СВАЙНОЕ НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЯГОВЫХ ИСПЫТАНИЙ МАШИН
PILOT LOADING DEVICE FOR TRACTION TESTS OF MACHINES

Изобретение относится к испытанию и техническому диагностированию машин, в частности к устройствам для измерения силы тяги на крюке транспортной машины (преимущественно трактора). Кроме того, оно может быть использовано в машиностроении при выпуске из производства автотранспортных средств.
Известны сваи, в том числе винтовые, погружаемые в грунт (Политехнический словарь / гл. ред. А.Ю. Ишлинский. - 3-изд. перераб. и доп. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С. 468) [1].
Недостатком известного устройства является то, что оно мало приспособлено для нагружения автотранспортных средств при их тяговых испытаниях в режиме трогания с места.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство тормозное для тяговых испытаний машин, состоящее из основания, динамометра, нагрузочного устройства в виде опоры, вертикально установленной в основании и выполненной с возможностью присоединения к нему динамометра и испытываемой машины, при этом верхняя часть опоры выполнена с отверстиями под присоединительный элемент (Патент РФ №2644485, В60Т 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007, 12.02.2018) [2].
Недостатком известного устройства является то, что оно имеет сложную конструкцию и требует применения бетонного фундамента, а также не является транспортабельным.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств устройства для нагружения автотранспортных средств при их тяговых испытаниях в режиме трогания с места.
Сущность изобретения заключается в следующем. Нагрузочное устройство сформировано в виде трех опор и балки, посредством которой опоры имеют возможность взаимодействия. Каждая опора выполнена в виде винтовой сваи, погруженной в грунт. Названные опоры расположены симметрично относительно горизонтальной линии симметрии машины. При этом одна из них, передняя, установлена на линии симметрии машины, причем таким образом, что ее горизонтальная линия симметрии, а также оси вращения отверстий на виде сверху совпадают с горизонтальной линией симметрии машины, две другие, задние, и каждая из них расположена на некотором расстоянии от линии симметрии машины. В продольном направлении, между передней и задними опорами, установлена балка, причем таким образом, что ее нижняя часть контактирует с основанием, одна боковая поверхность контактирует с боковой поверхностью передней опоры, противоположная боковая поверхность балки контактирует с боковыми поверхностями задних опор. Верхний срез каждой задней опоры расположен ниже верхнего среза передней опоры, но выше балки. Каждая задняя опора дополнительно оснащена упором по форме прямоугольного параллелепипеда, площадь продольного сечения которого больше площади его поперечного сечения. При этом упор размещен в грунте со стороны испытываемой машины с возможностью взаимодействия одной его боковой поверхностью с боковой поверхностью задней опоры, а противоположной боковой поверхностью с грунтом, причем таким образом, что горизонтальная ось симметрии упора совпадает на виде сверху с горизонтальной осью симметрии задней опоры. Грань параллелепипеда, противоположная его основанию, совпадает с линией горизонта основания или расположена с некоторым отклонением от линии горизонта основания как в низ, так и в верх. Кроме того, со стороны основания параллелепипеда выполнен срез с образованием острого угла к боковой поверхности грани параллелепипеда, взаимодействующей с боковой поверхностью сваи. В совокупности это позволяет улучшить эксплуатационные свойства устройства для тяговых испытаний машин, в частности, создать простую конструкцию на основе винтовых свай, которые ввинчиваются в грунт и могут быть демонтированы из него для транспортирования.
На фиг. 1 и 2 изображено свайное нагрузочное устройство для тяговых испытаний машин. При этом на фиг. 1 дан продольный разрез А-А, на фиг. 2 - вид сверху.
Устройство состоит из основания 1, динамометра 6 и собственно нагрузочного устройства, которое сформировано в виде трех опор (одной передней 3 и двух задних 13) и балки 5, посредством которой эти опоры имеют возможность взаимодействия. Каждая опора 3 и 13 выполнена в виде винтовой сваи - с винтом в ее нижней части и с отверстиями в ее верхней части под присоединительный элемент, обеспечивающий возможность присоединения к ней, например, динамометра 5. Винтовая часть опор 3 и 13 обеспечивает возможность их погруженной в грунт. Названные опоры 3 и 13 расположены симметрично относительно горизонтальной линии симметрии машины 10. При этом одна из них, передняя 3, установлена на линии симметрии машины 10, причем таким образом, что ее горизонтальная линия симметрии, а также оси вращения отверстий на виде сверху совпадают с горизонтальной линией симметрии машины 10. Каждая задняя 13 опора расположена на некотором расстоянии от линии симметрии машины 10. При этом в продольном направлении, между передней 3 и задними 13 опорами, установлена балка 5, причем таким образом, что ее нижняя часть контактирует с основанием 1, одна боковая поверхность контактирует с боковой поверхностью передней 3 опоры, противоположная боковая поверхность балки 5 контактирует с боковыми поверхностями задних 13 опор. Верхний срез каждой задней 13 опоры расположен ниже верхнего среза передней 3 опоры, но выше балки 5. Каждая задняя 13 опора дополнительно оснащена упором 12 по форме прямоугольного параллелепипеда, площадь продольного сечения которого больше площади его поперечного сечения. При этом упоры 12 размещены в грунте со стороны испытываемой машины 10 с возможностью взаимодействия одной его боковой поверхностью с боковой поверхностью каждой задней опоры 13, а противоположной боковой поверхностью с грунтом, причем таким образом, что горизонтальная ось симметрии каждого упора 12 совпадает на виде сверху с горизонтальной осью симметрии каждой задней 13 опоры. Грань параллелепипеда, формой которого является каждый упор 12, противоположная его основанию, совпадает с линией горизонта основания 1 или расположена с некоторым отклонением от линии горизонта основания 1 как в низ, так и в верх. Кроме того, со стороны основания параллелепипеда выполнен срез с образованием острого угла к боковой поверхности грани параллелепипеда, взаимодействующей с боковой поверхностью каждой опоры 13. В качестве присоединительного элемента может быть использован винт 2 с гайкой 4 или палец (не показано). В дополнение к этому устройство может быть оснащено муфтой 7 со шкворнем (не показано), шкворнем 8 прицепного устройства 9, а также беговой дорожкой 11.
