Niniejsza praca dotyczy badań nad współczynnikami tarcia zewnętrznego (statycznego i kinetycznego) ziaren pszenicy z wykorzystaniem autorskiego urządzenia z mechatronicznym układem pomiarowym.
W urządzeniu tym zlikwidowano istotne wady w tej technice pomiarowej, a mianowicie: nierównomierne (manualne) unoszenie ramienia równi oraz wzrokowy odczyt wartości mierzonych parametrów. Umożliwiło to precyzyjny i dokładny pomiar parametrów niezbędnych do wyznaczania współczynników tarcia zewnętrznego.
Zasadniczym celem pracy było określenie przydatności ww. urządzenia do pomiaru wymienionych właściwości fizycznych dla pojedynczych cząstek materiału sypkiego.
Materiał badawczy stanowiły ziarniaki pszenicy ozimej, odmiany Naridana, o wilgotności 12,3%. W trakcie badań były one przechowywane w eksykatorze, w celu wyeliminowania wpływu zmian wilgotności na wartości mierzonych parametrów.
Doświadczenia przeprowadzono dla wymiennych podłoży (powierzchni trących) wykonanych ze: stali nierdzewnej INOX, drewna sosnowego, PVC oraz gumy bez osnowy. W trakcie badań zmieniano: prędkość unoszenia ramienia równi w zakresie od 0,017 do 0,087 rad•s-1 oraz sposób ułożenia ziarniaków pszenicy. Przyjęto cztery warianty ułożenia ziarniaków na podłożu. W badaniach czynniki te przyjęto za zmienne niezależne, a pomiary przeprowadzono dla wszystkich ich kombinacji. W doświadczeniach wykorzystano także kamerę do szybkich zdjęć, typu i-SPEED TR, celem rejestracji zjawisk trudnych do oceny wizualnej.
Stwierdzono, że zastosowanie urządzenia z mechatronicznym układem pomiaru parametrów umożliwiających wyznaczanie współczynników tarcia zewnętrznego pojedynczych składników materiałów sypkich pozwala na precyzyjne określenie współczynników tarcia statycznego. W przypadku współczynników tarcia kinetycznego uzyskuje się błędne wyniki, ze względu na specyficzny charakter ruchu cząstek, który nie odzwierciedla znamion ruchu jednostajnie przyspieszonego. Rodzaj podłoża (materiału konstrukcyjnego) jest jedną z najistotniejszych determinant mających wpływ na wartości współczynników tarcia statycznego. Wykazano, że statystycznie istotne różnice w tej cesze występowały między wszystkimi rodzajami materiałów. Najwyższe wartości współczynników tarcia statycznego ziarniaków pszenicy zarejestrowano dla podłoża wykonanego z gumy. Niższe wartości tej cechy odnotowano, kolejno, dla podłoży z: PVC, drewna i gumy. Prędkość kątowa unoszenia ramienia równi, w przyjętym do badań zakresie zmienności nie ma wpływu na wyniki pomiarów współczynnika tarcia statycznego. Istotnym czynnikiem, wpływającym na wartości współczynnika tarcia statycznego pojedynczych składników materiałów sypkich, jest ich sposób ułożenia w stosunku do możliwego kierunku ruchu. Stwierdzono, że dla ziarniaków pszenicy początek ruchu następował najszybciej przy układaniu ich tak, by styk z podłożem następował stroną grzbietową, a podłużna oś była zorientowana prostopadle do przewidywanego kierunku ruchu. Ruch ziarniaków pszenicy po podłożach, z różnych materiałów konstrukcyjnych, nie ma charakteru ruchu jednostajnie przyspieszonego. Analiza fotografii wykonanych kamerą do szybkich zdjęć wykazała, że jest to ruch „chaotyczny" z licznymi odbiciami, powodującymi zmianę toru i prędkości ruchu obiektu. Dodatkowo stwierdzono, że w przypadku podłoża wykonanego z gumy następuje całkowite jego zakłócenie, gdyż pojawiają się chwilowe „zatrzymania" ziarniaków pszenicy.