Плотномер для определения твердости почвы

Плотномер для определения твердости почвы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

¹ 103381

Класс 42k, 29в„

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО

К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

A. Г. Цы м бал

ПЛОТНОМЕР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЧВЫ

Заявлено 3 марта 1955 г. за iI 13356,, 452434 !! Мвнпстерство сельского хозяйства СССР

Основное dBT. св л 96761 от 6 апреля 1953 г. на имя того я е 7HllcL

В основном авт. св. № 96761 описано устройство и действие плотномера — прибора для определения твердости грунта — с применением конусного наконечника и регистрирующего механизма, на который усилие расклинивания грунта передается при помощи тросика, а усилие трения конусного наконечника о грунт — при помощи спиральной пружины.

Недостатком конструкции плотномера по основному авт. св, № 96761 является то, что on дает возможность определить лишь усилие трения конусного наконечника о почву, являющееся функцией усилия расклинивания и коэффициента трения почвы о металл.

Плотномер согласно дополнительному изобретению дает возможность раздельного определения усилия расклинивания почвы и трения конусного наконечника о почву.

Плотномер имеет ту особенность. что, с целью расширения функций плотномера, несущая наконечник штанга уравновешена одновременно против действия вертикального усилия расклинивания почвы наконечником п против момента трения почLû о наконечник двумя пружинами, каждая пз которых кинематпчески соединена с отдельны:,1 пером регистрирующего устройства, На фиг. 1 изображен плотпомер в продольном разрезе; фпг. 2 — 4 и оясняют вывод формул, применяемых при пспользовашш плотномера, Плотпомер собран па штативе 1. в верхней части которого установлена втулка 2. В гайку 3 ес дна BBHHчен ходовой винт 4 " продольной шпоночной канавкой, в которой скользит шпонка 5, закрепленная внутри конической шестерни б, сцепленной с ведущей конической шестерней 7, имеющей рукоятку 8. Ниже прикреплены плоские пружины 9 и 10, имеющие в работе небольшой прогиб, что повышает точность плотномера.

На корпус 11 прибора свободно надет барабан 12 с двумя катушками 18 для бумажной ленты и основание 14 с установленными на нем составля ющим и одно целое шестер нями 15 и 1б. Шестерня 15 находится в зацеплении.с шестерней 17 барабзпя 12, а шесгечпя 16; шесгернсй

l8 корпуса П.

Внутрь трубчатого корпуса 11 !Иходит стержеш. 19, который, опираясь на шариковые опоры, может легко ировопячивяться II перемс!цяться

«ДОЛЬ ОСИ КОРПУСЯ.

Ня Йижн!Ою часть (!TED}çæíß 19 IIH«инчен конусный наконечник 20.

Дг!я определеиия физико-мехапи-!

eclat;!x свойств почвы штати«1 ста«ится па повер I!QcTb IIÎ !«ы поп,,"Р кащей исследованию. При вращении рукоятки 8 и конической шестерни э ходовой винт 4 также вращается и, вьинчиваясь «гайку втулки 2, перемещается «пиз.

Вместе с винтом 4 co«eprn lcl «ряIIlBTcJIьное и одновременно послупагельнос движение трубчатый корпус

l1 и стержень 19 с конусйым нако-!!ечником 20.

При погружении «почву конусный аконечник 20 преодолевает усилие расклинивания, направленное «ергикально вверх, и момент трения скольжения почвы о по«ерхность копусного наконечника.

Усилие Р, расклинивания уравно«ешивается пружиной 10, так как

«ерхний конец стержня 19 упирается

«нее, сооощая ей изгиб, пропорциочальный действующему вертика пын1му усилию и регистрируемый пером

21 на бумажной ленте, натянутой ня

«нешней поверхности барабана 12.

Момент сопротивления трения конуса о почву при «ыбранных параметрах металлического конуса оудет функцией коэффициента трения поч«ы о металл или прилипшей почвы

io почве и усилия расклинивания.

Этот момент уравновешивается пру киной 9, к концу которой прикреплен тросик 22, на«итый пя барабанчик стержня 19.

Велич !на момента сил трения бу, !ет регистрироваться на бумажной ,ленте пером 28 коленчатого рычага

24, шарнирно соединенного с пружиной 10.

Поворот барабана 12 пропорционален глубине погружения конуса и

Осуществляется автоматически с помощью шестеренчатой передачи так, что при полном погружении конуса 20 барабан совергпает 0,95 обоРот I (vi II«,:II I! ..II: fli) !P v6 !

