ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к измерительным устройствам и предназначена для использования в учебных и исследовательских лабораториях по изучению свойств сыпучих материалов.
Известен прибор для определения коэффициентов внешнего трения скольжения сыпучих материалов (патент РФ №40109. Опубл. 27.08.2004. Бюл. №24), содержащий емкость для размещения сыпучих материалов, тело с поверхностью трения, например, внутренний конус дробилки, которое работает в сыпучей среде и коэффициент трения, о поверхность которого необходимо определять, жестко соединяют с нижней частью цилиндрической головки, жестко прикрепленной к нижней части неподвижного упругого стержня, имеющего внизу центрирующий элемент, причем цилиндрическую головку снабжают в одной из диаметральных плоскостей двумя горизонтальными симметрично расположенными воротками с возможностью с их помощью закручивания вручную упругого вала и возбуждения собственных колебаний цилиндрической головки с телом, а в любой другой диаметральной плоскости - оптическим датчиком и приемником перемещений, расположенными на определенном расстоянии от цилиндрической головки, определяемом свойством светоизлучающего элемента и считывающего устройства отраженного от перемещаемой поверхности светового импульса датчика, и жестко закрепленными на станине.
Основной недостаток известного прибора заключается в том, что воротки для закручивания стержня не имеют ограничителя, фиксирующего угол закручивания стержня, и нет возможности мгновенно сообщить телу свободные колебания, что мешает определению точного значения начальной фазы свободных колебаний цилиндра и получению четких колебаний.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы обеспечить фиксирование угла закручивания воротков цилиндра и обеспечить четкое и мгновенное начало свободных колебаний цилиндра, находящегося в слое сыпучих материалов.
Технический результат достигается тем, что прибор для определения коэффициентов внешнего трения скольжения сыпучих материалов, содержащий емкость для размещения сыпучих материалов, тело с поверхностью трения, например, внутренний конус дробилки, которое работает в сыпучей среде и коэффициент трения, о поверхность которого необходимо определять, жестко соединяют с нижней частью цилиндрической головки, жестко прикрепленной к нижней части неподвижного упругого стержня, имеющего внизу центрирующий элемент, причем цилиндрическую головку снабжают в одной из диаметральных плоскостей двумя горизонтальными симметрично расположенными воротками с возможностью с их помощью закручивания вручную упругого вала и возбуждения собственных колебаний цилиндрической головки с телом, а в любой другой диаметральной плоскости - оптическим датчиком и приемником перемещений, расположенными на определенном расстоянии от цилиндрической головки, определяемом свойством светоизлучающего элемента и считывающего устройства отраженного от перемещаемой поверхности светового импульса датчика, и жестко закрепленными на станине, сосуд с сыпучим материалом выполнен отцентрированным относительно геометрической оси упругого стержня, а относительно основания сосуда отцентрирован диск с круговыми пазами вдоль периметра, в которых расположены резьбовые крепежные элементы для поворота диска и жесткого закрепления его к станине в нужном положении, диск снабжен угловой шкалой, а основание сосуда - нониусом, на диске жестко установлены симметрично две стойки в диаметрально противоположных направлениях, на которых шарнирно закреплены рычаги-собачки, захватывающие повернутые рукоятки, задние концы которых оттянуты пружинами, а их нижние поверхности уперты в кулачки, связанные со спусковыми крючками.
Такое исполнение прибора позволило фиксировать повернутые при закручивании стержня рукоятки, точно устанавливать угол закручивания стержня и с помощью спусковых крючков мгновенно возбуждать свободные колебания цилиндра, обеспечивая четкое фиксирование начальной фазы свободных колебаний цилиндра в среде сыпучего материала.
На фиг.1 представлена схема прибора, на фиг.2 - разрез «А-А», а на фиг.3 - вид на стойку с собачкой.
Прибор устроен следующим образом. К нижнему концу упругого неподвижного стержня 1 жестко прикреплена цилиндрическая головка 2, которая снабжена в одной из диаметральных плоскостей двумя горизонтальными симметрично расположенными воротками 3. К нижней части цилиндрической головки жестко прикреплено само рабочее тело 4 или его макет. Внизу упругий вал 1 имеет центрирующий элемент 5, обеспечивающий телу 4 только вращательное Колебательное движение. Рабочее тело 4 (или его макет) помещено в неподвижную емкость 6 с сыпучим материалом 7. Цилиндрическая головка 2 в одной из диаметральных плоскостей снабжена оптическим датчиком и приемником перемещений 8, расположенными на определенном расстоянии от нее. Емкость 6 снабжена основанием 9, наружная поверхность которого отцентрирована относительно геометрической оси упругого стержня. Относительно основания отцентрирован диск 10 с круговыми пазами 11 вдоль его периметра, в которых расположены резьбовые крепежные элементы 12 для поворота диска и жесткого закрепления его к станине в нужном положении. Диск снабжен угловой шкалой 13, а основание сосуда - нониусом 14. На диске жестко установлены симметрично две стойки 15 и 16 в диаметрально противоположных направлениях, на которых шарнирно закреплены рычаги-собачки 17. Рычаги-собачки захватывают повернутые рукоятки 3, задние концы которых оттянуты пружинами 18, а их нижние поверхности уперты в кулачки, связанные со спусковыми крючками 20. Спусковые крючки имеют ограничители 21.
Прибор работает следующим образом.
Стержню 1 с головкой 2, воротками 3 и цилиндром 4 дают возможность занять свободное равновесное состояние. Поворотом диска 10 с помощью пазов 11, резьбовых крепежных элементов 12 и шкалы 13 устанавливают начальное положение стоек 16 и рычагов-собачек 17, а, следовательно, рукояток 3. В сосуд 6 засыпают исследуемый материал, например, пшеницу. Затем диск 10 поворачивают на требуемый угол для закручивания стержня 1. Этот угол закручивания фиксируют резьбовыми крепежными элементами 12. Настроив измерительную и записывающую аппаратуру, нажимают на спусковые крючки 20, которые с помощью кулачков 19 поднимают рычаги-собачки 17, освобождающие воротки 3. После освобождения воротков они с головкой 2, цилиндром 4 начинают совершать свободные (собственные) колебания, которые фиксирует оптический датчик и приемник перемещений 8. По записанным свободным колебаниям специальная программа вычисляет коэффициент внешнего трения скольжения пшеницы по материалу цилиндра 4 и выдает эти данные на монитор и заносит в специальную таблицу. При смене материала все действия повторяют.
Таким образом, предложенный прибор позволил фиксировать повернутые при закручивании стержня воротки, точно устанавливать требуемый угол закручивания стержня и с помощью спусковых крючков мгновенно возбуждать свободные колебания цилиндра, обеспечивая четкое фиксирование начальной фазы свободных колебаний цилиндра в среде сыпучего материала. Этот прибор, кроме того, дает возможность точно устанавливать количество колебаний цилиндра, что очень важно, чтобы полнее учитывать физические свойства материалов.