CN2844893Y - 一种粉质仪的旋转扭矩测试装置 - Google Patents

Abstract

一种粉质仪的旋转扭矩测试装置，涉及一种通过测试面团流变学特性进而评价面粉品质的试验设备，它采用测力传感器检测电机外壳体在特定力臂长度处的压力或者拉力，根据力矩公式此值乘以力臂长即为电机外壳体的反作用扭矩，由此得出减速电机给予揉面钵搅拌刀的旋转扭矩(即仪器的旋转扭矩)。测力传感器把压力信号变换为电信号，并将信号传输给数据采集卡和计算机，由计算机对压力数据乘以力臂长度得出扭矩值，绘制扭矩图(粉质图)并分析、记录、打印。该装置对旋转扭矩的测定数据准确可靠，精度高，整机结构简单、运行平衡可靠、噪声低、成体低，易于实现数据的电算化处理。适合面粉筋力强度和吸水性能的测试。

Description

一种粉质仪的旋转扭矩测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种通过测试面团流变学特性进而评价面粉品质的试验设备，也就是通常所称的粉质仪的旋转扭矩测试装置，适合面粉筋力强度和吸水性能的测试。

背景技术

粉质仪是通过测试面团的流变学特性来衡量面粉筋力强度的测试仪器，主要指标有吸水量、形成时间、稳定时间和衰减度等。

传统的粉质仪对面团搅拌阻力的测定，采用一种机械式杠杆测力结构，主要包括揉面钵、自由动力计、杠杆系统、油阻尼器、机械绘图系统。主要工作原理是面团在搅拌过程中的阻力力矩传递给电机，电机将这一力矩的大小转变为位移信号，经杠杆系统传递给机械绘图装置，从而得到反映搅拌扭矩的粉质曲线。在试验结束后由试验员对该粉质曲线进行测量计算来评价面粉品质状况。

这种机械式粉质仪的扭矩测试装置，结构复杂，操作调试繁琐，测量精度和准确度较差，需要人工对粉质图进行分析和测量，人为误差大。

近几年发展的电子式扭矩测试系统，采用动态扭矩传感器串联在电机与揉面钵之间，扭矩传感器的转子随动力轴旋转。这种扭矩传感器的信号由转子向定子输出的方式为非接触式或接触式。这种扭矩测试方式主要问题是对扭矩传感器的技术要求较高，结构复杂，价格高或者可靠性不好。非接触式的扭矩传感器采用了转子和定子能源与信号交换的无接触耦合，结构较为复杂，价格昂贵。接触式扭矩传感器采用碳刷式由转子向定子传递能量和信号的方式，使用时间长了碳刷易磨损，造成接触不良，结果不准确或无法使用。

本发明人已有实用新型专利采用静态扭矩传感器，传感器扭矩测量轴不随动力轴一起旋转。它采用静态扭矩传感器测定电机外壳体的反作用扭矩得出电机轴的旋转扭矩。这种结构形式的静态传感器必须固定在电机末端轴伸延长线上，实现了采用结构较为简单的静态扭矩传感器来测定电机轴的旋转扭矩之目的，但仪器仍显结构复杂，运行平稳度和噪音尚待完善。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺点而提供一种粉质仪的旋转扭矩测试装置，该装置对旋转阻力的测定数据准确可靠，精度高，整机结构简单、运行平稳可靠、噪声低、成体低，易于实现数据的电算化处理。

本实用新型技术方案的整体思路是：采用一种结构简单、可靠耐用、技术成熟、精度高的测力传感器来测定粉质仪减速电机外壳体在指定力臂长度处的压力或拉力，根据力矩计算公式，力矩＝力×力臂长，得出电机外壳体的反作用旋转扭矩。此值大小等于电机动力输出轴给予搅拌刀的旋转扭矩。测力传感器的力信号经变换处理传递给计算机，由计算机根据力臂长自动计算粉质仪的旋转扭矩，并绘制粉质图，分析粉质试验结果。

本实用新型的技术方案是：该种粉质仪的旋转扭矩测试装置，包括揉面钵、减速电机、减速电机输出轴通过揉面钵齿轮箱联接揉面钵内的一对搅拌刀，其特征在于：减速电机法兰盘固定在浮动轴套立板一端面上，浮动轴套轴尾端焊接在浮动轴套立板的另一端面上；浮动轴套轴通过轴承嵌于浮动轴套底座中且相对于浮动轴套底座可自由转动，减速电机输出轴通过浮动轴套孔腔联接揉面钵齿轮箱及一对搅拌刀；浮动轴套立板侧面径向设有力臂杆，力臂杆的外端部联接测力传感器；该测力传感器联接在数据采集卡和计算机上。

