[发明专利]杆状农业物料切割力学试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种杆状农业物料切割力学试验夹具，具体说是可实现不同切割方式、不同滑切角、不同切割间隙、不同刀刃角度切割试验的杆状农业物料切割试验装置，属于农业机械领域。

背景技术

近年来，农业物料生物力学性质是一个研究热点。一方面，研究杆状农作物力学性质为设计收获机械切割、粉碎机构，优化其工艺参数提供理论依据；另一方面，研究动物骨头力学性质，为揭示动物正常机体生长、阐明机体疾病的发病机理以及提供诊断和治疗方案提供参考。

目前，与力学试验机配套的杆状农业物料切割试验装置有剪切盒、类收获机切割器试验装置等。剪切盒难以保证上下接头同轴度，且各平板平面度及内表明粗糙度要求高，存在摩擦力分布不均匀的问题，影响试验精度；类收获机切割器试验装置中与力学试验机配套的小型单、双动刀切割试验装置等均无法灵活摆放杆状农业物料，无法系统分析横切、斜切等不同切割方式下杆状农业物料的切割力学性质。现有的切割装置中，切割刀片滑切角已确定，研究滑切角对物料力学性质的影响需加工制作不同的刀片，加工成本较高，且需要根据螺栓、螺母的规格更换刀片，存在着种类繁多、通用性差的问题，并不能灵活动、定刀片改变滑切角进行切割试验，工作效率低。现有切割装置的两切割刀片多紧密贴合，即两刀片间隙已固定，无法以切割刀片间隙为变量讨论其对切割力、切割功耗的影响。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种杆状农业物料切割力学试验装置，该装置与力学试验机配套，结构紧凑，可进行切割试验，并采集数据，该装置可实现不同刀片接触面间隙、刀片刃角、切割方式、滑切角的切割力学性质试验，达到了一机多用的效果。

本发明的杆状农业物料切割试验装置包括底座、定刀组件、动刀组件和试样夹持组件。所述底座为一规则平板，底座上安装有动刀组件和试样夹持组件，底座底部灵活放置于力学试验机平台。

所述定刀组件包括上接头、锁止螺母、定刀连接板、定刀片；所述定刀连接板为直角板，上端连接上接头，下端连接定刀片；所述上接头由螺杆和锁止螺母组成，直径不同的螺杆上端可与不同型号的力学试验机的夹头相配，并用锁止螺母紧固，螺杆下端与定刀连接板上端焊接。所述定刀片为矩形形状，矩形的长边一端与定刀连接板的下端用螺栓连接，长边的另一端为刀刃边。

所述的动刀组件包括滑切角调节板、动刀连接板、动刀片、量角器，所述滑切角调节板为直角板，上端设有中心孔和围绕中心孔的90º弧形孔，中心孔和弧形孔均穿有螺栓与动刀连接板左端连接，下端与底座用螺栓连接。所述动刀片包括光刃刀片和齿刃自磨锐刀片，均为等腰梯形形状，动刀片的底边与动刀连接板右端固定，等腰梯形的腰边为刀刃边；所述的量角器包括角度刻度板、连接螺栓和重锤指针，所述角度刻度板与动刀连接板左端固定连接；所述重锤指针悬挂于滑切角调节板上端穿过中心孔的连接螺栓。

所述的试样夹持组件包括滑槽、高度调节杆、限位螺母、试样载板、试样固定卡；所述滑槽长度为180-200 mm，且固定于底座；所述高度调节杆为两根螺杆，高度为105-120 mm，螺杆下端置于滑槽，上端穿有试样载板；所述试样载板由限位螺母定位在高度调节杆上，试样载板呈“F”形，试样载板竖板长度125-140mm，横板长度60-90mm，两横板间距10-24 mm，横板上表面标有刻度；所述试样固定卡夹于试样载板横板且位置灵活。

本发明的有益效果：（1）本发明通过更换上接头可与不同的力学试验机配套，试样由试样夹持组件夹持置于动刀刃线处，力学试验机驱动定刀组件垂直向下运动，将试样切断，结构简单，通用性强，安全可靠。（2）通过调节穿于滑切角调节板弧形孔中螺栓位置，可调节动刀片的位置从而改变了切割刀片的滑切角，实现了不同滑切角的力学性质试验。（3）通过微调底座在力学试验机平台的位置，通过筛尺测量，可调节动、定刀片接触面间隙，研究不同切割刀片接触面间隙下的力学性质。（4）通过更换不同刃角的刀片可研究不同刃角的刀片对物料切割力学性质的影响。（5）试样载板横板长度满足大于杆状农业物料直径，可放置多种杆状农业物料，例如农作物秸秆、动物骨头等试样，该装置适合多种物料的力学性质试验。

（6）试样载板横版上标有刻度值，摆放农业物料的位置不同，可实现杆状农业物料的横切和斜切力学性质试验。总之，通过上述部件及结构的改变，力学试验机能够以一定的频率采集并记录力学试验机切割工作时的切割位移、力值及功耗。本发明的杆状农业物料切割力学试验装置结构紧凑，可进行多种力学性质试验，达到了一机多用的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。