态，即适张程度、适张应力分布均匀性和锯片的平整性。该方法运用单片机技术，在直角坐标系上给出锯片的功率谱P(n)或幅频谱V(n)；用映射技术将所测锯片在加载情况下一周内的横向变形量和锯片的端面圆跳动量变换成半径为R、放大倍数为K的圆坐标象图。本发明的检测设备包括机械传动装置、装夹装置、加力装置、传感器、滤波器、A/D转换器、单片机系统、LED显示器和绘图打印机。
文档编号G01H1/06GK1116297SQ94108038
公开日1996年2月7日 申请日期1994年8月5日 优先权日1994年8月5日
发明者习宝田, 撒潮, 路鹏程, 黄箭波, 陈欣 申请人:北京林业大学