本实用新型进一步的技术方案是：

联接减速电机法兰盘的浮动轴套立板侧面径向力臂杆垂直于减速电机输出轴并联接测力传感器，以便于直接得出力矩，不必修正。

当浮动轴套立板与减速电机法兰盘简化为一体时，力臂杆等于直接固定在减速电机外壳体上。

减速电机输出轴与揉面钵齿轮箱输入轴采用联轴器联接或拨叉联接，也可直接联接。

本实用新型的工作原理是：面粉在揉面钵加水搅拌过程中，电机减速器动力输出轴传递给揉面钵主搅拌刀力矩，驱动揉面钵中的两个搅拌刀按规定的速度转动。根据力矩平衡条件定理，电机架或电机外壳体的反作用力矩等于减速器动力输出轴传递给揉面钵主搅拌刀的力矩。采用测力传感器检测电机外壳体在特定力臂长度处的压力或者拉力，根据力矩公式此值乘以力臂长即为电机外壳体的反作用扭矩，由此得出减速电机给予揉面钵搅拌刀的旋转扭矩(即仪器的旋转扭矩)。测力传感器把力信号变换为电信号，并将信号传输给数据采集卡和计算机，由计算机对力数据乘以力臂长度得出扭矩值，绘制扭矩图(粉质图)并分析、记录、打印。

本实用新型的有益效果是，本方案由测力传感器采集压力或者拉力数据，并由计算机对此力值乘以力臂长得出电机轴的旋转扭矩。本方案对扭矩的测定，未采用传统的机械杠杆测力结构，也未采用近几年发展的动态扭矩传感器或静态扭矩传感器，而是采用测力传感器，由计算机自动对电机外壳体在指定力臂长度处的压力或拉力乘以力臂长得出粉质仪的旋转扭矩。本方案由计算机自动对数据分析处理、绘制粉质图，较机械杠杆测力结构和机械绘图结构，结构简单，测定数据准确、稳定，仪器调试简单，减少了人为误差。本方案采用测力传感器来测定电机的旋转扭矩，测力传感器相对动态扭矩传感器或静态扭矩传感器而言，制造技术成熟，运行可靠，故障率低，数据精度高误差小，其结构简单，成本低。采用本专利技术制作的粉质仪，整体结构简单，运行平稳噪声低，数据精度高，可靠性好，整机制造成本得以降低。

附图说明

图为本实用新型实施方案的结构示意图。

图中；1.揉面钵、2.搅拌刀、3.揉面钵齿轮箱、4.联轴器、5.减速电机输出轴、6.轴承、7.浮动轴套孔腔、8.浮动轴套底座、9.浮动轴套立板、10.浮动轴套轴、11.力臂杆、12.减速电机法兰盘、13.减速器、14.电机、15.测力传感器、16.数据采集卡(模数转换卡)、17.计算机主机、18.计算机显示器。

具体实施方式

本实用新型实施方案结构如图所示。本方案中粉质仪扭矩测试系统包括揉面钵1，搅拌刀2，联轴器4，减速电机输出轴5，轴承6，浮动轴套7，浮动轴套底座8，浮动轴套立板9，浮动轴套轴10，力臂杆11，减速器13，电机14，测力传感器15，数据采集和计算机数据处理等部分。

揉面钵1中含有两个搅拌刀2，其中一个与减速器输出轴5通过联轴器连接，为主搅拌刀，另外一个为副搅拌刀，主搅拌刀和副搅拌刀通过揉面钵齿轮箱3中的一对齿轮来实现差速相对转动。浮动轴套轴10通过轴承6嵌于浮动轴套底座8中，浮动轴套轴10尾端焊接在浮动轴套立板9上。浮动轴套底座8相对静止不动，浮动轴套立板9和浮动轴套轴10则可以自由转动。减速器13与电机14直联为一体，成为减速电机，减速电机通过法兰盘12固定在浮动轴套立板9上，减速电机输出轴5通过浮动轴套孔腔7联接主搅拌刀。自浮动轴套立板9向外引出力臂杆11，力臂杆在一定的力臂长度处联接测力传感器15。在电机驱动搅拌刀旋转时，力臂杆11给予测力传感器15一定的压力或拉力，其值乘以力臂长度即为电机外壳体的反作用扭矩，电机动力轴给予搅拌刀的作用扭矩等于电机外壳的反作用扭矩。测力传感器15测出的力信号通过数据采集卡16传输给计算机主机17，由计算机主机17对力值乘以力臂长得出扭矩大小，通过计算机显示器18直观显示出来。

