糧食適度加工，小麥、玉米、黃豆 - 湖北楚笑涢糧機(jī)

研究動態(tài)接觸下各種顆粒材料的物理動力學(xué)特性問題在各種工業(yè)過程中都非常重要。了解這些材料的特定物理特性有助于設(shè)計(jì)各種工藝流程。它還影響許多設(shè)備的構(gòu)造設(shè)計(jì)和解決方案，例如顆粒材料的結(jié)塊、研磨、運(yùn)輸和儲存。

事實(shí)上，顆粒材料整體宏觀響應(yīng)的決定因素受其性質(zhì)、形狀和微觀尺度顆粒尺寸分布的影響。顆粒形狀必須在承受復(fù)雜的機(jī)械梯度應(yīng)力狀態(tài)的宏觀尺度流動的顆粒間接觸力學(xué)演化中發(fā)揮作用。晶粒棱角和顆粒表面粗糙度的增加導(dǎo)致材料在宏觀尺度上的內(nèi)耗增加。

表征這些材料在加工和運(yùn)輸過程中的行為的最重要參數(shù)之一是摩擦力。在最簡單的方法中，可以通過測量摩擦力（與測試樣品運(yùn)動方向相切的力）或摩擦系數(shù)（摩擦力與負(fù)載的商）來分析摩擦現(xiàn)象。然而，這種方法不足以理解摩擦現(xiàn)象。由于該過程的多因素條件和所分析材料的高度可變性，與顆粒狀谷物材料的摩擦描述相關(guān)的問題非常復(fù)雜。因此，有必要考慮和了解個(gè)別因素對摩擦現(xiàn)象（壓力、速度、濕度、顆粒形狀等）的影響。

本文僅部分回答了這些問題。這些基本問題是：

?是什么決定了顆粒在摩擦過程中的具體行為（內(nèi)摩擦、外摩擦）？

?谷物的摩擦面積難以獲??？

?哪種谷物的摩擦過程更具確定性（周期性）？

?何時(shí)會發(fā)生不變的不穩(wěn)定性（摩擦力）？

?為什么摩擦過程的周期現(xiàn)象是多參數(shù)的，因此很復(fù)雜？

在顆粒材料相同的情況下，顆粒的形狀、顆粒取向和壓力（壓力）是非常重要的方面。根據(jù)這些因素的具體組合，最容易觀察到本文中描述的現(xiàn)象（即周期性自組織摩擦過程）（即自鎖、非球形顆粒形狀）。

對于低滑動速度，在兩種材料之間的摩擦（干摩擦、半干摩擦）期間，經(jīng)常觀察到摩擦振動（不穩(wěn)定力），當(dāng)超過臨界速度時(shí)，摩擦振動消失。在文獻(xiàn)中，這種現(xiàn)象被稱為“粘滑”，是由材料與表面的瞬間“粘附”引起的，隨后是接觸斷裂和滑動。

試驗(yàn)臺配備有以鋼板為底座的水平工作臺。將顆粒材料置于底部尺寸為 150 × 200 mm 的無底容器中。通過步進(jìn)電機(jī)強(qiáng)制進(jìn)給，并通過測力傳感器測量力值。適當(dāng)?shù)能浖试S實(shí)時(shí)控制速度、力和壓力值。

該研究針對與鋼板摩擦連接的一種最常見的顆粒狀谷物材料（即小麥）進(jìn)行。被測谷物的水分含量為9%。小麥與鋼板的接觸面為150×200mm的長方形?？紤]到晶粒的大小及其統(tǒng)計(jì)組織，與鋼板表面接觸的晶粒平均有 1990 個(gè)。

摩擦力變化的性質(zhì)非常清楚地揭示了被測材料之間的粘滑現(xiàn)象（摩擦力有規(guī)律的周期性變化），這在最低測試速度下最為明顯。

為了描述摩擦力的變化并確定粘滑現(xiàn)象的范圍，提出了兩個(gè)參數(shù)，即Ap（摩擦曲線的平均振幅）和Pf（摩擦力的平均周期距離），為分析摩擦力曲線的變化而提出的另一個(gè)參數(shù)是“齒”的平均峰值角β。

總的來說，我們可以說摩擦力的周期性現(xiàn)象與周期性能量儲存和周期性釋放的過程有關(guān)。這種能量的來源可能因所考慮的系統(tǒng)而異。該能量的一部分可以被耗散，然后摩擦力的規(guī)律周期性變化將不會發(fā)生。對于顆粒材料，能量耗散將與顆粒的連續(xù)重組（例如堆積）相關(guān)聯(lián)。

(I) 有規(guī)律的周期性摩擦過程（粘滑）?？梢钥吹骄哂锌芍貜?fù)高度的規(guī)則的“齒型”。

(II) 無規(guī)律的周期性摩擦過程。“齒型”是可見的，但它們的高度之間存在明顯差異。第一個(gè)“齒型”和其他“齒型”的高度之間的差異明顯增加（運(yùn)動開始 - 靜摩擦）。

(III) 沒有周期性的摩擦過程。摩擦力圖變得相對平滑。樣品開始時(shí)可見的力峰值（靜摩擦）。下一階段相對穩(wěn)定（動摩擦）。