СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
TEST BENCH FOR WORKING ELEMENTS OF ROAD CONSTRUCTION MACHINES

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к оборудованию для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин.
Известен стенд для испытания рабочих органов землеройных машин, включающий опорную раму, тензометрическую тележку с закрепленным на ней испытываемым рабочим органом, привод тележки, имеющий двигатель и регулирующее устройство, соединенное с тензометрической тележкой посредством тяговой цепи и захвата, и образец грунта, установленный на стенде с помощью специального устройства (Авт. свид. СССР №321709, дата приоритета 02.12.1969, дата публикации 19.11.1971, авторы: Карнаухов А.В. и др., RU).
Недостатком известного аналога является нерациональное использование грунта, так как образец грунта фиксируется на стенде в одном положении, при котором обеспечивается разрушение массива образца только в его центральной части, в связи с чем возникает необходимость использования в каждом последующем опыте нового образца грунта.
Известен стенд для испытания рабочих органов землеройных машин, принятый в качестве прототипа, содержащий опорную раму, тензометрическую головку с закрепленным на ней испытываемым рабочим органом для разрушения образца грунта, установленного с фиксацией в упорах, и привод тензометрической головки, имеющий двигатель, редуктор с выходным валом, на котором закреплена звездочка, связанная со звездочкой ведущего вала, ведущую и ведомую звездочки тяговой цепи привода, на одном из звеньев которой закреплен захват, выполненный с возможностью взаимодействия с тензометрической головкой, установленной на направляющих вдоль стенда, при этом стенд также снабжен механизмом поперечной подачи образца грунта, содержащим несущую плиту, установленную с возможностью перемещения по направляющим перпендикулярно продольной оси стенда с помощью ходового механизма (Патент РФ №2429459 C1, дата приоритета 26.04.2010, дата публикации 20.09.2011, авторы Ганжа В.А. и др., прототип).
Недостатком прототипа является его низкая эффективность и нерациональное использование образца грунта из-за ограниченной глубины резания и неполного разрушения исследуемого образца по высоте, а также из-за необходимости поднятия исследуемого образца над плитой для обеспечения требуемой глубины резания режущим инструментом, в результате чего для этой цели необходимо использовать тарированные пластины, однако при этом не обеспечивается жесткость установки исследуемого образца, и повышается трудоемкость процесса испытания, кроме того, скорость передвижения рабочего органа не может варьироваться в широких пределах из-за малого количества звездочек цепной передачи.
Задачей изобретения является повышение эффективности стенда путем обеспечения возможности задания требуемой глубины резания испытываемым режущим инструментом, варьирования скорости его передвижения и снижения трудозатрат.
Для решения поставленной задачи предложен стенд для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин, содержащий опорную раму, тензометрическую головку с закрепленным на ней испытываемым рабочим органом для разрушения образца грунта, установленного на несущей плите с фиксацией в упорах, механизм поперечного перемещения несущей плиты в горизонтальной плоскости и механизм продольного перемещения рабочего органа в горизонтальной плоскости, содержащий привод, имеющий двигатель, червячный редуктор с выходным валом, кинематически связанным с тяговой цепью привода, на которой закреплен захват с возможностью перемещения рабочего органа вдоль стенда на направляющих, закрепленных в стойках опорной рамы параллельно несущей плите. Согласно изобретению, стенд дополнительно содержит винтовой механизм перемещения рабочего органа в вертикальной плоскости, выполненный в виде ползуна, содержащего корпус, в котором с помощью резьбового соединения установлен винт с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с расположенным в корпусе четырехгранником, жестко соединенным с тензометрической головкой, на которой с помощью жестко соединенного с ней кронштейна, пальца и подшипников качения установлен с возможностью вращения на пальце рабочий орган, в корпусе также установлены регулировочные винты, взаимодействующие с четырехгранником, при этом корпус ползуна установлен с возможностью горизонтального перемещения вдоль упомянутых направляющих, закрепленных в стойках опорной рамы, а привод ползуна обеспечивает его продольное перемещение по направляющим в горизонтальной плоскости с помощью зацепа в виде штанги, взаимодействующей средней частью с корпусом ползуна, при этом привод содержит предохранительную муфту и дополнительные цепные передачи, содержащие тяговые цепи по обе стороны от ползуна с закрепленными в их звеньях концами упомянутой штанги, соединяющей тяговые цепи.
На фиг. 1 схематично показан стенд для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин, общий вид; на фиг. 2 приведена кинематическая схема стенда.