Принцип работы устройства следующий. Выбирают ровную горизонтальную площадку (основание 1), на которой сначала размещают балку 5, продольная ось которой на виде сверху должна быть перпендикулярна продольной оси симметрии машины 10. Размечают в виде точек места установки опор 3 и 13 относительно балки 5 и при этом учитывают ее размер по ширине, диаметр опор 3 и 13, а также их симметричность расположения относительно продольной оси симметрии машины 10. Убирают балку 5 и в намеченные точки (в грунт) вертикально ввинчивают опоры 3 и 13. При этом задние опоры 13 ввинчивают на глубину, при которой их верхние срезы выступают над балкой ориентировочно на 5-10 см, переднюю 3 опору - на глубину, при которой ее верхний срез выступает над срезами задних 13 опор примерно на 70-75 см. Кроме того, при установке передней 3 опоры, учитывают то, что оси вращения ее отверстий на виде сверху должны совпадать с продольной осью симметрии машины 10, находящейся на беговой дорожке 11. Для ввинчивания опор 3 и 13 используют, например, стержень (не показано), который устанавливают в одно из отверстий каждой опоры 3, 13 и затем производят вращательное движение (по часовой стрелке) за свободные концы стержня. В результате взаимодействия винтовой части опоры 3, 13 с грунтом они погружаются в грунт за счет крутящего момента, создаваемого человеком на свободных концах стержня. После ввинчивания опор 3, 13 между ними на основание 1 устанавливают балку 5. Затем в грунт погружают упоры 12, воздействуя на верхнюю часть каждого упора 12, например, кувалдой. Под действием силы от ударов упоры 12 погружаются в грунт, прижимаясь к боковой поверхности соответствующей опоры 13 в результате образования на поверхности среза упоров 12 горизонтальной составляющей от названной силы. Далее, на беговую дорожку 11 устанавливают своим ходом испытываемую машину 10, например, трактор. На опору 3 устанавливают винт 2. При этом вводят его в одно из отверстий опоры 3. На свободный конец винта 2 навинчивают гайку 4, к которой затем присоединяют динамометр 6. К прицепному устройству 9 машины 10 присоединяют муфту 7 и фиксируют ее шкворнем 8. После чего свободный конец динамометра 6 присоединяют к муфте 7. Нагрузочное устройство для тяговых испытаний машин готово к работе. После этого обеспечивают трогание машины 10 с места в направлении стрелки, показанной на фиг.1. Машина 10 при взаимодействии ее ходового аппарата с беговой дорожкой 11 создает силу тяги, которая через прицепное устройство 9, шкворень 8, муфту 7, динамометр 6, винт 2 с гайкой 4 передается на опору 3. В результате в опоре 3 возникает сила реакции (сопротивление). При этом опора 3 сохраняет устойчивость, поскольку сила, воздействующая на нее, передается через балку 5 на опоры 13 и далее - на упоры 12, которые взаимодействуют с грунтом. В этом процессе динамометр 6 фиксирует силу тяги машины 10. В завершении процесса испытаний двигатель машины 10 останавливают. Отсоединяют в обратном порядке машину 10 от опоры 3. Демонтируют с опоры 3 динамометр 6 и винт 2 с гайкой 4. При необходимости перестановки предложенного свайного нагрузочного устройства на другое рабочее место (транспортирования) опоры 3, 13 вывинчивают из грунта в обратном порядке.
Таким образом, предложена свайная нагрузочная опора для тяговых испытаний машин, обладающая улучшенными эксплуатационными свойствами: простой конструкцией и транспортабельностью.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ:
1. Политехнический словарь / гл. ред. А.Ю. Ишлинский. - 3-изд. перераб. и доп. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С. 468.
2. Патент РФ №2644485, В60Т 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007, 12.02.2018 - прототип.