禽蛋靜摩擦係數測定裝置及測定方法
2023-11-09 20:09:42 1
專利名稱：禽蛋靜摩擦係數測定裝置及測定方法
技術領域：
本發明屬於食品物料力學特性檢測技術，具體涉及一種禽蛋摩擦力學特性的測定裝置及測定方法，尤其涉及禽蛋靜摩擦係數的測定裝置及測定方法。
背景技術：
禽蛋摩擦係數是禽蛋分選分級處理中動力學分析的重要基本特性參數，禽蛋與其接觸的工作部件之間的摩擦特性直接影響到工作裝置的性能。例如在禽蛋大小頭自動定向排列處理中，禽蛋在支撐輥子作用的靜摩擦力驅動下作沿支撐輥子軸向移動的分列運動，以及在翻轉定向區域禽蛋在限位導向杆和支撐輥子及其靜摩擦力的作用下實現翻轉，使禽蛋完成大小頭自動定向排列。程紅勝等研究了荔枝果殼靜摩擦係數測量(程紅勝等.荔枝果殼摩擦係數測量試驗研究[J].延邊大學農學學報，2009，31 (3):209-213.)，為了克服帶殼荔枝在測量裝置斜面板上下滑動時的翻轉，採用取荔枝果殼並剪裁後粘貼在滑塊上製成試樣，試樣製作比較麻煩，而且改變了荔枝果殼與接觸材料的接觸狀況，該測量裝置和測量方法對易翻轉帶殼件的試樣不適用。牟光輝等研究了林木種子靜摩擦係數的測量(牟光輝等.林木種子靜摩擦係數的實驗研究[J].東北林業大學學報，1994，2 (2):37-40.)，為了測量種子群體的靜摩擦係數，採用無底盒裝種子，但無底盒盒框底面與待測平板工作面的易接觸問題不易解決，而且對易碎、大粒徑的禽蛋也不適用。目前，在禽蛋靜摩擦係數測定方面，國內外未見相關文獻報導。
發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單、操作容易和適用性強的禽蛋靜摩擦係數測定裝置及測定方法。為實現上述目的，本發明禽蛋靜摩擦係數測定裝置採用的技術方案是:包括一個底座，底座通過第一轉動軸轉動聯接支撐輥子支架的左端，支撐輥子支架的右端是活動端，該活動端的下方連接螺旋升降器；支撐輥子支架的上表面上設有兩個等直徑、相互間隔平行、軸向從左到右的支撐輥子；支撐輥子支架的正面前側設置由測量杆、基準杆和第二轉動軸組成的數顯角度測量儀，測量杆左端和基準杆左端通過第二轉動軸連接，測量杆與支撐輥子支架的正面固定聯接，基準杆底面與底座上表面固定聯接，第二轉動軸與第一轉動軸同軸。本發明禽蛋靜摩擦係數測定方法採用的技術方案是具有如下步驟:I)將禽蛋長軸徑端點粘接後作為一個試樣放入兩個支撐輥子之間，手動驅動螺旋升降器，使支撐輥子支架繞第一轉動軸轉動，改變支撐輥子支架的傾斜角度，數顯角度測量儀的測量杆隨支撐輥子支架旋轉，當禽蛋有滑動傾向時，停止驅動螺旋升降器，2)由數顯角度測量儀讀出支撐輥子支架底面與底座上表面之間形成的傾斜角度Φ ；3)對每個試樣重複步驟I)和步驟2)，求得傾斜角度Φ的平均值g ；4)根據公式/ = tan &求得禽蛋與支撐輥子之間的靜摩擦係數/。本發明採用上述技術方案後具有以下優點:
1、本發明利用數顯角度測量儀、螺旋升降器，使測定裝置操作簡易、整體結構簡單。2、本發明利用2個(或多個)長軸徑端點粘接的禽蛋組成一個整體，並用圓柱支撐輥子支撐，克服了在支撐面傾斜時的禽蛋繞長周徑和短周徑的滾動。3、本發明支撐輥子材料可換、直徑及中心距可調整，使禽蛋與支撐輥子的接觸狀況真實，更能準確表徵禽蛋與支撐輥子之間的靜摩擦係數。4、本發明可以通過改變支撐輥子的材質和加工質量，實現禽蛋和不規則球體以及球體物料等試樣與不同材料之間的靜摩擦係數測定。5、本發明不僅適用各種禽蛋還適用於其它不規則球體以及球體物料，為禽蛋和不規則球體以及球體物料分選分級處理過程中的動力學分析提供重要特性參數靜摩擦係數，為禽蛋蛋和不規則球體以及球體物料表面質量分析提供評價參數。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明；