Стенд для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин содержит опорную раму 1 со стойками 2, установленную на опорной раме несущую плиту 3 с упорами 4 для фиксации исследуемого образца грунта 5, взаимодействующего с испытываемым рабочим органом 6, механизм поперечного перемещения несущей плиты 3 в горизонтальной плоскости, механизм продольного перемещения рабочего органа 6 в горизонтальной плоскости и винтовой механизм перемещения рабочего органа 6 в вертикальной плоскости.
Несущая плита 3 установлена на четырех подшипниках скольжения 7, сопряженных с двумя параллельными цилиндрическими направляющими 8, концы которых жестко закреплены в опорах 9, смонтированных на опорной раме 1 стенда. В средней части несущей плиты 3 установлен ходовой механизм поперечного перемещения несущей плиты в горизонтальной плоскости, содержащий закрепленную на нижней поверхности несущей плиты втулку 10 с внутренней резьбовой поверхностью, взаимодействующей с резьбовой частью поворотной рукоятки 11, цилиндрическая часть которой установлена в закрепленной на раме 1 опоре 12 с возможностью вращения в ней без перемещения в осевом направлении.
На направляющих 13, установленных в стойках 2 опорной рамы параллельно наружной поверхности несущей плиты 3, установлен винтовой механизм перемещения рабочего органа в вертикальной плоскости, выполненный в виде ползуна 14, содержащего сварной корпус 15, в котором с помощью резьбового соединения установлен винт 16 с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с расположенным в корпусе четырехгранником 17, жестко соединенным с тензометрической головкой 18, которая совместно с четырехгранником 17 может перемещаться в корпусе ползуна 14 с помощью винта 16. С тензометрической головкой 18 жестко соединен кронштейн 19, на котором с помощью пальца 20 и подшипников качения установлен с возможностью вращения рабочий орган 6 в виде режущего инструмента. В корпусе ползуна 14 также установлены регулировочные болты 21, взаимодействующие с четырехгранником 17 для регулирования зазора между корпусом и четырехгранником.
Таким образом, ползун 14, корпус 15 которого установлен на направляющих 13, кроме выполнения функции винтового механизма перемещения рабочего органа в вертикальной плоскости, может перемещаться по направляющим 13 в горизонтальной плоскости в продольном направлении стенда. При этом привод ползуна, обеспечивающий его продольное перемещение, содержит электродвигатель 22, втулочно-пальцевую муфту 23, червячный редуктор 24, цепную передачу 25, предохранительную муфту 26 и цепные передачи 27, 28, 29, последние из которых содержат две тяговые цепи 29 по обе стороны от ползуна 14, соединенные промежуточным звеном в виде штанги 30, являющейся зацепом. При этом концы штанги 30 закреплены в звеньях тяговых цепей 29, а средней частью штанга 30 с помощью привода взаимодействует с корпусом ползуна 14 и передвигает его по направляющим 13. Скорость передвижения ползуна может изменяться за счет установки сменных звездочек 31, 32, 33 и 34 с разным количеством зубьев.
Стенд для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин работает следующим образом.
При исследовании процесса резания образца грунта на несущую плиту 3 устанавливают разборную металлическую форму с исследуемым образцом 5 и жестко фиксируют ее упорами 4. Вращением рукоятки 11 несущая плита 3 с закрепленной на ней формой с исследуемым образцом устанавливается в крайнее дальнее положение от рукоятки 11. При этом продольная кромка образца с его внешней стороны установится на траектории движения режущего инструмента 6, устанавливающего ширину резания. С помощью винта 16 задается требуемая глубина резания, а вращением рукоятки 11 несущая плита 3 с закрепленной на ней формой с образцом перемещается на заданное расстояние в сторону, ближе к рукоятке 11. При каждом перемещении неразрушенная часть массива исследуемого образца необходимой ширины устанавливается на направление движения режущего инструмента 6. При постепенном перемещении плиты 3 до упора в крайнее ближнее к рукоятке 11 положение, весь полезный объем образца как по ширине, так и по высоте, будет разрушен.
Крутящий момент от двигателя 22 передается через втулочно-пальцевую муфту 23, червячный редуктор 24, звездочку 31, цепную передачу 25, предохранительную муфту 26 и цепные передачи 27, 28, 29 и далее на промежуточное звено 30. Взаимодействуя с ползуном 14, промежуточное звено 30 перемещает его по направляющим 13, и режущий инструмент 6 осуществляет резание части образца.
Изменение скорости движения режущего инструмента осуществляется путем установки сменных звездочек 31, 32, 33 и 34 с разным количеством зубьев.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет устанавливать требуемую глубину, ширину и скорость резания, при этом использовать весь полезный объем образца, что позволяет снизить трудоемкость работ при перемещении образца и инструмента, значительно сократить время на установку параметров резания исследуемого образца между каждым последующим опытом при проведении испытаний.