CN108844894A - 动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法 - Google Patents

动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108844894A
CN108844894A CN201811051404.8A CN201811051404A CN108844894A CN 108844894 A CN108844894 A CN 108844894A CN 201811051404 A CN201811051404 A CN 201811051404A CN 108844894 A CN108844894 A CN 108844894A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
sensor
friction coefficient
dynamic friction
connecting portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811051404.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108844894B (zh
Inventor
郑光
许强
彭双麒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Univeristy of Technology
Original Assignee
Chengdu Univeristy of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Univeristy of Technology filed Critical Chengdu Univeristy of Technology
Priority to CN201811051404.8A priority Critical patent/CN108844894B/zh
Publication of CN108844894A publication Critical patent/CN108844894A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108844894B publication Critical patent/CN108844894B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/02Measuring coefficient of friction between materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法,涉及散粒体摩擦系数测量技术领域。该动摩擦系数仪包括筒体组件、转子组件、第一传感器、第二传感器以及控制器。筒体组件由多个筒扇依次拼接而成,相邻两个筒扇的连接处具有调节部,第一传感器设置于调节部,转子组件可转动的设置于筒体组件的空腔,且包括分隔板,分隔板与所述筒体组件的内壁之间具有摩擦间隙,第二传感器固定设置于转子组件的驱动端。转子组件、第一传感器以及第二传感器分别与控制器电连接。该动摩擦系数仪设计合理、结构简单,测量方便,考虑了颗粒材料内部颗粒的自转和相对运动,能够更加真实的反映颗粒材料与筒壁之间的动摩擦系数。

Description

动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法
技术领域
本发明涉及散粒体摩擦系数测量技术领域,具体而言,涉及一种动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法。
背景技术
散粒体不同于固体材料,其具有复杂的力学特性,且内部力链骨架的分布受到多种因素的影响,例如:颗粒间的摩擦系数、颗粒材料的厚度等。此外,在运动过程中,内部的颗粒之间也在做相对运动,例如:颗粒间的相对转动和剪切平移。
