[發(fā)明專利]離心式土壤切向粘附摩擦力測試裝置及其測試計算方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710360053.8 | 申請日： | 2017-05-20 |
| 公開（公告）號： | CN106996844B | 公開（公告）日： | 2020-04-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李俊偉;馬云海;王慧鑫;禹江濤;周志剛;毛春昱;石要武;端木令堅 | 申請（專利權(quán)）人： | 吉林大學(xué) |
| 主分類號： | G01L5/00 | 分類號： | G01L5/00 |
| 代理公司： | 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103 | 代理人： | 張建成 |
| 地址： | 130012 吉*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 離心 土壤 粘附 摩擦力 測試 裝置 及其 計算方法 | ||
本發(fā)明公開了一種離心式土壤切向粘附摩擦力測試裝置及其測試計算方法，是由均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤、最小單片機(jī)系統(tǒng)、連接鍵、調(diào)速電機(jī)、電機(jī)固定架和固定螺栓組成，最小單片機(jī)系統(tǒng)固定設(shè)置在均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤上，均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤通過連接鍵固定設(shè)置在調(diào)速電機(jī)上端，調(diào)速電機(jī)固定設(shè)置在電機(jī)固定架上，固定架固定在工作臺面上；本發(fā)明實現(xiàn)記錄土壤從觸土試件上沿著圓周運動的切向方向脫離觸土試件狀態(tài)的方法，利用單片機(jī)測量濕粘土上、下兩端之間的電流，通過記錄土壤從觸土部件脫離時電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可依據(jù)切向粘附摩擦力計算公式計算出被測土壤與觸土試件之間的切向粘附摩擦力；本發(fā)明可以實現(xiàn)對不同性質(zhì)、參數(shù)的土壤與不同觸土材料之間的切向粘附摩擦力的測試。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離心式土壤切向粘附摩擦力測試裝置及其測試計算方法。
背景技術(shù)
在日常生活與工作中，特別是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工程施工過程中，當(dāng)土壤與地面機(jī)械觸土部件間沿接觸面切線方向發(fā)生相對移動時，即土壤沿著機(jī)具觸土部件表面移動時，如土壤沿犁壁、推土板、挖掘機(jī)鏟斗、鏟運機(jī)貨斗等觸土面移動；或機(jī)具觸土部件表面沿土壤移動時，如開溝器、犁底、鋤、鐵鍬等沿土壤移動，土壤對機(jī)具觸土部件的粘附阻力即為土壤對機(jī)具的切向粘附摩擦力。在土壤粘附的影響下，地面機(jī)械通過性能降低，工作阻力增大，能耗增大，生產(chǎn)效率降低，同時也加重了觸土部件工作表面的磨損，降低部件的壽命，因此很有必要開發(fā)有效的減粘脫附技術(shù)及方法及其粘附摩擦力的測試與分析方法，特別是切向粘附摩擦力的測試與分析方法。
由于土壤粘附的復(fù)雜性與多變性，目前國內(nèi)外對土壤與觸土固體材料之間的粘附力測試裝置主要集中在法向粘附力的測試；
比如專利號CN202735231U，CN205352913U，CN1051978A涉及的三種土壤粘附力測試裝置均為法向方向的粘附力測試，而對于切向方向的土壤粘附摩擦力測試裝置及其實用的測試方法暫無。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有的土壤粘附力測試裝置均為法向方向的粘附力測試，缺少對切向方向的粘附摩擦力測試裝置及其實用的分析方法等問題，而提供一種離心式土壤切向粘附摩擦力測試裝置及其測試計算方法。
本發(fā)明之一種離心式土壤切向粘附摩擦力測試裝置，是由均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤、最小單片機(jī)系統(tǒng)、連接鍵、調(diào)速電機(jī)、電機(jī)固定架和固定螺栓組成，最小單片機(jī)系統(tǒng)固定設(shè)置在均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤上，均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤通過連接鍵固定設(shè)置在調(diào)速電機(jī)上端，調(diào)速電機(jī)固定設(shè)置在電機(jī)固定架上，電機(jī)固定架通過固定螺栓固定在工作臺面上；
所述均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤上設(shè)置有兩根漆包導(dǎo)線、觸土試件安放槽和單片機(jī)安放槽，一根漆包導(dǎo)線的一端連接最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端，另一端連接在觸土試件上端，另一根漆包導(dǎo)線的一端連接在最小單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端，另一端連接在被測土壤上端，單片機(jī)安放槽設(shè)置在均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤中心處，觸土試件安放槽設(shè)置在均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤邊緣處，觸土試件安放槽的厚度小于均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤厚度；
所述均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤的材料為有機(jī)玻璃或者鋼制品；
所述單片機(jī)安放槽設(shè)置在調(diào)速電機(jī)軸桿與均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤中心孔的固定處，所述單片機(jī)安放槽為矩形；
所述的調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍上限為10000r/min；
一種離心式土壤切向粘附摩擦力的測試計算方法，具體步驟如下：
一、設(shè)定均質(zhì)旋轉(zhuǎn)圓盤的半徑為R0，其中0.1m＜R0＜1m，厚度為h0，其中0＜h0＜0.05m，單片機(jī)安放槽長寬范圍為l1＜0.04m,b1＜0.04m，深度h1＜0.01m；
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