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专利名称：禽蛋静摩擦系数测定装置及测定方法
技术领域：
本发明属于食品物料力学特性检测技术，具体涉及一种禽蛋摩擦力学特性的测定装置及测定方法，尤其涉及禽蛋静摩擦系数的测定装置及测定方法。
背景技术：
禽蛋摩擦系数是禽蛋分选分级处理中动力学分析的重要基本特性参数，禽蛋与其接触的工作部件之间的摩擦特性直接影响到工作装置的性能。例如在禽蛋大小头自动定向排列处理中，禽蛋在支撑辊子作用的静摩擦力驱动下作沿支撑辊子轴向移动的分列运动，以及在翻转定向区域禽蛋在限位导向杆和支撑辊子及其静摩擦力的作用下实现翻转，使禽蛋完成大小头自动定向排列。程红胜等研究了荔枝果壳静摩擦系数测量(程红胜等.荔枝果壳摩擦系数测量试验研究[J].延边大学农学学报，2009，31 (3):209-213.)，为了克服带壳荔枝在测量装置斜面板上下滑动时的翻转，采用取荔枝果壳并剪裁后粘贴在滑块上制成试样，试样制作比较麻烦，而且改变了荔枝果壳与接触材料的接触状况，该测量装置和测量方法对易翻转带壳件的试样不适用。牟光辉等研究了林木种子静摩擦系数的测量(牟光辉等.林木种子静摩擦系数的实验研究[J].东北林业大学学报，1994，2 (2):37-40.)，为了测量种子群体的静摩擦系数，采用无底盒装种子，但无底盒盒框底面与待测平板工作面的易接触问题不易解决，而且对易碎、大粒径的禽蛋也不适用。目前，在禽蛋静摩擦系数测定方面，国内外未见相关文献报道。

发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、操作容易和适用性强的禽蛋静摩擦系数测定装置及测定方法。为实现上述目的，本发明禽蛋静摩擦系数测定装置采用的技术方案是:包括一个底座，底座通过第一转动轴转动联接支撑辊子支架的左端，支撑辊子支架的右端是活动端，该活动端的下方连接螺旋升降器；支撑辊子支架的上表面上设有两个等直径、相互间隔平行、轴向从左到右的支撑辊子；支撑辊子支架的正面前侧设置由测量杆、基准杆和第二转动轴组成的数显角度测量仪，测量杆左端和基准杆左端通过第二转动轴连接，测量杆与支撑辊子支架的正面固定联接，基准杆底面与底座上表面固定联接，第二转动轴与第一转动轴同轴。本发明禽蛋静摩擦系数测定方法采用的技术方案是具有如下步骤:I)将禽蛋长轴径端点粘接后作为一个试样放入两个支撑辊子之间，手动驱动螺旋升降器，使支撑辊子支架绕第一转动轴转动，改变支撑辊子支架的倾斜角度，数显角度测量仪的测量杆随支撑辊子支架旋转，当禽蛋有滑动倾向时，停止驱动螺旋升降器，2)由数显角度测量仪读出支撑辊子支架底面与底座上表面之间形成的倾斜角度Φ ；3)对每个试样重复步骤I)和步骤2)，求得倾斜角度Φ的平均值g ；4)根据公式/ = tan &求得禽蛋与支撑辊子之间的静摩擦系数/。本发明采用上述技术方案后具有以下优点:
1、本发明利用数显角度测量仪、螺旋升降器，使测定装置操作简易、整体结构简单。2、本发明利用2个(或多个)长轴径端点粘接的禽蛋组成一个整体，并用圆柱支撑辊子支撑，克服了在支撑面倾斜时的禽蛋绕长周径和短周径的滚动。3、本发明支撑辊子材料可换、直径及中心距可调整，使禽蛋与支撑辊子的接触状况真实，更能准确表征禽蛋与支撑辊子之间的静摩擦系数。4、本发明可以通过改变支撑辊子的材质和加工质量，实现禽蛋和不规则球体以及球体物料等试样与不同材料之间的静摩擦系数测定。5、本发明不仅适用各种禽蛋还适用于其它不规则球体以及球体物料，为禽蛋和不规则球体以及球体物料分选分级处理过程中的动力学分析提供重要特性参数静摩擦系数，为禽蛋蛋和不规则球体以及球体物料表面质量分析提供评价参数。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明；