这造成散粒体在运动过程中的动摩擦系数难以用常规方法进行测定。同时,现有的散粒体的物理和力学理论尚不完善,没有现成的摩擦系数理论解析公式进行计算。
如何设计一种测量散粒体与圆筒壁之间动摩擦系数的装置,有利于准确、便捷的获得散粒体与不同粗糙度的固体材料之间的动摩擦系数是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法,兼顾散粒体材料与筒壁之间的摩擦,和散粒体相互之间的相互运动,真实反映散粒体材料与筒壁的粗糙度材料间的动摩擦系数,动摩擦系数仪结构简单,操作方便,测量结果准确。
本发明的实施例是这样实现的:
基于上述目的,本发明的实施例提供了一种动摩擦系数仪,包括筒体组件、转子组件、第一传感器、第二传感器以及控制器;
所述筒体组件由多个筒扇依次拼接而成,相邻两个所述筒扇的连接处具有调节部,所述第一传感器设置于所述调节部,所述转子组件可转动的设置于所述筒体组件的空腔,且包括分隔板,所述分隔板与所述筒体组件的内壁之间具有摩擦间隙,所述第二传感器固定设置于所述转子组件的驱动端;
所述转子组件、所述第一传感器以及所述第二传感器分别与所述控制器电连接。
另外,根据本发明的实施例提供的动摩擦系数仪,还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的可选实施例中,全部所述筒扇的参数尺寸和圆心角均相同,每个所述筒扇沿圆弧方向均包括位于两端的第一连接部和第二连接部,相邻两个所述筒扇分别为第一扇体和第二扇体,所述第一扇体的所述第一连接部与所述第二扇体的所述第二连接部配合;
所述第一连接部和所述第二连接部间隔设置有所述调节部,所述调节部包括相互配合的调节插槽和调节插头,所述调节插槽开设于所述第一连接部,所述调节插头设置于所述第二连接部。
在本发明的可选实施例中,所述第一连接部和所述第二连接部还包括插接部,所述插接部与所述调节部交错设置,所述插接部包括相互配合的插槽和导向插头,所述插槽开设于所述第一连接部,所述导向插头设置于所述第二连接部。
在本发明的可选实施例中,所述调节插槽包括侧壁和槽口,所述侧壁设置有锯齿状齿刻,每个所述齿刻均朝向所述槽口延伸,所述调节插头的侧壁设置有与所述调节插槽相匹配的齿牙。
在本发明的可选实施例中,所述调节部位于每个所述筒扇沿轴向的中间位置和两端位置,每个所述中间位置对应设置有第一传感器;
所述第一传感器的数量和所述筒扇的数量相同,全部所述第一传感器一一对应的设置于所述调节插头的靠近所述第二连接部的一端。
在本发明的可选实施例中,所述筒体组件还包括顶壁和底壁,所述顶壁、所述底壁以及所述筒扇围合成封闭的空腔;
所述转子组件还包括转轴,所述分隔板数量为多个,全部所述分隔板沿轴向固定设置于所述转轴,且相邻两个所述分隔板之间的夹角相等,每个所述分隔板的一端与所述顶壁贴合,另一端与所述底壁贴合,所述转轴穿设于所述底壁且与所述第二传感器固定连接。
在本发明的可选实施例中,所述空腔内用于填充散粒体,所述筒体组件的内壁半径与所述分隔板沿径向长度之差大于或者等于所述散粒体的最大粒径。
在本发明的可选实施例中,所述动摩擦系数仪还包括基体和电机,所述电机固定设置于所述基体,且包括动力输出轴,所述动力输出轴与所述转轴固定连接,所述第二传感器位于所述转轴与所述动力输出轴之间,所述筒体组件可拆卸的设置于所述基体的固定台,所述控制器设置于所述基体内。
本发明提供了一种测量散粒体动摩擦系数的方法,包括:
准备步骤:将摩擦面材料粘贴到筒壁,再将散粒体填充于筒体组件的空腔至填充满;
调节步骤:调节相邻两个筒扇之间的调节部,使第一传感器产生拉应力且传输至控制器,然后将顶壁与筒扇围成的壳体拧紧固定;
旋转步骤:启动电机,转轴带动分隔板匀速转动,实现散粒体与筒体组件的摩擦面接触,第二传感器检测到弯矩且传输至控制器。
在本发明的可选实施例中,根据径向轴颈的摩擦力矩公式: Mf=2πPr2f;和
作用于单元体筒壁上内力的合力公式:
动摩擦系数公式:
其中:M—电机转动弯矩,D—筒径(内径加桶壁厚度),R—薄壁筒内径,σθ—环向拉应力,S—薄壁筒壁厚;
所述方法还包括:
测量步骤:分别测量D、R、S的数据,并录入控制器。