圖1是本發明的禽蛋靜摩擦係數測定裝置示意圖的主視 圖2是圖1的俯視 圖中:1.底座；2.支撐輥子支架；3.支撐輥子；4.螺旋升降器；5.禽蛋；6.數顯角度測量儀支架中間杆；8.自由轉動輪；9.數顯角度測量儀的測量杆；10.數顯角度測量儀基準杆；11.數顯角度測量儀的轉動軸；12.數顯角度測量儀的水平校正水泡(附屬基準杆)13.支撐輥子支架的轉動軸，
具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發明禽蛋靜摩擦係數測定裝置的底部是底座1，支撐輥子支架2的左端與底座I通過轉動軸13轉動聯接，支撐輥子支架2的右端是活動端。在支撐輥子支架2的前後中間位置設置一個與支撐輥子支架2固定連接的中間杆7，支撐輥子支架2的上表面上安裝兩個支撐輥子3，兩個支撐輥子3的軸向是從左到右方向，兩個支撐輥子3等直徑，並且間隔一定中心距相互平行。在支撐輥子支架2的左、右兩端開有安裝支撐輥子3的腰形長孔，可以調節兩個支撐輥子3的中心距。數顯角度測量儀6安裝在支撐輥子支架2的正面前側，數顯角度測量儀6由測量杆9、基準杆10和轉動軸11組成，測量杆9的左端和基準杆10的左端用轉動軸11連接在一起，測量杆9與支撐輥子支架2的正面固定聯接在一起，基準杆10的底面與底座I的上表面固定聯接在一起，轉動軸11的軸線與支撐輥子支架2的轉動軸13的軸線重合(即為同軸線)。這樣，在支撐輥子支架2沿轉動軸13旋轉時，數顯角度測量儀6的測量杆9隨支撐輥子支架2旋轉。兩個支撐輥子3之間放置兩枚長軸徑端點粘接的禽蛋5，支撐輥子支架2的右端活動端的中間杆7的下方連接螺旋升降器4，由螺旋升降器4垂直支撐中間杆7，隨著螺旋升降器4螺杆的升降，支撐輥子支架2的傾斜角度Φ大小將改變。在螺旋升降器4的螺杆頂部設置自由轉動輪8，用於平穩地抬起支撐輥子支架2。本發明禽蛋靜摩擦係數測定裝置在測定時，利用數顯角度測量儀6的基準杆10上的水平校正水泡，校正測定裝置使之水平；將一組禽蛋中兩枚(或多枚)長軸徑端點粘接的禽蛋5放入兩個支撐輥子3之間；手動驅動螺旋升降器4，使支撐輥子支架2繞轉動軸13轉動，改變支撐輥子支架2的傾斜角度，當觀察到禽蛋5有滑動傾向時，停止驅動螺旋升降器4，此時支撐輥子支架2的底面與底座I上表面之間形成一個夾角，這個夾角即為數顯角度測量儀6的測量杆9與基準杆10之間的夾角，即為支撐輥子支架2的傾斜角度Φ，該傾斜角度Φ的數值可通過數顯角度測量儀6直接讀出。每個試樣重複放入兩個支撐輥子3之間並且重複測
量相應試樣的支撐輥子支架2的傾斜角度，求得傾斜角度Φ的平均值$。根據靜摩擦係數
/與傾斜角度之間的關係，其計算公式為/ = tan O-即可以求得該組禽蛋5與支撐輥子3之間的靜摩擦係數。下面通過3個實施例對本發明的測定方法再作詳細說明:
實施例1
取草雞蛋100枚，用粘結劑對長軸徑端點進行粘接，組合成50對草雞蛋，將50對草雞蛋分別放入兩個支撐輥子3之間，支撐輥子3以1010型尼龍製作；手驅動螺旋升降器4，使支撐輥支架2向上轉動，改變支撐輥子支架2的傾斜角度，當觀察到草雞蛋有滑動傾向時，停止驅動螺旋升降器4，並通過數顯角度測量儀6讀出此時支撐輥子支架2的傾斜角度Φ
的數值；每對試樣重複操作3次，50對草雞蛋共重複150次，求得傾斜角度Φ的平均值$
為29.6±2.6° ;根據靜摩 擦係數/與傾斜角度Φ之間的關係，其計算公式為/ZZtail^,
即可以求得10對草雞蛋與支撐輥子3之間的靜摩擦係數/為0.57±0.06。實施例2
取洋雞蛋100枚，用粘結劑對長軸徑端點進行粘接，組合成50對洋雞蛋，將50對洋雞蛋分別放入兩個支撐輥子3之間，支撐輥子3以1010型尼龍製作；手驅動螺旋升降器4，使支撐輥子支架2向上轉動，改變支撐輥子支架2的傾斜角度，當觀察到洋雞蛋有滑動傾向時，停止驅動螺旋升降器4，並通過數顯角度測量儀6讀出此時支撐輥子支架2的傾斜角度Φ的數值；然後每對試樣重複操作3次，50對洋雞蛋共重複150次，求得傾斜角度Φ的
