УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ДИСК, УСТАНОВЛЕННЫЙ ПОД УГЛОМ К НАПРАВЛЕНИЮ ДВИЖЕНИЯ

Устройство относится к сельскому хозяйству, в частности, к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для определения силы сопротивления движению диска внутри почвы.
Известен способ определения удельного сопротивления почвы смятию [RU 2139516 С1, 6 G01N 3/42, 10.10.1999]. Способ включает регистрацию величины нагрузки, обеспечивающей погружение плунжера в почву, определение объема почвы, смятой при этом плунжером, и вычисление отношения нагрузки, погружающей плунжер в почву, к объему смятой почвы. Отличие способа заключается в том, что используют конический плунжер, для которого определяют величину угла трения материала плунжера о почву.
Недостатком способа является отсутствие схемы устройства, обеспечивающего его реализацию.
Известен способ определения удельного сопротивления почвы при пахоте [RU 2028614 С1, 6 G01N 33/24, 09.02.1995]. Сущность способа заключается в расчете по аналитическим зависимостям удельного сопротивления почвы при пахоте с использованием параметров: удельная поверхность почвы, плотность сложения, величина всасывающего давления.
Недостатком способа является отсутствие схем технических средств, посредством которых находятся параметры, характеризующие состояние почвы, а также не указывается, каким образом регистрируется сила, действующая на рыхлитель почвы.
Известны устройства для определения сопротивления и степени износа почвообрабатывающих рабочих органов
[SU 1405716 А1, 4 А01В 17/00, 30.06.1988];
[RU 2105280 С1, 6 G01M 19/00, А01В 17/00, 20.02.1998].
Сущность изобретений заключается в том, что на вертикальный вал устанавливают кронштейн, к которому крепятся различные почвообрабатывающие рабочие органы. Кроме того, устройства снабжены блоком приспособлений для уплотнения почвы.
Недостатком устройства является отсутствие конструктивных элементов, погружающих рабочие органы в почву и регистрирующих усилие погружения.
Известен прибор для измерения твердости почвы ИП 232 РЭ [Инструкция по эксплуатации прибора для измерения твердости почвы ИП 232 РЭ]. Он состоит из зубчатой рейки, приводящейся в движение через зубчатое колесо рукояткой. На рейке закреплен стакан, внутри которого находится пружина, воспринимающая усилие, передаваемое через штангу погружающимся в почву наконечником плунжера. На штанге установлен указатель глубины хода наконечника. Показания указателя отсчитываются с помощью измерительной линейки.
Известна установка для определения силы сопротивления погружению диска в почву [RU 152066 U1, А01B 17/00 (2006.01), 27.04.2015]. Сущность полезной модели заключается в том, что она позволяет без применения сложной, дорогостоящей тензометрической аппаратуры определять силу сопротивления погружения диска в почву и глубину его погружения.
Недостатком является отсутствие конструктивных элементов регистрирующих боковую силу, действующую на диск.
Задача полезной модели - создание устройства для определения сил, действующих на диск сеялки, установленный под углом к направлению движения, без применения сложной дорогостоящей тензометрической аппаратуры.
Устройство для определения сил, действующих на диск сеялки, установленный под углом к направлению движения, будет понятно из представленных чертежей и описания устройства.
Фиг. 1 - Установка для определения боковой силы, действующей на диск (вид сбоку);
Фиг. 2 - Установка для определения боковой силы, действующей на диск (вид сверху).
Установка для определения боковой силы, действующей на диск, установленный под углом к направлению движения, состоит из трактора 1, к концам рычагов гидронавески 2 которого шарнирно закреплены раскосы 3, нижние концы которых также закреплены на нижних тягах 4 навески трактора, причем передние концы нижних тяг 4 гидронавески трактора шарнирно установлены на концах оси 5, а в средней части оси 5 установлена втулка 6.
