專利名稱：一種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種通過測試面團流變學(xué)特性進而評價面粉品質(zhì)的試驗設(shè)備，也就是通常所稱的粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，適合面粉筋力強度和吸水性能的測試。
背景技術(shù)：
粉質(zhì)儀是通過測試面團的流變學(xué)特性來衡量面粉筋力強度的測試儀器，主要指標(biāo)有吸水量、形成時間、穩(wěn)定時間和衰減度等。
傳統(tǒng)的粉質(zhì)儀對面團攪拌阻力的測定，采用一種機械式杠桿測力結(jié)構(gòu)，主要包括揉面缽、自由動力計、杠桿系統(tǒng)、油阻尼器、機械繪圖系統(tǒng)。主要工作原理是面團在攪拌過程中的阻力力矩傳遞給電機，電機將這一力矩的大小轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰菩盘?，?jīng)杠桿系統(tǒng)傳遞給機械繪圖裝置，從而得到反映攪拌扭矩的粉質(zhì)曲線。在試驗結(jié)束后由試驗員對該粉質(zhì)曲線進行測量計算來評價面粉品質(zhì)狀況。
這種機械式粉質(zhì)儀的扭矩測試裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作調(diào)試繁瑣，測量精度和準(zhǔn)確度較差，需要人工對粉質(zhì)圖進行分析和測量，人為誤差大。
近幾年發(fā)展的電子式扭矩測試系統(tǒng)，采用動態(tài)扭矩傳感器串聯(lián)在電機與揉面缽之間，扭矩傳感器的轉(zhuǎn)子隨動力軸旋轉(zhuǎn)。這種扭矩傳感器的信號由轉(zhuǎn)子向定子輸出的方式為非接觸式或接觸式。這種扭矩測試方式主要問題是對扭矩傳感器的技術(shù)要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高或者可靠性不好。非接觸式的扭矩傳感器采用了轉(zhuǎn)子和定子能源與信號交換的無接觸耦合，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價格昂貴。接觸式扭矩傳感器采用碳刷式由轉(zhuǎn)子向定子傳遞能量和信號的方式，使用時間長了碳刷易磨損，造成接觸不良，結(jié)果不準(zhǔn)確或無法使用。
本發(fā)明人已有實用新型專利采用靜態(tài)扭矩傳感器，傳感器扭矩測量軸不隨動力軸一起旋轉(zhuǎn)。它采用靜態(tài)扭矩傳感器測定電機外殼體的反作用扭矩得出電機軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。這種結(jié)構(gòu)形式的靜態(tài)傳感器必須固定在電機末端軸伸延長線上，實現(xiàn)了采用結(jié)構(gòu)較為簡單的靜態(tài)扭矩傳感器來測定電機軸的旋轉(zhuǎn)扭矩之目的，但儀器仍顯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行平穩(wěn)度和噪音尚待完善。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點而提供一種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，該裝置對旋轉(zhuǎn)阻力的測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，精度高，整機結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)可靠、噪聲低、成體低，易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的電算化處理。
本實用新型技術(shù)方案的整體思路是采用一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、技術(shù)成熟、精度高的測力傳感器來測定粉質(zhì)儀減速電機外殼體在指定力臂長度處的壓力或拉力，根據(jù)力矩計算公式，力矩＝力×力臂長，得出電機外殼體的反作用旋轉(zhuǎn)扭矩。此值大小等于電機動力輸出軸給予攪拌刀的旋轉(zhuǎn)扭矩。測力傳感器的力信號經(jīng)變換處理傳遞給計算機，由計算機根據(jù)力臂長自動計算粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩，并繪制粉質(zhì)圖，分析粉質(zhì)試驗結(jié)果。
本實用新型的技術(shù)方案是該種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，包括揉面缽、減速電機、減速電機輸出軸通過揉面缽齒輪箱聯(lián)接揉面缽內(nèi)的一對攪拌刀，其特征在于減速電機法蘭盤固定在浮動軸套立板一端面上，浮動軸套軸尾端焊接在浮動軸套立板的另一端面上；浮動軸套軸通過軸承嵌于浮動軸套底座中且相對于浮動軸套底座可自由轉(zhuǎn)動，減速電機輸出軸通過浮動軸套孔腔聯(lián)接揉面缽齒輪箱及一對攪拌刀；浮動軸套立板側(cè)面徑向設(shè)有力臂桿，力臂桿的外端部聯(lián)接測力傳感器；該測力傳感器聯(lián)接在數(shù)據(jù)采集卡和計算機上。
