密集顆粒體摩擦測試儀的製作方法

2023-05-04 10:51:41 1

專利名稱：密集顆粒體摩擦測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種摩擦測試裝置，更具體地說是一種針對密集顆粒體的摩擦測試儀。
背景技術：
當前，摩擦測試儀都是針對固體材料，在點接觸、線接觸或面接觸條件下，對相關摩擦學參數進行測量。溫詩鑄院士在中國機械工程學會摩擦學分會成立25周年時總結《我國摩擦學研究的現狀與發展》(機械工程學報，2004，40(11) 1-6.)時指出顆粒摩擦學研究應用於粉末冶金、陶瓷等的成型工藝，以及顆粒物質(如糧食、煤粉等)堆積和輸送，水土流失、海岸和提壩建設等，從摩擦學角度來看，該研究尚屬空白。而針對顆粒物質的摩擦學特性研究，目前國際上還沒有標準化的實驗儀器與方法。

實用新型內容本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處提供一種密集顆粒體摩擦測試儀，以其實現對顆粒物質摩擦學特性的測量。本實用新型為解決技術問題採用如下技術方案本實用新型密集顆粒體摩擦測試儀的特點是其結構設置包括有一導軌平移臺和一顆粒物容置槽共同設置在底座上，導軌平移臺在所述底座上可直線往復移動；—基座固定在導軌平移臺上，並可隨導軌平移臺移動；一水平測量臂以其前端與豎直測量臂通過一直角連接件固定連接；一用於切向阻力測量的扭矩傳感器固定設置在基座上，所述扭矩傳感器的頂端與水平測量臂中部以鉸接結構進行連接，形成扭矩傳感器對所述水平測量臂的支撐；一用於測量法向承載力的拉壓力傳感器呈豎直設置在所述水平測量臂的末端，所述拉壓力傳感器的底端抵與所述基座的表面；一試板連接在豎直測量臂的底端，所述試板置於顆粒物容置槽內、試板可以與槽內顆粒體相接觸。本實用新型密集顆粒體摩擦測試儀的特點也在於設置所述扭矩傳感器的頂端與水平測量臂的中部的鉸接結構為由扭矩傳感器鉸接塊和水平測量臂中部鉸接塊通過貫穿其間的轉軸連接構成；在所述水平測量臂中部鉸接塊和扭矩傳感器鉸接塊之間分別設置有向心力軸承和平面推力軸承。設置所述試板與豎直測量臂之間為可鎖定角度的鉸接結構。在所述拉壓力傳感器的底部通過一固定支架設置滾輪，拉壓力傳感器與基座之間以滾輪相接觸。與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在本實用新型以導軌平移臺通過水平測量臂和豎直測量臂帶動試板在顆粒物容置槽中移動，使試板與顆粒體形成摩擦，通過設置在相應位置上的拉壓力傳感器和扭矩傳感器分別測得試板在運動過程中所受到的切向阻力及法向支撐力；以此作為傳感信號，傳感信號進一步通過後續的濾波、放大，以及信號分析處理即可獲得有關顆粒體的摩擦性能。

