[發明專利]桿狀農業物料切割力學試驗裝置

在審

• 申請號: 201710589623.0
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107271309A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 崔清亮;張燕青;李紅波;郭玉明;薛晉霞;張寧;侯華銘;暢治兵
• 申請（專利權）人: 山西農業大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58;G01N3/02
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所14108
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明涉及一種桿狀農業物料切割力學試驗夾具，具體說是可實現不同切割方式、不同滑切角、不同切割間隙、不同刀刃角度切割試驗的桿狀農業物料切割試驗裝置，屬于農業機械領域。

背景技術

近年來，農業物料生物力學性質是一個研究熱點。一方面，研究桿狀農作物力學性質為設計收獲機械切割、粉碎機構，優化其工藝參數提供理論依據；另一方面，研究動物骨頭力學性質，為揭示動物正常機體生長、闡明機體疾病的發病機理以及提供診斷和治療方案提供參考。

目前，與力學試驗機配套的桿狀農業物料切割試驗裝置有剪切盒、類收獲機切割器試驗裝置等。剪切盒難以保證上下接頭同軸度，且各平板平面度及內表明粗糙度要求高，存在摩擦力分布不均勻的問題，影響試驗精度；類收獲機切割器試驗裝置中與力學試驗機配套的小型單、雙動刀切割試驗裝置等均無法靈活擺放桿狀農業物料，無法系統分析橫切、斜切等不同切割方式下桿狀農業物料的切割力學性質。現有的切割裝置中，切割刀片滑切角已確定，研究滑切角對物料力學性質的影響需加工制作不同的刀片，加工成本較高，且需要根據螺栓、螺母的規格更換刀片，存在著種類繁多、通用性差的問題，并不能靈活動、定刀片改變滑切角進行切割試驗，工作效率低。現有切割裝置的兩切割刀片多緊密貼合，即兩刀片間隙已固定，無法以切割刀片間隙為變量討論其對切割力、切割功耗的影響。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種桿狀農業物料切割力學試驗裝置，該裝置與力學試驗機配套，結構緊湊，可進行切割試驗，并采集數據，該裝置可實現不同刀片接觸面間隙、刀片刃角、切割方式、滑切角的切割力學性質試驗，達到了一機多用的效果。

本發明的桿狀農業物料切割試驗裝置包括底座、定刀組件、動刀組件和試樣夾持組件。所述底座為一規則平板，底座上安裝有動刀組件和試樣夾持組件，底座底部靈活放置于力學試驗機平臺。

所述定刀組件包括上接頭、鎖止螺母、定刀連接板、定刀片；所述定刀連接板為直角板，上端連接上接頭，下端連接定刀片；所述上接頭由螺桿和鎖止螺母組成，直徑不同的螺桿上端可與不同型號的力學試驗機的夾頭相配，并用鎖止螺母緊固，螺桿下端與定刀連接板上端焊接。所述定刀片為矩形形狀，矩形的長邊一端與定刀連接板的下端用螺栓連接，長邊的另一端為刀刃邊。

所述的動刀組件包括滑切角調節板、動刀連接板、動刀片、量角器，所述滑切角調節板為直角板，上端設有中心孔和圍繞中心孔的90o弧形孔，中心孔和弧形孔均穿有螺栓與動刀連接板左端連接，下端與底座用螺栓連接。所述動刀片包括光刃刀片和齒刃自磨銳刀片，均為等腰梯形形狀，動刀片的底邊與動刀連接板右端固定，等腰梯形的腰邊為刀刃邊；所述的量角器包括角度刻度板、連接螺栓和重錘指針，所述角度刻度板與動刀連接板左端固定連接；所述重錘指針懸掛于滑切角調節板上端穿過中心孔的連接螺栓。

所述的試樣夾持組件包括滑槽、高度調節桿、限位螺母、試樣載板、試樣固定卡；所述滑槽長度為180-200 mm，且固定于底座；所述高度調節桿為兩根螺桿，高度為105-120 mm，螺桿下端置于滑槽，上端穿有試樣載板；所述試樣載板由限位螺母定位在高度調節桿上，試樣載板呈“F”形，試樣載板豎板長度125-140mm，橫板長度60-90mm，兩橫板間距10-24 mm，橫板上表面標有刻度；所述試樣固定卡夾于試樣載板橫板且位置靈活。

本發明的有益效果：（1）本發明通過更換上接頭可與不同的力學試驗機配套，試樣由試樣夾持組件夾持置于動刀刃線處，力學試驗機驅動定刀組件垂直向下運動，將試樣切斷，結構簡單，通用性強，安全可靠。（2）通過調節穿于滑切角調節板弧形孔中螺栓位置，可調節動刀片的位置從而改變了切割刀片的滑切角，實現了不同滑切角的力學性質試驗。（3）通過微調底座在力學試驗機平臺的位置，通過篩尺測量，可調節動、定刀片接觸面間隙，研究不同切割刀片接觸面間隙下的力學性質。（4）通過更換不同刃角的刀片可研究不同刃角的刀片對物料切割力學性質的影響。（5）試樣載板橫板長度滿足大于桿狀農業物料直徑，可放置多種桿狀農業物料，例如農作物秸稈、動物骨頭等試樣，該裝置適合多種物料的力學性質試驗。

（6）試樣載板橫版上標有刻度值，擺放農業物料的位置不同，可實現桿狀農業物料的橫切和斜切力學性質試驗。總之，通過上述部件及結構的改變，力學試驗機能夠以一定的頻率采集并記錄力學試驗機切割工作時的切割位移、力值及功耗。本發明的桿狀農業物料切割力學試驗裝置結構緊湊，可進行多種力學性質試驗，達到了一機多用的效果。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。