本发明实施例的有益效果是:通过考虑滑坡碎屑流的运动特征,建立了较精确的坡-碎屑流的最大运动距离计算方法,也是判断坡-碎屑流最大危险范围的计算方法。无需滑坡-碎屑流发生的大量历史观测数据,就能够对滑坡-碎屑流的危险范围进行判断,极大的提高了防灾适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的动摩擦系数仪的结构示意图;
图2为图1中筒体组件的结构示意图;
图3为图2中Ⅰ-Ⅰ处的截面剖视图;
图4为图2中Ⅱ-Ⅱ处的截面剖视图;
图5为图3中A处的局部放大图;
图6为图4中B处的局部放大图;
图7为图1中转子组件的结构示意图;
图8为径向轴颈的摩擦受力图;
图9为薄壁圆筒内压受力图。
图标:1-动摩擦系数仪;2-基体;3-筒体组件;4-筒扇;5-第一连接部;6-第二连接部;7-调节部;8-插接部;9-调节插槽;10-调节插头;11-U 型槽;12-导向插头;13-顶壁;14-转子组件;15-转轴;16-分隔板;17- 第一传感器;18-第二传感器;19-电机;20-固定立柱;21-固定圈。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
图1为本实施例提供的动摩擦系数仪1的结构示意图,请参照图1所示。该动摩擦系数仪1是用于通过试验获得摩擦系数计算公式中的弯矩参数和环向拉应力参数。
如图1所示,本实施例1提供的动摩擦系数仪1包括基体2、筒体组件 3、转子组件14、第一传感器17、第二传感器18以及控制器。基体2为工作台,筒体组件3可拆卸的设置于工作台上,转子组件14可转动的设置于工作台,且转子组件14中的分隔板16位于筒体组件3内,能够相对筒体组件3转动,在筒体组件3上设置有第一传感器17,用于检测环向拉应力,在转子组件14的驱动端设置有第二传感器18,用于检测弯矩,控制器分别和第一传感器17、第二传感器18以及转子组件14电连接,将检测到的数据传递至控制器的显示屏进行显示,方便使用者直接获取。
下面对该动摩擦系数仪1的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。
图2为筒体组件3的结构示意图,请参照图2所示。
筒体组件3由多个筒扇4依次拼接而成,相邻两个筒扇4的连接处拼接或插接相连,从而将多个筒扇4连接形成圆筒状结构。每个筒扇4沿圆弧方向均包括位于两端的第一连接部5和第二连接部6,第一连接部5位于筒扇4的一侧,用于和其第一侧相邻的筒扇4连接,第二连接部6位于筒扇4的另一侧,用于和其第二侧相邻的筒扇4连接。
可选的,考虑到试验获得的环向拉应力的准确度,全部筒扇4的参数尺寸和圆心角均相同,即全部筒扇4的半径、圆心角、弦长、高度尺寸均相等。例如筒扇4的数量为N个,则每个筒扇4的圆心角为360°/N,一个圆筒被N等份。定义相邻两个筒扇4分别为第一扇体和第二扇体,在连接时,则第一扇体的第一连接部5和第二扇体的第二连接部6配合连接。连接完成后,筒体组件3内用于装满散粒体,要满足散粒体不会漏出。
具体的,相邻两个筒扇4的连接处设置有调节部7,调节部7位于连接处的上、中、下三处位置,即第一扇体的第一连接部5和第二扇体的第二连接部6配合连接后,两端和中间位置为可调节的插接,也就是调节部7,其余位置为普通的插接部8。插接部8包括相互配合的插槽和导向插头12,插槽开设于第一连接部5,导向插头12设置于第二连接部6;调节部7包括相互配合的调节插槽9和调节插头10,且第一连接部5开设有调节插槽 9,第二连接部6设置有调节插头10,从而实现插接部8为普通插接关系,且不受力,调节部7为插接深度可调的插接关系,且受力,对调节插头10 和调节插槽9的插接深度进行调节。
图3为图2中Ⅰ-Ⅰ处的截面剖视图,图4为图2中Ⅱ-Ⅱ处的截面剖视图,图5为图3中A处的局部放大图,图6为图4中B处的局部放大图。请参照图3-图6所示。
可选的,本实施例1提供的筒体组件3由4个筒扇4拼接而成,每个筒扇4的圆心角为90°,相邻两个筒扇4的连接处在图3和图4中的结构不同,在相邻两个筒扇4的插接部8设置导向接头,导向接头为普通的插接头,请参照图5所示。
