Тензометрическая плита, преимущественно для измерения горизонтального усилия на навесное сельскохозяйственное орудие
STRAIN GAUGE PLATE, MAINLY FOR MEASURING THE HORIZONTAL FORCE ON A MOUNTED AGRICULTURAL TOOL

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных средств и может быть использовано для изучения нагруженности рабочих органов навесных сельскохозяйственных машин и почвообрабатывающих орудий.
Известно устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, содержащее силоизмерительный элемент, элементы крепления и рабочий орган со стойкой, в котором на силоизмерительном элементе расположены тензодатчики сопротивления, а сам силоизмерительный элемент охватывает стойку рабочего органа (а.с. СССР №974163, G01L 5/16, опубл. 30.06.92).
Недостатком известного устройства является сложность эксплуатации и систематическая погрешность результатов измерения.
Известно также принятое за прототип устройство для измерения вертикального и горизонтального усилия на рабочий орган сельскохозяйственного орудия, содержащее раму сельскохозяйственного орудия и рабочий орган, между которыми установлена шарнирно-стержневая система, отличающееся тем, что шарнирно-стержневая система выполнена в виде параллелограммного механизма, одно из горизонтальных звеньев которого связано с рабочим органом сельскохозяйственного орудия и выполнено с упором, воздействующим на свободный конец тензобалки, жестко вертикально закрепленной на другом горизонтальном звене, связанном с рамой, между горизонтальными звеньями шарнирно установлены два вертикальных звена прямоугольного сечения, на передней и задней гранях которых по оси симметрии наклеены тензорезисторы на одинаковом расстоянии от шарниров, при этом тензорезисторы вертикальных звеньев последовательно соединены в одно плечо измерительного моста (Устройство для измерения вертикального и горизонтального усилия на рабочий орган сельскохозяйственного орудия. Патент RU 2684441, МПК G01L 5/16).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции в виде шарнирного параллелограмма, требующего повышенной точности изготовления.
Задача, решаемая изобретением - сведение усилий от всех тяг навесной системы трактора в одну точки и измерение суммарного усилия единственным измерительным элементом.
Технический результат - упрощение конструкции и повышение точности измерения горизонтальных усилий, действующих на почвообрабатывающее орудие.
Указанный технический результат достигается тензометрической плитой, преимущественно для измерения горизонтального усилия на навесное сельскохозяйственное орудие, содержащей установленную на тяги навесной системы трактора промежуточную плиту с соединительными узлами для навесного сельскохозяйственного орудия и датчик усилий, которая отличается тем, что к промежуточной плите с помощью подшипников прикреплены два соосно расположенных горизонтальных и вертикальный двуплечие рычаги, к наружным концам которых шарнирно присоединены тяги навесной системы трактора, внутренние концы нижних двуплечих рычагов сопряжены с перекладиной, закрепленной на внутреннем конце вертикального двуплечего рычага, дополнительно соединенного с датчиком усилия, причем продольные оси нижних двуплечих рычагов и ось качания вертикального двуплечего рычага расположены в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси трактора, а соотношения одноименных плеч всех двуплечих рычагов выполнены одинаковыми.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид устройства в аксонометрической проекции.
Тензометрическая плита, преимущественно для измерения горизонтального усилия на навесное сельскохозяйственное орудие, содержит установленную на тяги навесной системы трактора промежуточную плиту с соединительными узлами для навесного сельскохозяйственного орудия и датчик усилий, отличающаяся тем, что к промежуточной плите с помощью подшипников прикреплены два соосно расположенных горизонтальных и вертикальный двуплечие рычаги, к наружным концам которых шарнирно присоединены тяги навесной системы трактора, внутренние концы нижних двуплечих рычагов сопряжены с перекладиной, закрепленной на внутреннем конце вертикального двуплечего рычага, дополнительно соединенного с датчиком усилия, причем продольные оси нижних двуплечих рычагов и ось качания вертикального двуплечего рычага расположены в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси трактора, а соотношения одноименных плеч всех двуплечих рычагов выполнены одинаковыми.
Тензометрическая плита, преимущественно для измерения горизонтального усилия на навесное сельскохозяйственное орудие, содержит промежуточную плиту 1, соединенное с орудием (на чертеже не показанным), на которой с помощью подшипниковых узлов 2 соосно друг другу установлены левый 3, правый 4 двуплечие рычаги, а также верхний двуплечий рычаг 5. К внешним концам рычагов 3-5 на расстоянии  от подшипников прикреплены рычаги 6, 7, 8 гидронавесной системы трактора 11. Внутренние концы рычагов 4 и 3 сопряжены с перекладиной 10, жестко закрепленной на внутреннем конце верхнего рычага 5, к которому также прикрепляется датчик усилий 9.
Продольные оси нижних двуплечих рычагов 3 и 4 и ось качания вертикального двуплечего рычага 5 расположены в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси трактора 11. Соотношения одноименных плеч  и h всех двуплечих рычагов 3, 4 и 5 выполнены одинаковыми.
В
Г
Б
В
Б
Г
Работа осуществляется следующим образом. Усилия, передаваемые от трактора 11 посредством рычагов 6, 7, 8, можно разложить на вертикальные Р, горизонтальные Р и боковые Р составляющие. Усилия Р и Р воспринимаются подшипниковыми узлами 2 и не передадутся на внутренние плечи рычагов 3-5 длиной h. Благодаря заявленному расположению двуплечих рычагов, на упомянутые плечи передадутся только горизонтальные составляющие Р. Сумма горизонтальных составляющих от всех тяг 6-8 трактора 11 будет равна тяговому сопротивлению навесной машины
К точке С перекладины 10 передадутся усилия
При равенстве соотношений  всех двуплечих рычагов 3, 4, 5 суммарное усилие, воздействующее на датчик 9, составит:
тогда определяемое сопротивление навесной машины
За счет того, что к промежуточной плите прикреплены два соосно расположенных горизонтальных и третий вертикальный двуплечие рычаги, к наружным концам которых шарнирно присоединены тяги навесной системы трактора, а внутренние концы нижних двуплечих рычагов сопряжены с перекладиной, закрепленной на внутреннем конце вертикального двуплечего рычага, дополнительно соединенного с датчиком усилия, достигается заявленный технический результат.