圖1為本實用新型主視結構示意圖；圖2為本實用新型俯視結構示意圖；圖3為本實用新型移動架結構示意圖；圖4為圖3中C向視圖。圖5為圖3中B-B視圖；圖6為圖3中A-A視圖；圖7為圖6中局部放大圖。圖中標號1底座；2導軌平移臺；3基座；4拉壓力傳感器；5水平測量臂；6扭矩傳感器；7豎直測量臂；8試板；9顆粒物容置槽；10顆粒體；11扭矩傳感器鉸接塊；12水平測量臂中部鉸接塊；13水平測量臂法蘭座；14滾輪；15支架；16拉壓力傳感器下連接件；17 拉壓力傳感器連接件；18水平測量臂末端法蘭座；20直角連接件；21豎直測量臂末端法蘭座；22豎直測量臂鉸接塊；23測量端鉸接塊。
具體實施方式
參見圖1、圖2和圖3，本實施例中的測試儀的結構設置包括有—導軌平移臺2和一顆粒物容置槽9共同設置在底座1上，導軌平移臺2在底座 1上可直線往復移動；設置導軌平移臺2的直線往復移動是以電機驅動的絲槓機構為傳動構件。一基座3支承在導軌平移臺2上，並可隨導軌平移臺2移動；一水平測量臂5以其前端與豎直測量臂7通過一直角連接件20固定連接構成移動架；一用於切向阻力測量的扭矩傳感器6固定設置在基座3上，扭矩傳感器6的頂端與水平測量臂5的中部鉸接，形成扭矩傳感器6對水平測量臂6的支撐；一用於測量法向承載力的拉壓力傳感器4呈豎直設置在水平測量臂5的末端，拉壓力傳感器4的底端抵與基座3的表面；一置於顆粒物容置槽9內、可以與顆粒物容置槽9中盛放的顆粒體10相接觸的試板8連接在豎直測量臂7的底端。具體實施中，相應的結構設置也包括有如圖3和圖4所示，試板8通過一個可手動鎖緊角度的鉸鏈機構與豎直測量臂相連，圖中所示的鉸鏈機構由豎直測量臂末端法蘭座21、豎直測量臂鉸接塊22和測量端鉸接塊23構成；該鉸鏈機構中可以設置一角度尺，以便設定試板8的迎角並進行鎖定，該設定的迎角在試板的運動過程中應保持恆定。如圖3和圖5所示，扭矩傳感器6的頂端與水平測量臂5的中部鉸接結構是由扭矩傳感器鉸接塊11和水平測量臂中部鉸接塊12通過貫穿其間的轉軸連接構成，水平測量臂中部鉸接塊12通過水平測量臂法蘭座13與水平測量臂5固定連接；在水平測量臂中部鉸接塊12和扭矩傳感器鉸接塊11之間分別設置有向心力軸承和平面推力軸承。具體如圖 5及圖7所示，是在扭矩傳感器鉸接塊11的兩側分別開有沉孔，兩側沉孔中各安裝一隻第一向心力軸承Ila ；在水平測量臂中部鉸接塊12的內側亦設置有沉孔，沉孔內安裝有第二向心力軸承12a;在第一向心力軸承與第二向心力軸承之間設置平面推力軸承，為了調整水平測量臂中部鉸接塊12與扭矩傳感器鉸接塊11之間的間隙，可以在第一向心力軸承與平面推力軸承之間，以及在第二向心力軸承與平面推力軸承之間分別設置墊片，以使得水平測量臂能在豎直平面內繞轉軸轉動，而在水平面內的位移則直接作用於扭距傳感器。如圖3和圖6所示，在水平測量臂5的末端設置水平測量臂末端法蘭座18，水平測量臂末端法蘭座18的底部通過拉壓力傳感器連接件17固定連接拉壓力傳感器4，在拉壓力傳感器4的底部通過支架15設置一滾輪14，支架15與拉壓力傳感器下連接件16固定連接，使拉壓力傳感器4與導軌平移臺2之間是以滾輪14相接觸，滾輪14可在導軌平移臺2 上滾動，在測量水平方向阻力時，對於扭距傳感器發生的微小應變，水平測量臂轉過一個角度，滾輪隨之滾動，使得拉壓力傳感器不會影響扭距傳感器的測量。同時，在測量法向承載力時，水平測量臂中部的鉸鏈結構也不會干擾拉壓力傳感器的應變。本實用新型可用於可定量研究不同試板以不同的迎角或速度在不同顆粒體中運動時，切向阻力和法向承載力的變化規律。測試中，將被測顆粒體均勻撒入顆粒物容置槽，調整並鎖定試板的迎角，設置電機的控制參數使其具有設定的位移量、運動速度和加速度等運動參數，由電機通過絲槓機構帶動試板隨著豎直測量臂按設定的運動參數在顆粒物容置槽內移動，通過相應設置的信號採集裝置進行信號採集，並通過進一步的信號數據處理即可獲得所需要的關於被測顆粒體的摩擦性能的測試參數。
權利要求1.一種密集顆粒體摩擦測試儀，其特徵是所述測試儀的結構設置包括有一導軌平移臺( 和一顆粒物容置槽(9)共同設置在底座(1)上，導軌平移臺(2)在所述底座(1)上可直線往復移動；一基座(3)固定在導軌平移臺(2)上，並可隨導軌平移臺(2)移動；一水平測量臂(5)以其前端與豎直測量臂(7)通過一直角連接件00)固定連接；一用於切向阻力測量的扭矩傳感器(6)固定設置在基座(3)上，所述扭矩傳感器(6) 的頂端與水平測量臂(5)的中部以鉸接結構進行連接，形成扭矩傳感器(6)對所述水平測量臂(5)的支撐；一用於測量法向承載力的拉壓力傳感器(4)呈豎直設置在所述水平測量臂(5)的末端，所述拉壓力傳感器(4)的底端抵與所述基座(3)的表面；一試板(8)連接在豎直測量臂(7)的底端，所述試板(8)置於顆粒物容置槽(9)內、試板⑶可以與槽內顆粒體(10)相接觸。
2.根據權利要求1所述的密集顆粒體摩擦測試儀，其特徵是設置所述扭矩傳感器(6) 的頂端與水平測量臂(5)的中部的鉸接結構為由扭矩傳感器鉸接塊(11)和水平測量臂中部鉸接塊(1 通過貫穿其間的轉軸連接構成；在所述水平測量臂中部鉸接塊(12)和扭矩傳感器鉸接塊(11)之間分別設置有向心力軸承和平面推力軸承。
3.根據權利要求1所述的密集顆粒體摩擦測試儀，其特徵是設置所述試板(8)與豎直測量臂(7)之間為可鎖定角度的鉸接結構。
4.根據權利要求1所述的密集顆粒體摩擦測試儀，其特徵是在所述拉壓力傳感器(4) 的底部通過一固定支架(1 設置滾輪(14)，拉壓力傳感器(4)與基座C3)之間以滾輪(14) 相接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種密集顆粒體摩擦測試儀，其特徵是導軌平移臺和一顆粒物容置槽共同設置在底座上，導軌平移臺在底座上可直線往復移動；基座支承在導軌平移臺上，並可隨導軌平移臺移動；水平測量臂以其前端與豎直測量臂固定連接；扭矩傳感器固定設置在基座上，扭矩傳感器的頂端與水平測量臂的中部以鉸接結構進行連接；拉壓力傳感器呈豎直設置在水平測量臂的末端，拉壓力傳感器的底端抵與基座的表面；試板連接在豎直測量臂的底端，置於顆粒物容置槽內、可以與槽內顆粒體相接觸。本實用新型用於顆粒物質與表面的摩擦特性測量。
文檔編號G01N19/02GK201993306SQ20112009626
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者劉焜, 張伯平, 王偉, 趙明 申請人:合肥工業大學