第一连接部5开设有U型槽,第二连接部6设置有导向插头12,导向插头12包括平行设置的第一支杆和第二支杆,且第一支杆和第二支杆之间具有间隙,使得导向插头12具有弹性功能,当导向插头12插设于U型槽内,导向插头12与U型槽的侧壁之间具有间隙,使得U型槽起到导向、限位作用,导向插头12插接于U型槽内,实现第一扇体和第二扇体的两端拼接。
相邻两个筒扇4的调节部7设置有调节插槽9和调节插头10,调节插槽9和调节插头10均为齿状结构,请参照图6所示。
调节插槽9包括侧壁和槽口,侧壁设置有锯齿状的齿刻,为了方便调节插头10从槽口方向插入,可选的,侧壁上设置的齿刻均朝向槽口延伸,调节插头10包括平行设置的第一插杆和第二插杆,且第一插杆和第二插杆之间具有间隙,使得调节插头10具有弹性功能,调节插头10的侧壁设置有与调节插槽9相匹配的齿牙,使得调节插头10容易从槽口处插入调节插槽9内,且在正常状态下不易拔出。
可选的,为了使第一传感器17准确测出筒壁受到的沿切线方向的拉应力,锯齿状的调节插头10的宽度尺寸略小于调节插槽9的槽宽尺寸。
可选的,调节插槽9相对的两个侧壁均设置有锯齿状齿刻,每个侧壁的锯齿状齿刻的朝向相同,调节插头10在正常状态下可方便的从槽口插入调节插槽9内,且与侧壁的锯齿状齿刻咬合,不会自动脱出。当需要将调节插头10从调节插槽9内拔出时,向中间捏住第一插杆和第二插杆,使第一插杆和第二插杆相互靠拢,与侧壁的锯齿状齿刻分离,然后拔出即可。
筒体组件3通过连接组件设置于工作台,具体为,连接组件包括固定立柱20和固定圈21,固定立柱20的数量为多个,且环设于筒体组件3的外围,固定圈21套设于固定立柱20的外侧,从而将筒体组件3固定牢固。
可选的,固定立柱20的数量为至少三个,在设置时,多个固定立柱20 间隔均匀环设,固定圈21的半径尺寸等于或者略等于筒体组件3的半径尺寸与固定立柱20的直径尺寸之和。
可选的,固定圈21的数量为至少一个,当固定圈21的数量为一个时,其套设于固定立柱20的外围,且位于固定立柱20的中部;当固定圈21的数量为两个时,其中一个套设于固定立柱20的上端,另外一个套设于固定立柱20的下端,能够将筒体组件3组装的更加牢固;当固定圈21的数量为三个或三个以上时,其沿着固定立柱20的轴向间隔设置,稳固性更好。
请继续参照图2和图6所示,第一传感器17设置于中间位置处的调节部7,第一传感器17的数量与筒扇4的数量相同,且第一传感器17一一对应的设置于中间位置的调节部7,具体的,第一传感器17设置于调节插头 10的靠近第二连接部6的一端,当筒体组件3内部填充满散粒体后,调节部7的调节插头10与调节插槽9受力,第一传感器17检测其具体的拉应力,并传输信号至控制器中。
可选的,本实施例中包括四个筒扇4,则第一传感器17的数量也为四个,四个第一传感器17间隔均匀的设置于筒体组件3的中间位置,也对应有四个拉应力数值,最后对该四个拉应力数值作平均值计算,并将最后结果通过基体2的显示器进行显示。
请继续参照图1所示,筒体组件3还包括顶壁13和底壁,多个筒扇4 围合成圆筒侧壁,由顶壁13、底壁以及圆筒侧壁围合成了封闭的空腔。其中,顶壁13与圆筒侧壁通过紧固旋钮来拧紧固定,使得顶壁13和圆筒侧壁相对固定。底壁与转子组件14固定连接,且底壁的周向与圆筒侧壁满足密封要求,使空腔内部的填充物不会漏出。
图7为图1中转子组件的结构示意图,请参照图7所示。
转子组件14包括转轴15和分隔板16,分隔板16的数量为多个,全部分隔板16沿轴向固定设置于转轴15,且相邻两个分隔板16之间的夹角相等,全部分隔板16沿圆筒径向的长度为d,则散粒体的最大粒径≤R-d(R 为筒体组件3的内壁半径),分隔板16的高度尺寸与筒体组件3的高度尺寸相同。
可选的,筒体组件3的内壁根据实际情况可以粘贴不同粗糙度的材料。由于散粒体不能在平面上通过拉力与压力之间的关系测量其摩擦系数,因此,将散粒体设置于竖直圆筒内,利用该动摩擦系数仪1来测量散粒体与特定的摩擦面之间的摩擦系数。
转子组件14可转动的设置于筒体组件3的空腔,分隔板16与筒体组件3的内壁之间具有摩擦间隙,使得转轴15带动分隔板16转动,从而带动筒体组件3内填充的散粒体运动,进行动摩擦系数试验。