本實用新型進一步的技術(shù)方案是聯(lián)接減速電機法蘭盤的浮動軸套立板側(cè)面徑向力臂桿垂直于減速電機輸出軸并聯(lián)接測力傳感器，以便于直接得出力矩，不必修正。
當(dāng)浮動軸套立板與減速電機法蘭盤簡化為一體時，力臂桿等于直接固定在減速電機外殼體上。
減速電機輸出軸與揉面缽齒輪箱輸入軸采用聯(lián)軸器聯(lián)接或撥叉聯(lián)接，也可直接聯(lián)接。
本實用新型的工作原理是面粉在揉面缽加水?dāng)嚢柽^程中，電機減速器動力輸出軸傳遞給揉面缽主攪拌刀力矩，驅(qū)動揉面缽中的兩個攪拌刀按規(guī)定的速度轉(zhuǎn)動。根據(jù)力矩平衡條件定理，電機架或電機外殼體的反作用力矩等于減速器動力輸出軸傳遞給揉面缽主攪拌刀的力矩。采用測力傳感器檢測電機外殼體在特定力臂長度處的壓力或者拉力，根據(jù)力矩公式此值乘以力臂長即為電機外殼體的反作用扭矩，由此得出減速電機給予揉面缽攪拌刀的旋轉(zhuǎn)扭矩(即儀器的旋轉(zhuǎn)扭矩)。測力傳感器把力信號變換為電信號，并將信號傳輸給數(shù)據(jù)采集卡和計算機，由計算機對力數(shù)據(jù)乘以力臂長度得出扭矩值，繪制扭矩圖(粉質(zhì)圖)并分析、記錄、打印。
本實用新型的有益效果是，本方案由測力傳感器采集壓力或者拉力數(shù)據(jù)，并由計算機對此力值乘以力臂長得出電機軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。本方案對扭矩的測定，未采用傳統(tǒng)的機械杠桿測力結(jié)構(gòu)，也未采用近幾年發(fā)展的動態(tài)扭矩傳感器或靜態(tài)扭矩傳感器，而是采用測力傳感器，由計算機自動對電機外殼體在指定力臂長度處的壓力或拉力乘以力臂長得出粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩。本方案由計算機自動對數(shù)據(jù)分析處理、繪制粉質(zhì)圖，較機械杠桿測力結(jié)構(gòu)和機械繪圖結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，儀器調(diào)試簡單，減少了人為誤差。本方案采用測力傳感器來測定電機的旋轉(zhuǎn)扭矩，測力傳感器相對動態(tài)扭矩傳感器或靜態(tài)扭矩傳感器而言，制造技術(shù)成熟，運行可靠，故障率低，數(shù)據(jù)精度高誤差小，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低。采用本專利技術(shù)制作的粉質(zhì)儀，整體結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)噪聲低，數(shù)據(jù)精度高，可靠性好，整機制造成本得以降低。
圖為本實用新型實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中；1.揉面缽、2.攪拌刀、3.揉面缽齒輪箱、4.聯(lián)軸器、5.減速電機輸出軸、6.軸承、7.浮動軸套孔腔、8.浮動軸套底座、9.浮動軸套立板、10.浮動軸套軸、11.力臂桿、12.減速電機法蘭盤、13.減速器、14.電機、15.測力傳感器、16.數(shù)據(jù)采集卡(模數(shù)轉(zhuǎn)換卡)、17.計算機主機、18.計算機顯示器。
具體實施方式
本實用新型實施方案結(jié)構(gòu)如圖所示。本方案中粉質(zhì)儀扭矩測試系統(tǒng)包括揉面缽1，攪拌刀2，聯(lián)軸器4，減速電機輸出軸5，軸承6，浮動軸套7，浮動軸套底座8，浮動軸套立板9，浮動軸套軸10，力臂桿11，減速器13，電機14，測力傳感器15，數(shù)據(jù)采集和計算機數(shù)據(jù)處理等部分。
揉面缽1中含有兩個攪拌刀2，其中一個與減速器輸出軸5通過聯(lián)軸器連接，為主攪拌刀，另外一個為副攪拌刀，主攪拌刀和副攪拌刀通過揉面缽齒輪箱3中的一對齒輪來實現(xiàn)差速相對轉(zhuǎn)動。浮動軸套軸10通過軸承6嵌于浮動軸套底座8中，浮動軸套軸10尾端焊接在浮動軸套立板9上。浮動軸套底座8相對靜止不動，浮動軸套立板9和浮動軸套軸10則可以自由轉(zhuǎn)動。減速器13與電機14直聯(lián)為一體，成為減速電機，減速電機通過法蘭盤12固定在浮動軸套立板9上，減速電機輸出軸5通過浮動軸套孔腔7聯(lián)接主攪拌刀。自浮動軸套立板9向外引出力臂桿11，力臂桿在一定的力臂長度處聯(lián)接測力傳感器15。在電機驅(qū)動攪拌刀旋轉(zhuǎn)時，力臂桿11給予測力傳感器15一定的壓力或拉力，其值乘以力臂長度即為電機外殼體的反作用扭矩，電機動力軸給予攪拌刀的作用扭矩等于電機外殼的反作用扭矩。測力傳感器15測出的力信號通過數(shù)據(jù)采集卡16傳輸給計算機主機17，由計算機主機17對力值乘以力臂長得出扭矩大小，通過計算機顯示器18直觀顯示出來。