平均值g為27.6±2.2° ;根據靜摩擦係數/與傾斜角度0之間的關係，其計算公式為
/ = tail O-即可以求得10對洋雞蛋與支撐輥子3之間的靜摩擦係數/為0.52 + 0.05。實施例3
取鴨蛋100枚，用粘結劑對長軸徑端點進行粘接，組合成50對鴨蛋，將50對鴨蛋5分別放入兩個支撐輥子3之間，支撐輥子3以1010型尼龍製作；手驅動螺旋升降器4，使支撐輥子3的支架2向上轉動，改變支撐輥子支架2的傾斜角度，當觀察到鴨蛋有滑動傾向時，停止驅動螺旋升降器4，並通過數顯角度測量儀6讀出此時支撐輥子支架2的傾斜角度Φ的數值；每對試樣重複操作3次，50對鴨蛋共重複150次，求得傾斜角度Φ的平均值&為
20.2±3.1° ;根據靜摩擦係數/與傾斜角度Φ之間的關係，其計算公式為Jr = tan P,即可以求得10對鴨蛋與支撐輥子3之間的靜摩擦係數/為0.37±0.06。
權利要求
1.一種禽蛋靜摩擦係數測定裝置，包括一個底座(I)，其特徵是:底座(I)通過第一轉動軸(13)轉動聯接支撐輥子支架(2)的左端，支撐輥子支架(2)的右端是活動端，該活動端的下方連接螺旋升降器(4);支撐輥子支架(2)的上表面上設有兩個等直徑、相互間隔平行、軸向從左到右的支撐輥子(3);支撐輥子支架(2)的正面前側設置，由測量杆(9)、基準杆(10)和第二轉動軸(11)組成的數顯角度測量儀(6)，測量杆(9)左端和基準杆(10)左端通過第二轉動軸(11)連接，測量杆(9)與支撐輥子支架(2)的正面固定聯接，基準杆(10)底面與底座(I)上表面固定聯接，第二轉動軸(11)與第一轉動軸(13 )同軸。
2.根據權利要求1所述的一種禽蛋靜摩擦係數測定裝置，其特徵是:在支撐輥子支架(2)的前後中間位置設置一個與支撐輥子支架(2)固定連接的中間杆(7)，中間杆(7)的下方連接螺旋升降器(4)。
3.根據權利要求1所述的一種禽蛋靜摩擦係數測定裝置，其特徵是:螺旋升降器(4)的螺杆頂部設置轉動輪(8)。
4.根據權利要求1所述的一種禽蛋靜摩擦係數測定裝置，其特徵是:支撐輥子支架(2)的左、右兩端開有可調節兩個支撐輥子(3)間中心距的腰形長孔。
5.一種如權利要求1所述禽蛋靜摩擦係數測定裝置的測定方法，其特徵是包括如下步驟: 1)將禽蛋長軸徑端點粘接後作為一個試樣放入兩個支撐輥子(3)之間，手動驅動螺旋升降器(4)，使支撐輥子支架(2)繞第一轉動軸(13)轉動，改變支撐輥子支架(2)的傾斜角度，測量杆(9)隨支撐輥子支架(2)旋轉，當禽蛋有滑動傾向時，停止驅動螺旋升降器(4)； 2)由數顯角度測量儀(6)讀出支撐輥子支架(2)底面與底座(I)上表面之間形成的傾斜角度Φ ; 3)對每個試樣重複步驟I)和步驟2)，求得傾斜角度Φ的平均值$； 4)根據公式/= tail &求得禽蛋與支撐輥子(3)之間的靜摩擦係數/。
全文摘要
本發明公開一種禽蛋靜摩擦係數測定裝置及測定方法，底座通過第一轉動軸轉動聯接支撐輥子支架的左端，支撐輥子支架的右端下方連接螺旋升降器；支撐輥子支架的上表面上設有兩個支撐輥子；支撐輥子支架的正面前側設置由測量杆、基準杆和第二轉動軸組成的數顯角度測量儀；手動驅動螺旋升降器，改變支撐輥子支架的傾斜角度，當禽蛋有滑動傾向時，停止驅動螺旋升降器，由數顯角度測量儀讀出支撐輥子支架底面與底座上表面之間形成的傾斜角度；對每個試樣重複後求得傾斜角度的平均值；根據公式求得禽蛋與支撐輥子之間的靜摩擦係數f；通過改變支撐輥子的材質和加工質量，可實現禽蛋和不規則球體以及球體物料等試樣與不同材料之間的靜摩擦係數測定。
文檔編號G01N19/02GK103091245SQ201210544968
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者姜松 申請人:江蘇大學