CN207263608U - 一种静摩擦系数测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种静摩擦系数测定装置，包括旋转板、固定板、转轴、角位移传感器、物料板及平衡物块，所述固定板位于旋转板的下方，固定板和旋转板通过转轴连接，转轴安装的位置偏离旋转板的中间位置，在旋转板、固定板和转轴之间形成一个夹角，所述角位移传感器固定在一侧转轴上，物料板和平衡物块均置于旋转板上，分别在转轴的两端，物料板置于旋转板（1）长端，平衡物块置于旋转板短端。该装置及测定方法克服了现有技术由于手颤、电机振动、人为读数等产生的较大误差，具有结构简单、精度高的特点。

Description

一种静摩擦系数测定装置

技术领域

本实用新型涉及力学特性检测技术领域，具体涉及一种静摩擦系数测定装置。

背景技术

最大静摩擦系数测定方法，多为斜面法，根据力学原理，将装有原料的物料箱置于斜面上，若静摩擦力大于下滑力，则物体将停留在斜面上，斜面增大，刚好使物料箱可以下滑，按式μ＝tanα计算。式中，μ为最大静摩擦系数；α为滑板的最大静摩擦角。该测量方法原理较为简单，但现有测试装置无规格化成品，多为自制简易测量装置，测试精度低，测量操作费时费力。

现有的装置不仅存在精度低的问题，还会在实验中产生冲击和振动。文献“玉米籽粒的物理力学特性研究”利用丝母丝杠机构调节距离的方式使斜面产生倾角，实用新型专利“摩擦系数测定仪”利用螺纹调节的方式来调节斜面倾角，但是这两种方式在测量过程中不是连续的运动，并且人为调节时会由于手颤，产生一定的冲击，这样会导致测量误差；实用新型专利“用于散粒体物料摩擦角和摩擦系数测量的斜面仪装置”采用摇杆机构配备自锁功能的装置测量，这种方式优点是实验人员可以专心读数，但是人为操作摇杆的时候并不是连续运动而且速度和力都不均匀，并且它是采用圆弧尺和直尺测量角度，人为读数会产生较大误差；文献“用斜面法精确测量静摩擦系数”设计了一种采用步进电机带动倾斜板运动，但是这种方式步进电机在运动过程中会产生振动，振动会导致测量误差。

因此，现有技术中存在以下的问题：(1)当人力驱动时，出现平面旋转速度不均匀，对试件造成冲击，导致测试结果存在较大的随机误差；(2)当人力或电机驱动时，易对试件产生振动,导致测试结果存在较大的随机误差；(3)当以人工判断试件滑动时，产生较大的读数误差。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种静摩擦系数测定装置，克服现有技术由于手颤、电机振动、人为读数等产生的较大误差，具有结构简单、精度高的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种静摩擦系数测定装置，包括旋转板、固定板、转轴、角位移传感器、物料板和平衡物块，所述固定板的后端设有转轴；所述的旋转板的下部通过转轴与固定板连接，基于转轴分为较长的上半部份和较短的下半部分；所述转轴上安装有角位移传感器，测试旋转板的转动角度；所述的旋转板的上半部份的上表面上设有螺旋测微头，所述的螺旋测微头的测试端对准物料初始位置，用于监控待测物料准确的处于初始位置；所述的旋转板的上半部份的上表面上还设有沿旋转板纵向设置的物料板，所述的物料板位于螺旋测微头与转轴之间；所述的旋转板的下半部分的上表面上设有可沿旋转板纵向滑动变换位置的平衡物块。

优选的，还包括光电开关，所述的光电开关通过连接结构与旋转板固定连接，其测试端对准待测物料初始位置，用于监控待测物料滑动的瞬间；所述的光电开关与角位移传感器电连接，当监测到物料开始滑动时，控制角位移传感器启动，进行检测。

