[发明专利]离心式土壤切向粘附摩擦力测试装置及其测试计算方法

说明书

本发明公开了一种离心式土壤切向粘附摩擦力测试装置及其测试计算方法，是由均质旋转圆盘、最小单片机系统、连接键、调速电机、电机固定架和固定螺栓组成，最小单片机系统固定设置在均质旋转圆盘上，均质旋转圆盘通过连接键固定设置在调速电机上端，调速电机固定设置在电机固定架上，固定架固定在工作台面上；本发明实现记录土壤从触土试件上沿着圆周运动的切向方向脱离触土试件状态的方法，利用单片机测量湿粘土上、下两端之间的电流，通过记录土壤从触土部件脱离时电机的转速，就可依据切向粘附摩擦力计算公式计算出被测土壤与触土试件之间的切向粘附摩擦力；本发明可以实现对不同性质、参数的土壤与不同触土材料之间的切向粘附摩擦力的测试。

技术领域

本发明涉及一种农业机械技术领域，特别涉及一种离心式土壤切向粘附摩擦力测试装置及其测试计算方法。

背景技术

在日常生活与工作中，特别是在农业生产与工程施工过程中，当土壤与地面机械触土部件间沿接触面切线方向发生相对移动时，即土壤沿着机具触土部件表面移动时，如土壤沿犁壁、推土板、挖掘机铲斗、铲运机货斗等触土面移动；或机具触土部件表面沿土壤移动时，如开沟器、犁底、锄、铁锹等沿土壤移动，土壤对机具触土部件的粘附阻力即为土壤对机具的切向粘附摩擦力。在土壤粘附的影响下，地面机械通过性能降低，工作阻力增大，能耗增大，生产效率降低，同时也加重了触土部件工作表面的磨损，降低部件的寿命，因此很有必要开发有效的减粘脱附技术及方法及其粘附摩擦力的测试与分析方法，特别是切向粘附摩擦力的测试与分析方法。

由于土壤粘附的复杂性与多变性，目前国内外对土壤与触土固体材料之间的粘附力测试装置主要集中在法向粘附力的测试；

比如专利号CN202735231U，CN205352913U，CN1051978A涉及的三种土壤粘附力测试装置均为法向方向的粘附力测试，而对于切向方向的土壤粘附摩擦力测试装置及其实用的测试方法暂无。

发明内容

本发明的目的是要解决上述现有的土壤粘附力测试装置均为法向方向的粘附力测试，缺少对切向方向的粘附摩擦力测试装置及其实用的分析方法等问题，而提供一种离心式土壤切向粘附摩擦力测试装置及其测试计算方法。

本发明之一种离心式土壤切向粘附摩擦力测试装置，是由均质旋转圆盘、最小单片机系统、连接键、调速电机、电机固定架和固定螺栓组成，最小单片机系统固定设置在均质旋转圆盘上，均质旋转圆盘通过连接键固定设置在调速电机上端，调速电机固定设置在电机固定架上，电机固定架通过固定螺栓固定在工作台面上；

所述均质旋转圆盘上设置有两根漆包导线、触土试件安放槽和单片机安放槽，一根漆包导线的一端连接最小单片机系统的输出端，另一端连接在触土试件上端，另一根漆包导线的一端连接在最小单片机系统的输入端，另一端连接在被测土壤上端，单片机安放槽设置在均质旋转圆盘中心处，触土试件安放槽设置在均质旋转圆盘边缘处，触土试件安放槽的厚度小于均质旋转圆盘厚度；

所述均质旋转圆盘的材料为有机玻璃或者钢制品；

所述单片机安放槽设置在调速电机轴杆与均质旋转圆盘中心孔的固定处，所述单片机安放槽为矩形；

所述的调速电机的转速范围上限为10000r/min；

一种离心式土壤切向粘附摩擦力的测试计算方法，具体步骤如下：

一、设定均质旋转圆盘的半径为R₀，其中0.1m＜R₀＜1m，厚度为h₀，其中0＜h₀＜0.05m，单片机安放槽长宽范围为l₁＜0.04m,b₁＜0.04m，深度h₁＜0.01m；