一种用于核桃破壳力学特性参数测试的试验台

摘要

本发明公开了一种用于核桃破壳力学特性参数测试的试验台，变频器调节所述变频电机的转速，动力传输机构将变频电机的动力进行传动输出，执行机构对核桃进行破壳处理，破壳力测试系统测试核桃破壳力的大小，破壳能量测试系统测试执行机构撞击核桃前后的速度和加速度的大小以及破壳所需能量，破壳裂纹产生监测系统摄录核桃破壳时裂纹产生过程；该试验台可测试核桃破壳时果壳开裂的力学特性及破壳能量，在不同的加载力和不同的加载方位下测试果壳的开裂情况，寻找最佳的加载位置，准确测定核桃破壳力的大小、破壳所需能量以及破壳裂纹产生过程，该试验台结构简单，实用性强，将对核桃破壳加工设备的设计与开发提供重要的理论依据和试验基础。

主权项

一种用于核桃破壳力学特性参数测试的试验台，其特征在于，该试验台包括：变频电机；变频器，输入端与交流电源相连接，输出端与所述变频电机相连接，用于调节所述变频电机的转速；动力传输机构，与所述变频电机传动连接，用于将所述变频电机的动力进行传动输出；执行机构，与所述动力传输机构传动连接，用于对核桃进行破壳处理；破壳力测试系统，用于测试核桃破壳力的大小；破壳能量测试系统，用于测试所述执行机构撞击核桃前后的速度和加速度的大小以及破壳所需能量；破壳裂纹产生监测系统，用于摄录核桃破壳时裂纹产生过程；该试验台还设置有支架、试验台面、控制台，所述变频器、变频电机、动力传输机构、执行机构及试验台面安装在所述支架上，所述试验台面中央设置有用于放置试验核桃的凹槽，所述控制台与所述变频器、破壳力测试系统及破壳能量测试系统相连接，所述控制台上还设置有显示屏；所述动力传输机构包括：小带轮、皮带、大带轮、传动轴和滚动轴承，所述变频电机的输出轴上安装有所述小带轮，所述小带轮通过皮带与所述大带轮传动连接，所述大带轮安装在所述传动轴上，所述传动轴安装在所述滚动轴承上；所述执行机构包括：转盘、驱动连杆、滑动冲头，所述转盘的动力输入端与所述动力传输机构中的传动轴传动连接，所述转盘的动力输出端与所述驱动连杆传动连接，所述驱动连杆与所述滑动冲头传动连接；所述破壳能量测试系统包括：加速度传感器、前置放大电路、信号调理电路、模数转换电路、数据处理终端，所述加速度传感器与所述前置放大电路相连接，所述前置放大电路与所述信号调理电路相连接，所述信号调理电路与所述模数转换电路相连接，所述模数转换电路与所述数据处理终端相连接，所述数据处理终端与所述控制台上的显示器相连接，显示器对滑动冲头撞击核桃前后的速度和加速度的大小以及破壳所需能量进行显示；所述破壳力测试系统包括：压力传感器、信号放大器，所述试验台面的凹槽下方设置有所述压力传感器，所述压力传感器与所述信号放大电路相连接，所述信号放大电路与所述模数转换电路相连接，所述模数转换电路与所述数据处理终端相连接，所述数据处理终端通过控制台上的显示屏显示出破壳力的大小；所述破壳裂纹产生监测系统中设置有高速摄像机，试验台面上设置有对核桃破壳裂纹产生全过程进行摄录的高速摄像机，所述高速摄像机与所述数据处理终端相连接，同时核桃破壳裂纹产生全过程通过控制台上的显示屏显示；所述试验台破壳所需的能量的测定方法为：设λ＝R/L，活塞组件的位移x为x＝L+R‑(Lcosβ+Rcosα)   (1)Lsinβ＝Rsinαsinβ＝(R/L)sina＝λsina$cos\beta =\sqrt{1-{\sin }^2\beta }=\sqrt{1-{\lambda }^2{\sin }^2\alpha }---\left(2\right).$