Установка для объемного тензометрирования

Установка для объемного тензометрирования

Реферат

Изобретение относится к области сельскохозяйственного и лесохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных приборов, и может быть использовано для изучения силовых характеристик рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Известно измерительное устройство для исследования рабочих органов почвообрабатывающих машин, состоящее из двух последовательно соединенных паралеллограммных механизмов, ориентированных продольно и поперечно в горизонтальных плоскостях, которые монтируются на раме, имеющей сцепное устройство. На рамке поперечно ориентированного паралеллограммного механизма расположена площадка для крепления рабочего органа. Жесткость системы достигается соединением паралеллограммов с кронштейнами, установленными на основании, при помощи измерительных звеньев, сориентированных, соответственно, продольно и вертикально в горизонтальных плоскостях. Такая конструкция позволяет непосредственно измерять продольную Px и поперечную Py составляющие силы сопротивления. К недостаткам прототипа относятся невозможность измерения вертикальной составляющей силы сопротивления и сложность изготовления конструкции, обладающей приемлемой жесткостью (патент на полезную модель №62701, G01L 5/13, 27.04.2007).

Наиболее близким по технической сущности является тензометрическая навеска, которая состоит из трех неподвижных тяг, аналогичных тягам тракторной навески, на каждой из которых установлено по измерительному звену. При установке рабочего органа система приобретает жесткость. Тяговое сопротивление Px получают сложением показаний измерительных звеньев. (Бартенев И. М., Гончаров П.Э. Устройства для замера тягового сопротивления навесных почвообрабатывающих орудий на вырубках / Воронежская государственная лесотехническая академия. - Воронеж, 1998. - 8 с.: ил. - Библ.: 3 назв. - русский. - Деп. в ВИНИТИ РАН 25.02.1998 №525-В1998).

Недостатком прототипа является невозможность отдельного фиксирования вертикальной Pz, боковой Py составляющих сил сопротивления и погрешности измерения Px, возникающей из-за влияния изгибающих моментов на измерительные звенья

Задачей технического решения является разработка конструкции установки для объемного тензометрирования, одновременно измеряющей все три составляющих силы сопротивления, что позволит более глубоко изучить влияние конструктивных параметров рабочих органов на силовые параметры.

Для этого в установке для объемного тензометрирования, включающей две рамки, кронштейны крепления к навесной системе, механизм крепления рабочего органа, шесть тяг, на каждой из которых установлены измерительные звенья, согласно изобретению, рамки соединены при помощи трех параллельных тяг и трех тяг-раскосов, концы которых закреплены посредством шаровых шарниров, причем схема расположения тяг обеспечивает взаимную неподвижность рамок, а использование шаровых шарниров позволяет избежать передачи тягами крутящих и изгибающих моментов и на измерительные звенья действуют лишь сжимающие и растягивающие силы, параллельные направлению тяг. Точки крепления параллельных тяг к рамкам (центры шаровых шарниров) расположены в вершинах равнобедренных треугольников, вписанных в боковые грани куба; одна тяга-раскос является диагональю основания куба, две другие - диагоналями передней и задней граней куба, причем в передней проекции куба они пересекаются; обе точки крепления тяги-раскоса, расположенной в основании куба, и нижние точки крепления тяг-раскосов передней и задней граней куба имеют общую горизонтальную ось крепления и максимально сближены с точками крепления параллельных тяг, расположенных в основании куба.

На чертеже изображена тензометрическая установка.

Установка состоит из двух рамок 1 и 2, соединенных при помощи трех параллельных тяг 3 и трех тяг-раскосов 4, концы которых закреплены посредством шаровых шарниров 5, шести тензометрических звеньев 6, установленных на каждую тягу, механизма крепления рабочего органа 7 с исследуемым рабочим органом 8 и кронштейнов крепления к навесной системе 9. Одна рамка жестко закреплена в трех точках на навесном устройстве тягового механизма, другая также установлена жестко, посредством такого расположения шести тяг, которое полностью блокирует все шесть степеней свободы.

Установка работает следующим образом. До начала опыта фиксируются усилия, возникающие во всех измерительных звеньях от силы тяжести навесного оборудования и рабочего органа (нулевые значения). Рабочий орган устанавливается на определенную глубину обработки и проводится опыт. Из средних значений, полученных во время рабочего хода, вычитаются нулевые, и результат подставляется в составленные уравнения равновесия сил. В проекциях на оси координат находятся составляющие силы взаимодействия рабочего органа с почвой Px, Py, Pz.

Предлагаемое изобретение дает положительный эффект в сельском и лесном хозяйстве путем повышения качества испытания рабочих органов, что позволяет создавать более совершенные почвообрабатывающие орудия.

1. Установка для объемного тензометрирования, включающая две рамки, кронштейны крепления к навесной системе, механизм крепления рабочего органа, шесть тяг, на каждой из которых установлены измерительные звенья, отличающаяся тем, что рамки соединены при помощи трех параллельных тяг и трех тяг-раскосов, концы которых закреплены посредством шаровых шарниров, причем схема расположения тяг обеспечивает взаимную неподвижность рамок, а использование шаровых шарниров позволяет избежать передачи тягами крутящих и изгибающих моментов, и на измерительные звенья действуют лишь сжимающие и растягивающие силы, параллельные направлению тяг.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для обеспечения повышенной жесткости системы точки крепления параллельных тяг к рамкам (центры шаровых шарниров) расположены в вершинах равнобедренных треугольников, вписанных в боковые грани куба; одна тяга-раскос является диагональю основания куба, две другие - диагоналями передней и задней граней куба, причем в передней проекции куба они пересекаются; обе точки крепления тяги-раскоса, расположенной в основании куба, и нижние точки крепления тяг-раскосов передней и задней граней куба имеют общую горизонтальную ось крепления и максимально сближены с точками крепления параллельных тяг, расположенных в основании куба.