一种静摩擦系数测定方法，包括以下步骤：

(1)将待测物料放到物料板上的初始位置上，调整平衡物块的位置，使旋转板的上半部分和下半部分平衡，使旋转板保持水平；

(2)在平衡物块上面轻轻放置一个小砝码，使得旋转板在小砝码重力作用下开始转动，然后拿掉小砝码，旋转板保持匀速运动；

(3)光电开关检测物料开始滑动的瞬间，控制角位移传感器启动检测出转动的角度，记录数据，通过公式μ＝tanα计算出静摩擦系数。

优选的，所述的待测物料位于物料板上的初始位置时，螺旋测微头的探测头正好与待测物料接触。

本申请中的装置，不需要人为或电机带动倾斜板运动，通过小砝码的自身重力，给予平衡系统一个影响很小的冲击力，在重力作用下使其旋转后，取下小砝码，旋转板就会连续匀速的运动，将振动带来的干扰减到最低，更精确的测定物料的静摩擦系数；螺旋测微头精确的控制了待测物料在实验前处于最佳平衡状态，保证待测物料处于准确的初始位置，恰好不挡住光电开关，光电开关和螺旋测微头的应用，精确记录了物料滑动的瞬间，减小了人为判断的误差；角位移传感器减小了肉眼读数和刻度盘本身的误差，使得计算出来的静摩擦系数更为准确。

附图说明

图1为本实用新型提供的静摩擦系数测定装置结构示意图；

图中各部分名称及序号如下：

1-旋转板、2-固定板、3-转轴、4-角位移传感器、5-物料板、6-平衡物块、7-光电开关、8-螺旋测微头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的静摩擦系数测定装置，包括旋转板1、固定板2、转轴3、角位移传感器4、物料板5和平衡物块6，所述固定板2的后端设有转轴3；所述的旋转板1 的下部通过转轴3与固定板2连接，基于转轴3分为较长的上半部份和较短的下半部分；所述转轴3上安装有角位移传感器4，测试旋转板1的转动角度；所述的旋转板1的上半部份的上表面上设有螺旋测微头8，所述的螺旋测微头8的测试端对准物料初始位置，用于监控待测物料是否准确的处于初始位置；所述的旋转板1的上半部份的上表面上还设有沿旋转板1纵向设置的物料板5，所述的物料板5位于螺旋测微头8与转轴3之间；所述的旋转板 1的下半部分的上表面上设有可沿旋转板1纵向滑动变换位置的平衡物块6。

还包括光电开关7，所述的光电开关7通过连接结构与旋转板1固定连接，其测试端对准待测物料初始位置，用于监控待测物料滑动的瞬间；所述的光电开关7与角位移传感器4电连接，当监测到物料开始滑动时，控制角位移传感器4启动，进行检测。

静摩擦系数测定方法，包括以下步骤：

(1)将待测物料放到物料板5上的初始位置上，调整平衡物块6的位置，使旋转板1的上半部分和下半部分平衡，使旋转板1保持水平；

(2)在平衡物块6上面轻轻放置一个小砝码，使得旋转板1在小砝码重力作用下开始转动，然后拿掉小砝码，旋转板1保持匀速运动；

(3)光电开关7检测物料开始滑动的瞬间，控制角位移传感器4启动检测出转动的角度，记录数据，通过公式μ＝tanα计算出静摩擦系数。

所述的待测物料位于物料板5上的初始位置时，螺旋测微头8的探测头正好与待测物料接触。

Claims (2)

1.一种静摩擦系数测定装置，其特征在于，包括旋转板(1)、固定板(2)、转轴(3)、角位移传感器(4)、物料板(5)和平衡物块(6)，所述固定板(2)的后端设有转轴(3)；所述的旋转板(1)的下部通过转轴(3)与固定板(2)连接，基于转轴(3)分为较长的上半部份和较短的下半部分；所述转轴(3)上安装有角位移传感器(4)，测试旋转板(1)的转动角度；所述的旋转板(1)的上半部份的上表面上设有螺旋测微头(8)，所述的螺旋测微头(8)的测试端对准物料初始位置，用于监控待测物料是否准确的置于初始位置；所述的旋转板(1)的上半部份的上表面上还设有沿旋转板(1)纵向设置的物料板(5)，所述的物料板(5)位于螺旋测微头(8)与转轴(3)之间；所述的旋转板(1)的下半部分的上表面上设有可沿旋转板(1)纵向滑动变换位置的平衡物块(6)。

2.如权利要求1所述的静摩擦系数测定装置，其特征在于，还包括光电开关(7)，所述的光电开关(7)通过连接结构与旋转板(1)固定连接，其测试端对准待测物料初始位置，用于监控待测物料滑动的瞬间；所述的光电开关(7)与角位移传感器(4)电连接，当监测到物料开始滑动时，控制角位移传感器(4)启动，进行检测。