Таким образом, па диаграммной ,!Снтс раздельно регистрируется как усилие расклинивапия, характеризующее механическу!о прочность ск(летя почвы, так и «еличипа силы трРьия, H виде момента трения поверх-! юсти конуса о поч«у, являющегося функцией коэффициента трения поч«ы о металл и нормального давления (так кс являющегося функцией уси, 1 ИЯ РЯСКЛИИИВЯНИ5!) .

Регистрируемое в данном случае (а также всеми плотномерами типа плотпомера В. Il. Горячкина) уси лис расклинивания P (фиг. 2) является суммой чистого усилия раск.гипивания Р и «сртикальной составляющей силы трения конуса и почву Т„ тaK как

Р Р„+ 7 „-= 2N э(па + 2У! сова, (1) откуда чистое усилие раскпинивания

6удет равно: (2) Р,, = — Р-- Т„ .

Лначение силы трения T определяется пз выражения момента силы трения.

Момент силы трения, регистрируемый приоором, численно равен: (3) Л T 7 и Дv„„

I!Ic: Т„составляющая силы трения в плоскости, перпендикуляр ной оси вр а щсни я; г, — средний радиус конуса.

При выбранных параметрах конуса, передачи и шага ходового винта соотношение между окружной скоростью точек конуса и вертикальной поступательной скоростью графически изображается, как показано на фиг. 3.

Векторы вертикальной состаьляющей силы трения Т, и составляющей силы трения Т„совпадают по линии действия соответственно векторов скоростей V, и V„, причем графическим построением определяется значение силы трения T (фиг. 41.

Для этого от полюса Р под углом откладыва!От линию 77 и, спроек№ 10ЗЗЯ1 гировав на нее силу I, получают численное значение силы Т; (в масштабе построения). После этого представляется возможным определить по формуле (2) нстинное значение усилия расклинивания.

Коэффициент трения грунта о анталл определяется из выражения:

7 T sinn М яппи

Я Р P r р cos cr

7 М с = — — — ===-.

S Sr cos a. (5) где 5 -- плошадь боковой поверхности кон7са.

На основании опытов найдена сле.цующая важная теоретическая зависимость:

Т

К 1+ f et@ где: К - — удельное сопротивление плуга, культиватора и т. п.; т — — переходный коэффициент, постоянный для данного типа орудия и параметров кончса прибора.

Огнопгение — "- для значения коэфК; фициентов трения грунта о металл от

0,3 до 0,9 есть величина, почти постоянная для данного типа рабочих орга«ов; для плуга, например — == 11,5.

К;

Эта зависимость полностью под вержда ется н а практике.

Коэффициент трения грунта о грунт легко определить с помощью прибора, если заменить шлифованный наконечник 20 конусным наконечником с шероховатой поверхностью, подобной напильнику, так как в этом случае будет происходить трение прилипшего грунта о грунт.

Численное значение коэффициента внутреннего трения грунта определится по формуле (4).

Удельная сила трения скольжения грунта о металл определяется из выражения: („дедовательно, представляется возможным с помощью прибора определить, какое будет удельное сопротивление машины на данной исследуемой почве.

Для определения почвенного коэффициента, характеризующего транспортирующую способность почвы при перекатывании колесного хода сельскохозяйственной машины, на стержне 19 закрепляется поводок 25 с колесом 2б. При вращении рукоятки b поводок 25 опишет окружность около 300 .

Усилие перекатывания Р„ колеса

«о данной почве регистрируется на бумажной ленте в виде момента М,. и будет численно равно:

Л, и и (7) i де: Л длина поводка 25.

По величине почвенного коэффициента для данных почвенных условий расчетным путем определяется сопротивление перекатывания колесного хода.

11редмет изобретения

1. Плотном ер для определения твердости почвы по авт. св. № 9б761 с применением вращающегося конусного наконечника и регистрирующего усилие трения наконечника о почву устройства, отличающийся тем. что, с целью расширения функций плотном ера, несущая наконечник штанга уравновешена одновременно против действия вертикального усилия расклинивания почвы наконечником и против момента трения почвы о наконечник двумя пружинами. каждая из которых кинематическн соединена с отдельным пером регистрирующего устройства.

2. Форма выполнения плотномера по п. 1, отлича ющаяс я тем, что для повышения точности его работы уравновешивающие штангу пружины выполнены плоскими с малым прогибом, предотвращающими возникновение в регистрации усилий искажений, зависящих от скачкообразного характера скорости вращения наконечника.