通过转轴15带动全部分隔板16可转动的设置于筒体组件3的空腔内,使得每个分隔板16的一端与顶壁13贴合,另一端与底壁贴合,当转轴15 带动分隔板16转动时,会搅动空腔内全部的散粒体运动,从而与筒体组件 3的内壁产生摩擦,转轴15穿设于底壁且与底壁固定连接,转轴15远离分隔板16的一端设置于基体2内部,通过驱动件驱动转轴15的转动,同时第二传感器18固定设置于转子组件14的驱动端。
在本实施例中,动摩擦系数仪1还包括电机19,电机19固定设置于基体2内,电机19包括动力输出轴,动力输出轴与转轴15的驱动端固定连接,通过电机19带动转子组件14以一定的转速进行旋转,第二传感器18 位于转轴15和电机19的动力输出轴之间,转子组件14、第一传感器17以及第二传感器18分别与控制器通过导线电连接。
可选的,分隔板16的数量为四个,四个分隔板16与转轴15固定后形成×型结构,每个分隔板16沿径向的长度相同,且筒体组件3的内壁半径与分隔板16沿径向长度之差大于或者等于散粒体的最大粒径。
可选的,控制器设置于基体2的内腔,筒体组件3固定设置在基体2 的固定台,基体2上设置有控制开关,当打开控制开关时,电机19转动,转子组件14转动,对筒体组件3内部的散粒体进行搅拌运动,使得散粒体与筒体组件3的内壁产生摩擦力,通过第一传感器17检测出筒体组件3的环向拉应力,通过第二传感器18检测出电机19转动的弯矩,控制器对多个第一传感器17检测出的环向拉应力进行计算,算出平均值,通过基体2 的显示面板分别将环向拉应力的平均值和电机19转动弯矩进行显示。方便试验者采用摩擦系数公式进行计算。
本发明实施例1提供的动摩擦系数仪1具有的有益效果是:
设计合理、结构简单,测量方便,通过筒扇4之间的连接结构来调节不同大小的围压,可以方便研究围压大小不同时,颗粒材料与筒壁材料之间的摩擦系数变化;采用分隔板16带动散粒体运动,兼顾了散粒体与筒体组件3的筒壁之间的摩擦,以及散粒体中颗粒之间的相对运动,能够更加真实的反映颗粒材料与筒壁之间的动摩擦系数。
实施例2
本发明实施例2提供了一种测量散粒体摩擦系数的方法,具体说明如下:
采用实施例1提供的动摩擦系数仪1来测量散粒体摩擦系数的原理如下:
图8为径向轴颈的摩擦受力图,图9为薄壁圆筒内压受力图,请参照图8和图9所示。
轴在外力FQ的作用线方向上的平衡条件确定出P,即由:
可求出,
则摩擦力矩为:
由于本实施例1提供的动摩擦系数仪1与径向轴颈的摩擦受力情况有所不同,本动摩擦系数仪1是竖直向的圆筒,没有受力FQ,且假定P为环绕整个圆筒的均布压力。因此,对公式(1)进行部分修改。
首先令FQ=0,其次积分为整个圆周,即:
推导有:
又因为:薄壁圆筒内压公式推导如下:
与介质内压P相平衡的是作用在单元体筒壁上的内力的合力Ny,有:
Ny=2Slσθ (4)
显然,Py=Ny,有DlP=2σθ (5)
推导有:
式(6)中:S—薄壁筒壁厚;D—筒径;σθ—环向拉应力;由式(6)可知:
又因为f=μP (8)
结合公式(3)(7)(8)可以推出本动摩擦系数仪1的原理公式为:
式中:M—电机19转动弯矩;D—筒径(内径加桶壁厚度);R—薄壁筒内径;σθ—环向拉应力;S—薄壁筒壁厚;
通过紧箍筒体组件3内的散粒体,使散粒体产生对筒壁的径向压力,径向压力由公式(7)得出,其中筒壁拉力由筒壁上多个第一传感器17测得,并取第一传感器17测量数值的平均值。推出摩擦力计算公式(3),结合公式(3)、(7)、(8)得到摩擦系数的计算公式(9),其中转动弯矩由第二传感器18获得。其他计算参数可直接测量。
该测量散粒体摩擦系数的方法包括以下步骤:
测量步骤:分别测量筒径D、薄壁筒内径R、薄壁筒壁厚S的参数,并录入控制器;
准备步骤:将摩擦面材料粘贴到筒壁内侧,再将散粒体填充于筒体组件3的空腔,且至填充满为止;
调节步骤:调节相邻两个筒扇4之间的调节部7,使第一传感器17 产生拉应力,第一传感器17检测到的拉应力传输至控制器,然后将顶壁 13与筒扇4围成的壳体拧紧固定;
旋转步骤:启动电机19,转轴15带动分隔板16匀速转动,实现散粒体与筒体组件3的摩擦面接触,第二传感器18检测到弯矩且传输至控制器。
计算步骤:将测量出来的参数和试验检测出的参数代入到上述公式(9) 中,即可计算出散粒体摩擦系数。