图1是本发明的禽蛋静摩擦系数测定装置示意图的主视 图2是图1的俯视 图中:1.底座；2.支撑辊子支架；3.支撑辊子；4.螺旋升降器；5.禽蛋；6.数显角度测量仪支架中间杆；8.自由转动轮；9.数显角度测量仪的测量杆；10.数显角度测量仪基准杆；11.数显角度测量仪的转动轴；12.数显角度测量仪的水平校正水泡(附属基准杆)13.支撑辊子支架的转动轴，
具体实施例方式如图1和图2所示，本发明禽蛋静摩擦系数测定装置的底部是底座1，支撑辊子支架2的左端与底座I通过转动轴13转动联接，支撑辊子支架2的右端是活动端。在支撑辊子支架2的前后中间位置设置一个与支撑辊子支架2固定连接的中间杆7，支撑辊子支架2的上表面上安装两个支撑辊子3，两个支撑辊子3的轴向是从左到右方向，两个支撑辊子3等直径，并且间隔一定中心距相互平行。在支撑辊子支架2的左、右两端开有安装支撑辊子3的腰形长孔，可以调节两个支撑辊子3的中心距。数显角度测量仪6安装在支撑辊子支架2的正面前侧，数显角度测量仪6由测量杆9、基准杆10和转动轴11组成，测量杆9的左端和基准杆10的左端用转动轴11连接在一起，测量杆9与支撑辊子支架2的正面固定联接在一起，基准杆10的底面与底座I的上表面固定联接在一起，转动轴11的轴线与支撑辊子支架2的转动轴13的轴线重合(即为同轴线)。这样，在支撑辊子支架2沿转动轴13旋转时，数显角度测量仪6的测量杆9随支撑辊子支架2旋转。两个支撑辊子3之间放置两枚长轴径端点粘接的禽蛋5，支撑辊子支架2的右端活动端的中间杆7的下方连接螺旋升降器4，由螺旋升降器4垂直支撑中间杆7，随着螺旋升降器4螺杆的升降，支撑辊子支架2的倾斜角度Φ大小将改变。在螺旋升降器4的螺杆顶部设置自由转动轮8，用于平稳地抬起支撑辊子支架2。本发明禽蛋静摩擦系数测定装置在测定时，利用数显角度测量仪6的基准杆10上的水平校正水泡，校正测定装置使之水平；将一组禽蛋中两枚(或多枚)长轴径端点粘接的禽蛋5放入两个支撑辊子3之间；手动驱动螺旋升降器4，使支撑辊子支架2绕转动轴13转动，改变支撑辊子支架2的倾斜角度，当观察到禽蛋5有滑动倾向时，停止驱动螺旋升降器4，此时支撑辊子支架2的底面与底座I上表面之间形成一个夹角，这个夹角即为数显角度测量仪6的测量杆9与基准杆10之间的夹角，即为支撑辊子支架2的倾斜角度Φ，该倾斜角度Φ的数值可通过数显角度测量仪6直接读出。每个试样重复放入两个支撑辊子3之间并且重复测
量相应试样的支撑辊子支架2的倾斜角度，求得倾斜角度Φ的平均值$。根据静摩擦系数
/与倾斜角度之间的关系，其计算公式为/ = tan O-即可以求得该组禽蛋5与支撑辊子3之间的静摩擦系数。下面通过3个实施例对本发明的测定方法再作详细说明:
实施例1
取草鸡蛋100枚，用粘结剂对长轴径端点进行粘接，组合成50对草鸡蛋，将50对草鸡蛋分别放入两个支撑辊子3之间，支撑辊子3以1010型尼龙制作；手驱动螺旋升降器4，使支撑辊支架2向上转动，改变支撑辊子支架2的倾斜角度，当观察到草鸡蛋有滑动倾向时，停止驱动螺旋升降器4，并通过数显角度测量仪6读出此时支撑辊子支架2的倾斜角度Φ
的数值；每对试样重复操作3次，50对草鸡蛋共重复150次，求得倾斜角度Φ的平均值$
为29.6±2.6° ;根据静摩 擦系数/与倾斜角度Φ之间的关系，其计算公式为/ZZtail^,
即可以求得10对草鸡蛋与支撑辊子3之间的静摩擦系数/为0.57±0.06。实施例2
取洋鸡蛋100枚，用粘结剂对长轴径端点进行粘接，组合成50对洋鸡蛋，将50对洋鸡蛋分别放入两个支撑辊子3之间，支撑辊子3以1010型尼龙制作；手驱动螺旋升降器4，使支撑辊子支架2向上转动，改变支撑辊子支架2的倾斜角度，当观察到洋鸡蛋有滑动倾向时，停止驱动螺旋升降器4，并通过数显角度测量仪6读出此时支撑辊子支架2的倾斜角度Φ的数值；然后每对试样重复操作3次，50对洋鸡蛋共重复150次，求得倾斜角度Φ的