К втулке 6 жестко закреплена тяга 7, размещенная ниже балки 8, соединяющей концы нижних тяг 4. К заднему концу тяги 7 посредством пальца 9 шарнирно закреплен двуплечий рычаг 10, причем передний конец двуплечего рычага установлен над сектором со шкалой углов 11 с возможностью установки посредством фиксатора 12 в определенном положении над сектором. Посредством пальца 9 также шарнирно закреплен передний кронштейн диска 13, причем к заднему концу кронштейна шарнирно закреплен шток 14 с установленной на нем пружиной 15, свободный конец штока 14 помещен в отверстие, выполненное в заднем конце двуплечего рычага 10, свободный конец штока 14 оснащен гайкой 16. К заднему концу двуплечего рычага 10 жестко закреплена линейка 17, нулевое значение шкалы линейки совпадает со свободным концом штока 14. К заднему концу кронштейна диска 13 жестко закреплена ось диска 18 с установленным на ней диском 19, причем к торцу оси 18 жестко закреплена направляющая штока 20, в которую помещен шток 21 ограничителя глубины погружения в почву 22 диска 19. На верхний конец штока 21 ограничителя глубины погружения в почву диска 19 установлены грузы 23.
Последовательность действий по определению боковой силы, действующей на диск, установленный под углом к направлению движения, следующая: трактор с навешенной установкой выводят на учетную делянку поля, посредством гидросистемы трактора рычаги 2 опускают вниз, в результате чего раскосы 3, нижние тяги 4, балка, соединяющая концы нижних тяг 8, также опускают вниз, в результате чего тяга 7 и закрепленные к ней посредством пальца 9 конструктивные элементы: двуплечий рычаг 10, кронштейн диска 13, ось диска 18, диск 19, направляющая штока 20, шток 21, ограничитель погружения диска 22, грузы 23 опускают вниз, при этом ограничители погружения диска 22 контактируют с почвой. Посредством перемещения штока 21 в его направляющей 20 устанавливают требуемую глубину погружения диска 19 в почву. При необходимости устанавливают дополнительные грузы 23. Перед опусканием установки в рабочее положение посредством гайки 16 выбирают свободный зазор пружины и отмечают положение конца штока 14 относительно шкалы 17, затем передний конец двуплечего рычага 10 отводят на требуемый угол и устанавливают на секторе шкалы углов 11 посредством фиксатора 12. Это действие позволяет установить диск 19 под заданным углом к направлению движения.
При движении диска 19 на его внешнюю сторону действует боковая сила, которая сжимает пружину 15 на определенную величину, при этом конец штока 14 занимает определенное положение относительно нулевой отметки. Это положение системы: двуплечий рычаг 10, сектор со шкалой углов 11, фиксатор 12, кронштейн диска 13, ось диска 18, диск 19, шток 14, линейка 17 фиксируют съемкой камерой или фотоаппаратом. Затем определяют действительный угол отклонения диска от линии направления движения и боковой силы, действующей на диск.
Действительный угол отклонения диска определяют зависимостью:
0
где α, α - значение угла отклонения диска соответственно действительное и установленное в начале опыта, град.;
- среднее значение угла поворота диска под действием боковой силы, град.
Значение  определяют как среднюю величину углов отклонения, полученных в результате обработки ряда снимков.
Необходимо отметить, что шкала 17 выполнена с двойной тарировкой: по углу (в градусах) и линейную (в мм). Фиксация места положения конца штока 14 относительно шкалы, например, при значении N делений (мм) позволяет с применением тарировочного графика пружины определить силу F ее сжатия.
Источники информации
1. RU 2139516 C1, 6 G01N 3/42, 10.10.1999;
2. RU 2028614 C1, 6 G01N 33/24, 09.02.1995;
3. SU 1405716 A1, 4 A01B 17/00, 30.06.1988;
4. RU 2105280 C1, 6 G01M 19/00, A01B 17/00, 20.02.1998;
5. Инструкция по эксплуатации прибора для измерения твердости почвы ИП 232 РЭ, Новокубанск, 2002, 9 с;
6. RU 152066 U1, А01B 17/00 (2006.01), 27.04.2015.