该散粒体动摩擦系数仪1的操作方法:首先分别测量筒径D(圆筒内径尺寸加筒壁厚度尺寸)、薄壁筒内径R、薄壁筒壁厚S的具体数据参数,并录入主机;
然后启动主机,将第一传感器17和第二传感器18清零,将摩擦面材料粘贴到筒壁,向筒体组件3的空腔内装入散粒体,并填充满,盖上顶壁 13,将顶壁13上的旋钮拧上,但不拧紧,保证散粒体不漏出即可。
调节筒体组件3周围的调节部7至合适位置,使第一传感器17受拉力,控制器计算全部第一传感器17所受拉力的平均值,然后拧紧顶盖上的旋钮。
启动电机19,使电机19带动转子组件14匀速转动,其中,分隔板16 应满足的长度条件为:散粒体的最大粒径≤R-d≤3倍散粒体的最大粒径,以保证散粒体与摩擦面充分接触,此时第二传感器18可测得转轴15所受的弯矩,主机根据初始录入的参数值、第一传感器17检测的平均数值以及第二传感器18检测的参数值,计算得出散粒体的摩擦系数。
有益效果为:1、通过本测量方法,能快速的测量散粒体材料与不同粗糙度材料间的动摩擦系数;2、采用分隔板16带动散粒体材料运动,兼顾了散粒体材料本身与筒壁之间的摩擦,和散粒体相互之间的相对运动,能更真实地反映散粒体材料与筒壁间的动摩擦系数;3、可以通过紧固筒扇4 来给散粒体材料施加不同大小的围压,方便研究围压大小不同时,散粒体材料与筒壁材料间的摩擦系数的变化。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动摩擦系数仪,其特征在于,包括筒体组件、转子组件、第一传感器、第二传感器以及控制器;
所述筒体组件由多个筒扇依次拼接而成,相邻两个所述筒扇的连接处具有调节部,所述第一传感器设置于所述调节部,所述转子组件可转动的设置于所述筒体组件的空腔,且包括分隔板,所述分隔板与所述筒体组件的内壁之间具有摩擦间隙,所述第二传感器固定设置于所述转子组件的驱动端;
所述转子组件、所述第一传感器以及所述第二传感器分别与所述控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的动摩擦系数仪,其特征在于,全部所述筒扇的参数尺寸和圆心角均相同,每个所述筒扇沿圆弧方向均包括位于两端的第一连接部和第二连接部,相邻两个所述筒扇分别为第一扇体和第二扇体,所述第一扇体的所述第一连接部与所述第二扇体的所述第二连接部配合;
所述第一连接部和所述第二连接部间隔设置有所述调节部,所述调节部包括相互配合的调节插槽和调节插头,所述调节插槽开设于所述第一连接部,所述调节插头设置于所述第二连接部。
3.根据权利要求2所述的动摩擦系数仪,其特征在于,所述第一连接部和所述第二连接部还包括插接部,所述插接部与所述调节部交错设置,所述插接部包括相互配合的插槽和导向插头,所述插槽开设于所述第一连接部,所述导向插头设置于所述第二连接部。
4.根据权利要求2所述的动摩擦系数仪,其特征在于,所述调节插槽包括侧壁和槽口,所述侧壁设置有锯齿状齿刻,每个所述齿刻均朝向所述槽口延伸,所述调节插头的侧壁设置有与所述调节插槽相匹配的齿牙。
5.根据权利要求2所述的动摩擦系数仪,其特征在于,所述调节部位于每个所述筒扇沿轴向的中间位置和两端位置,每个所述中间位置对应设置有第一传感器;
所述第一传感器的数量和所述筒扇的数量相同,全部所述第一传感器一一对应的设置于所述调节插头的靠近所述第二连接部的一端。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的动摩擦系数仪,其特征在于,所述筒体组件还包括顶壁和底壁,所述顶壁、所述底壁以及所述筒扇围合成封闭的空腔;
所述转子组件还包括转轴,所述分隔板数量为多个,全部所述分隔板沿轴向固定设置于所述转轴,且相邻两个所述分隔板之间的夹角相等,每个所述分隔板的一端与所述顶壁贴合,另一端与所述底壁贴合,所述转轴穿设于所述底壁且与所述第二传感器固定连接。
7.根据权利要求6所述的动摩擦系数仪,其特征在于,所述空腔内用于填充散粒体,所述筒体组件的内壁半径与所述分隔板沿径向长度之差大于或者等于所述散粒体的最大粒径。