平均值g为27.6±2.2° ;根据静摩擦系数/与倾斜角度0之间的关系，其计算公式为
/ = tail O-即可以求得10对洋鸡蛋与支撑辊子3之间的静摩擦系数/为0.52 + 0.05。实施例3
取鸭蛋100枚，用粘结剂对长轴径端点进行粘接，组合成50对鸭蛋，将50对鸭蛋5分别放入两个支撑辊子3之间，支撑辊子3以1010型尼龙制作；手驱动螺旋升降器4，使支撑辊子3的支架2向上转动，改变支撑辊子支架2的倾斜角度，当观察到鸭蛋有滑动倾向时，停止驱动螺旋升降器4，并通过数显角度测量仪6读出此时支撑辊子支架2的倾斜角度Φ的数值；每对试样重复操作3次，50对鸭蛋共重复150次，求得倾斜角度Φ的平均值&为
20.2±3.1° ;根据静摩擦系数/与倾斜角度Φ之间的关系，其计算公式为Jr = tan P,即可以求得10对鸭蛋与支撑辊子3之间的静摩擦系数/为0.37±0.06。
权利要求
1.一种禽蛋静摩擦系数测定装置，包括一个底座(I)，其特征是:底座(I)通过第一转动轴(13)转动联接支撑辊子支架(2)的左端，支撑辊子支架(2)的右端是活动端，该活动端的下方连接螺旋升降器(4);支撑辊子支架(2)的上表面上设有两个等直径、相互间隔平行、轴向从左到右的支撑辊子(3);支撑辊子支架(2)的正面前侧设置，由测量杆(9)、基准杆(10)和第二转动轴(11)组成的数显角度测量仪(6)，测量杆(9)左端和基准杆(10)左端通过第二转动轴(11)连接，测量杆(9)与支撑辊子支架(2)的正面固定联接，基准杆(10)底面与底座(I)上表面固定联接，第二转动轴(11)与第一转动轴(13 )同轴。
2.根据权利要求1所述的一种禽蛋静摩擦系数测定装置，其特征是:在支撑辊子支架(2)的前后中间位置设置一个与支撑辊子支架(2)固定连接的中间杆(7)，中间杆(7)的下方连接螺旋升降器(4)。
3.根据权利要求1所述的一种禽蛋静摩擦系数测定装置，其特征是:螺旋升降器(4)的螺杆顶部设置转动轮(8)。
4.根据权利要求1所述的一种禽蛋静摩擦系数测定装置，其特征是:支撑辊子支架(2)的左、右两端开有可调节两个支撑辊子(3)间中心距的腰形长孔。
5.一种如权利要求1所述禽蛋静摩擦系数测定装置的测定方法，其特征是包括如下步骤: 1)将禽蛋长轴径端点粘接后作为一个试样放入两个支撑辊子(3)之间，手动驱动螺旋升降器(4)，使支撑辊子支架(2)绕第一转动轴(13)转动，改变支撑辊子支架(2)的倾斜角度，测量杆(9)随支撑辊子支架(2)旋转，当禽蛋有滑动倾向时，停止驱动螺旋升降器(4)； 2)由数显角度测量仪(6)读出支撑辊子支架(2)底面与底座(I)上表面之间形成的倾斜角度Φ ; 3)对每个试样重复步骤I)和步骤2)，求得倾斜角度Φ的平均值$； 4)根据公式/= tail &求得禽蛋与支撑辊子(3)之间的静摩擦系数/。
全文摘要
本发明公开一种禽蛋静摩擦系数测定装置及测定方法，底座通过第一转动轴转动联接支撑辊子支架的左端，支撑辊子支架的右端下方连接螺旋升降器；支撑辊子支架的上表面上设有两个支撑辊子；支撑辊子支架的正面前侧设置由测量杆、基准杆和第二转动轴组成的数显角度测量仪；手动驱动螺旋升降器，改变支撑辊子支架的倾斜角度，当禽蛋有滑动倾向时，停止驱动螺旋升降器，由数显角度测量仪读出支撑辊子支架底面与底座上表面之间形成的倾斜角度；对每个试样重复后求得倾斜角度的平均值；根据公式求得禽蛋与支撑辊子之间的静摩擦系数f；通过改变支撑辊子的材质和加工质量，可实现禽蛋和不规则球体以及球体物料等试样与不同材料之间的静摩擦系数测定。
文档编号G01N19/02GK103091245SQ201210544968
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者姜松 申请人:江苏大学