本方案工作原理是面粉在揉面缽加水?dāng)嚢柽^程中，電機減速器或減速電機輸出軸5傳遞給揉面缽主攪拌刀2力矩，驅(qū)動揉面缽中的兩個攪拌刀按規(guī)定的速度轉(zhuǎn)動。根據(jù)力矩平衡條件定理，電機架或電機外殼體的反作用力矩等于減速器動力輸出軸傳遞給揉面缽主攪拌刀的力矩。本實用新型采用測力傳感器15檢測電機外殼體在特定力臂長度處的壓力或者拉力，根據(jù)力矩公式此值乘以力臂長即為電機外殼體的反作用扭矩，由此得出減速電機給予揉面缽攪拌刀的旋轉(zhuǎn)扭矩(即儀器的旋轉(zhuǎn)扭矩)。測力傳感器15把力信號變換為電信號，輸出至數(shù)據(jù)采集卡16(模數(shù)轉(zhuǎn)換卡)，數(shù)據(jù)采集卡16把測力傳感器15測定的連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為計算機可采集的數(shù)字量并將數(shù)字信號傳輸給計算機主機17，由計算機對力數(shù)據(jù)乘以力臂長度得出扭矩值，繪制扭矩圖(粉質(zhì)圖)并分析測試數(shù)據(jù)、記錄測試結(jié)果。
本方案指出了一種全新的粉質(zhì)儀旋轉(zhuǎn)扭矩測試方法，通過測力傳感器測定電機外殼體的反作用扭矩得出面團對攪拌刀的攪拌阻力扭矩。測力傳感器位于減速電機動力輸出軸的一側(cè)。
本實施方案減速減速電機輸出軸5與主攪拌刀2通過聯(lián)軸器4聯(lián)接，也可采用撥叉聯(lián)接或直聯(lián)聯(lián)接。
本實施方案可以采用柱式、圓筒形、懸臂粱式等各種外觀形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理的測力(稱重)傳感器。力臂桿可以向右延伸，也可以向左延伸，相應(yīng)測力傳感器位置在減速電機動力輸出軸軸線的右側(cè)、左側(cè)。不過一側(cè)測力傳感器為向下壓工作方式，另一側(cè)為向上拉工作方式。
本實施方案中，浮動軸套立板9、浮動軸套軸10通過位于浮動軸套底座8中的兩只軸承，取得相對與浮動軸套底座8而言可以自由轉(zhuǎn)動之效果。也可以不采用軸承，而采用銅套等使浮動軸套立板9、浮動軸套軸10得以懸浮，取得同樣自由轉(zhuǎn)動效果。
本實施方案中，電機直聯(lián)機械減速器，通過選擇合適的減速比得到所要求的輸出速度，也可以采用變頻調(diào)速等較為復(fù)雜的電子式速度控制方式，調(diào)速方式更加靈活。
權(quán)利要求1.一種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，包括揉面缽(1)、減速電機、減速電機輸出軸(5)通過揉面缽齒輪箱(3)聯(lián)接揉面缽內(nèi)的一對攪拌刀(2)，其特征在于減速電機法蘭盤(12)固定在浮動軸套立板(9)一端面上，浮動軸套軸(10)尾端焊接在浮動軸套立板(9)的另一端面上；浮動軸套軸(10)通過軸承(6)嵌于浮動軸套底座(8)中且相對于浮動軸套底座(8)可自由轉(zhuǎn)動，減速電機輸出軸(5)通過浮動軸套孔腔(7)聯(lián)接揉面缽齒輪箱及一對攪拌刀(2)；浮動軸套立板(9)側(cè)面徑向設(shè)有力臂桿(11)，力臂桿(11)的外端部聯(lián)接測力傳感器(15)；該測力傳感器聯(lián)接在數(shù)據(jù)采集卡(16)和計算機上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，其特征在于聯(lián)接減速電機法蘭盤的浮動軸套立板(9)側(cè)面徑向力臂桿垂直于減速電機輸出軸(5)并聯(lián)接測力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，其特征在于力臂桿(11)直接固定在減速電機外殼體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，其特征在于減速電機輸出軸(5)與揉面缽齒輪箱(3)輸入軸采用聯(lián)軸器聯(lián)接、撥叉聯(lián)接或直聯(lián)聯(lián)接。
專利摘要一種粉質(zhì)儀的旋轉(zhuǎn)扭矩測試裝置，涉及一種通過測試面團流變學(xué)特性進而評價面粉品質(zhì)的試驗設(shè)備，它采用測力傳感器檢測電機外殼體在特定力臂長度處的壓力或者拉力，根據(jù)力矩公式此值乘以力臂長即為電機外殼體的反作用扭矩，由此得出減速電機給予揉面缽攪拌刀的旋轉(zhuǎn)扭矩(即儀器的旋轉(zhuǎn)扭矩)。測力傳感器把壓力信號變換為電信號，并將信號傳輸給數(shù)據(jù)采集卡和計算機，由計算機對壓力數(shù)據(jù)乘以力臂長度得出扭矩值，繪制扭矩圖(粉質(zhì)圖)并分析、記錄、打印。該裝置對旋轉(zhuǎn)扭矩的測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，精度高，整機結(jié)構(gòu)簡單、運行平衡可靠、噪聲低、成體低，易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的電算化處理。適合面粉筋力強度和吸水性能的測試。
文檔編號G01N11/14GK2844893SQ20052008869
公開日2006年12月6日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者張先和, 馬鳳鳴 申請人:張先和