本方案工作原理是：面粉在揉面钵加水搅拌过程中，电机减速器或减速电机输出轴5传递给揉面钵主搅拌刀2力矩，驱动揉面钵中的两个搅拌刀按规定的速度转动。根据力矩平衡条件定理，电机架或电机外壳体的反作用力矩等于减速器动力输出轴传递给揉面钵主搅拌刀的力矩。本实用新型采用测力传感器15检测电机外壳体在特定力臂长度处的压力或者拉力，根据力矩公式此值乘以力臂长即为电机外壳体的反作用扭矩，由此得出减速电机给予揉面钵搅拌刀的旋转扭矩(即仪器的旋转扭矩)。测力传感器15把力信号变换为电信号，输出至数据采集卡16(模数转换卡)，数据采集卡16把测力传感器15测定的连续的模拟量转换为计算机可采集的数字量并将数字信号传输给计算机主机17，由计算机对力数据乘以力臂长度得出扭矩值，绘制扭矩图(粉质图)并分析测试数据、记录测试结果。

本方案指出了一种全新的粉质仪旋转扭矩测试方法，通过测力传感器测定电机外壳体的反作用扭矩得出面团对搅拌刀的搅拌阻力扭矩。测力传感器位于减速电机动力输出轴的一侧。

本实施方案减速减速电机输出轴5与主搅拌刀2通过联轴器4联接，也可采用拨叉联接或直联联接。

本实施方案可以采用柱式、圆筒形、悬臂粱式等各种外观形状和内部结构原理的测力(称重)传感器。力臂杆可以向右延伸，也可以向左延伸，相应测力传感器位置在减速电机动力输出轴轴线的右侧、左侧。不过一侧测力传感器为向下压工作方式，另一侧为向上拉工作方式。

本实施方案中，浮动轴套立板9、浮动轴套轴10通过位于浮动轴套底座8中的两只轴承，取得相对与浮动轴套底座8而言可以自由转动之效果。也可以不采用轴承，而采用铜套等使浮动轴套立板9、浮动轴套轴10得以悬浮，取得同样自由转动效果。

本实施方案中，电机直联机械减速器，通过选择合适的减速比得到所要求的输出速度，也可以采用变频调速等较为复杂的电子式速度控制方式，调速方式更加灵活。

Claims (4)

1、一种粉质仪的旋转扭矩测试装置，包括揉面钵(1)、减速电机、减速电机输出轴(5)通过揉面钵齿轮箱(3)联接揉面钵内的一对搅拌刀(2)，其特征在于：减速电机法兰盘(12)固定在浮动轴套立板(9)一端面上，浮动轴套轴(10)尾端焊接在浮动轴套立板(9)的另一端面上；浮动轴套轴(10)通过轴承(6)嵌于浮动轴套底座(8)中且相对于浮动轴套底座(8)可自由转动，减速电机输出轴(5)通过浮动轴套孔腔(7)联接揉面钵齿轮箱及一对搅拌刀(2)；浮动轴套立板(9)侧面径向设有力臂杆(11)，力臂杆(11)的外端部联接测力传感器(15)；该测力传感器联接在数据采集卡(16)和计算机上。

2、根据权利要求1所述的一种粉质仪的旋转扭矩测试装置，其特征在于：联接减速电机法兰盘的浮动轴套立板(9)侧面径向力臂杆垂直于减速电机输出轴(5)并联接测力传感器。

3、根据权利要求1所述的一种粉质仪的旋转扭矩测试装置，其特征在于：力臂杆(11)直接固定在减速电机外壳体上。

4、根据权利要求1或2所述的一种粉质仪的旋转扭矩测试装置，其特征在于：减速电机输出轴(5)与揉面钵齿轮箱(3)输入轴采用联轴器联接、拨叉联接或直联联接。

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