8.根据权利要求6所述的动摩擦系数仪,其特征在于,所述动摩擦系数仪还包括基体和电机,所述电机固定设置于所述基体,且包括动力输出轴,所述动力输出轴与所述转轴固定连接,所述第二传感器位于所述转轴与所述动力输出轴之间,所述筒体组件可拆卸的设置于所述基体的固定台,所述控制器设置于所述基体内。
9.一种测量散粒体动摩擦系数的方法,其特征在于,包括:
准备步骤:将摩擦面材料粘贴到筒壁,再将散粒体填充于筒体组件的空腔至填充满;
调节步骤:调节相邻两个筒扇之间的调节部,使第一传感器产生拉应力且传输至控制器,然后将顶壁与筒扇围成的壳体拧紧固定;
旋转步骤:启动电机,转轴带动分隔板匀速转动,实现散粒体与筒体组件的摩擦面接触,第二传感器检测到弯矩且传输至控制器。
10.根据权利要求9所述的测量散粒体动摩擦系数的方法,其特征在于,根据径向轴颈的摩擦力矩公式:Mf=2πPr2f;和
作用于单元体筒壁上内力的合力公式:
动摩擦系数公式:
其中:M—电机转动弯矩,D—筒径(内径加桶壁厚度),R—薄壁筒内径,σθ—环向拉应力,S—薄壁筒壁厚;
所述方法还包括:
测量步骤:分别测量D、R、S的数据,并录入控制器。
CN201811051404.8A 2018-09-10 2018-09-10 动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法 Active CN108844894B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811051404.8A CN108844894B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811051404.8A CN108844894B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108844894A true CN108844894A (zh) 2018-11-20
CN108844894B CN108844894B (zh) 2020-06-26

Family

ID=64189184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811051404.8A Active CN108844894B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108844894B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110646343A (zh) * 2019-09-03 2020-01-03 山东大学 一种围压可调的锚杆试件抗拔力试验装置及方法
CN111007004A (zh) * 2019-12-13 2020-04-14 广东冠粤路桥有限公司 一种粗集料滚动摩阻测量装置及测量方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0593578B1 (en) * 1991-07-11 1995-01-25 AlliedSignal Inc. Brake test mechanism
JP2002090287A (ja) * 2000-09-19 2002-03-27 Kurimoto Kasei Kogyo Kk ケーブル保護管の摩擦試験方法及びその装置
CN102507434B (zh) * 2011-11-25 2013-07-24 北京化工大学 一种测量粉体材料动摩擦系数的装置及方法
CN203275268U (zh) * 2013-04-10 2013-11-06 浙江工业大学 无摩擦气缸摩擦力测试装置
CN104020102A (zh) * 2014-06-18 2014-09-03 河南科技大学 测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置及其测量方法
CN106872352A (zh) * 2017-03-21 2017-06-20 湖南科技大学 一种模拟破碎岩体二次成岩的试验装置及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0593578B1 (en) * 1991-07-11 1995-01-25 AlliedSignal Inc. Brake test mechanism
JP2002090287A (ja) * 2000-09-19 2002-03-27 Kurimoto Kasei Kogyo Kk ケーブル保護管の摩擦試験方法及びその装置
CN102507434B (zh) * 2011-11-25 2013-07-24 北京化工大学 一种测量粉体材料动摩擦系数的装置及方法
CN203275268U (zh) * 2013-04-10 2013-11-06 浙江工业大学 无摩擦气缸摩擦力测试装置
CN104020102A (zh) * 2014-06-18 2014-09-03 河南科技大学 测量谷物籽粒表面动摩擦系数的装置及其测量方法
CN106872352A (zh) * 2017-03-21 2017-06-20 湖南科技大学 一种模拟破碎岩体二次成岩的试验装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110646343A (zh) * 2019-09-03 2020-01-03 山东大学 一种围压可调的锚杆试件抗拔力试验装置及方法
CN111007004A (zh) * 2019-12-13 2020-04-14 广东冠粤路桥有限公司 一种粗集料滚动摩阻测量装置及测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108844894B (zh) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108844894A (zh) 动摩擦系数仪及测量散粒体动摩擦系数的方法
CN107402181B (zh) 一种高温环境中不同载荷下胶结颗粒强度测试装置及方法
US3969930A (en) Testing viscoelastic solids
CN107587530B (zh) 一种斜桩动力p-y曲线的测量装置及测量方法
CN106124123B (zh) 一种扭矩传感器定度实验装置
CN104949791A (zh) 一种平衡式气体压力测压方法与装置
KR20120096612A (ko) 거버너 스프링 압축력 측정 장치
CN206348094U (zh) 一种无人机无刷电机扭矩和拉力测量装置
CN105137507A (zh) 一种测量杯式风速传感器起动及风速特性的自动化系统
CN107830822A (zh) 一种光电式角度测量装置
CN202549114U (zh) 电动向心力定量分析演示仪
CN107727340B (zh) 旋转导弹的弹性振动模态测试方法
CN206161429U (zh) 一种内力测量及其标定装置
CN107632122A (zh) 一种松弛时间测试方法及其装置
CN211893693U (zh) 一种螺旋桨性能测量装置及无人机
CN206974597U (zh) 一种外配平行丝杆气压传感器标定装置
CN209166679U (zh) 一种边坡模型试验的球形运动及应力监测仪器
CN208887564U (zh) 一种角度测量装置
KR20130011003A (ko) 공시체 영상 판독식 공진주 시험기
CN109269400B (zh) 一种角度测量装置及其土体应变状态测试方法
CN206479416U (zh) 剪切面积不变的圆柱形直剪仪
Meneses João et al. A new microscopic look into pressure fields and local buoyancy
US20030192384A1 (en) In-mold pressure verification device
US6871550B2 (en) Polymer shrinkage tensometer
CN109668665A (zh) 牙科手机动态扭力测试仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant