ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН

Полезная модель относится к измерительным установкам, применяемым в сельском хозяйстве для измерения параметров внешних сил сопротивления, действующих на активные рабочие органы почвообрабатывающих орудий со стороны почвы и может быть использована для исследования и испытания всевозможных рабочих активных органов сельскохозяйственных машин для их усовершенствования и создания конструкций новых типов.
Известно устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, содержащее раму, вертикальную и горизонтальную балки шарнирного четырехзвенника и два тензометрических звена, шарнирно закрепленных между рамой орудия и балками (см. «Механизация сельскохозяйственного производства в условиях Западной Сибири.» Труды Новосибирского сельскохозяйственного института. Т.82, Новосибирск, 1975 г. стр.17-21).
Однако использование этого устройства не позволяет определить координаты точки приложения равнодействующих внешних сил сопротивления, действующих на рабочий орган со стороны почвы.
Известно измерительное устройство для исследования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, выбранное в качестве ближайшего аналога, содержащее рычажные механизмы и измерительные звенья, расположенные вдоль пространственных осей координат для измерения трех составляющих тягового сопротивления рабочего органа, причем устройство имеет три дополнительных звена, поворачивающихся вокруг пространственных осей координат, при этом одно звено, связанное с рабочим органом, установлено на подшипниках во втором звене, также смонтированного на шариковых опорах, связанных с рамой стенда, причем каждое из этих звеньев связано с измерительным звеном, например, тензобалкой, воспринимающей скручивающий момент (см. авт. св-во СССР №308318, М. кл. G 01 1 05/13, опубл. 01.07.1971 г.).
Устройство, выбранное в качестве ближайшего аналога, позволяет замерить три составляющие силы общего тягового сопротивления движению рабочего органа, а также моменты от этих сил относительно трех пространственных осей координат, дающие возможность найти точку приложения равнодействующей реакции почвы на рабочем органе.
Однако, в известной конструкции отсутствует возможность поворота и регулирования глубины хода исследуемого рабочего органа во время движения установки, что не позволяет полноценно исследовать силы сопротивления, действующие на активные рабочие органы при различных траекториях их движения и различной глубине движения рабочих органов.
Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель является создание конструкции измерительного устройства для исследования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, позволяющего полноценно в течение одного испытания исследовать силы сопротивления, действующие на рабочие органы, при различных траекториях их движения и на разной глубине движения рабочих органов.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном измерительном устройстве для исследования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, содержащем рычажные механизмы, измерительные звенья, расположенные вдоль пространственных осей координат для измерения тягового сопротивления рабочего органа и параллелограммный механизм, ориентированный в горизонтально-поперечном направлении, через одну из рамок которого осуществляется связь расположенного
на стойке рабочего органа с измерительными звеньями, согласно полезной модели, устройство дополнительно содержит второй аналогичный параллелограммный механизм, оба они установлены симметрично относительно стойки рабочего органа, при этом связь параллеограммных механизмов с измерительными звеньями осуществляется через площадку, на которой расположены два измерительных параллелепипеда, расположенных один внутри другого и связанных между собой верхними частями, на нижней части внутреннего измерительного параллелепипеда установлен круговой элемент, внутреннее кольцо которого выполнено с возможностью осуществления его вращения в горизонтальной плоскости относительно неподвижно закрепленного наружного кольца этого кругового элемента, стойка исследуемого рабочего органа размещена на перфорированной балке, связанной с внутренним кольцом кругового элемента и установлена на ней с возможностью осуществления ее перемещения от центра вращения кругового элемента по перфорированной балке.
Наличие второго аналогичного параллелограммного механизма, их расположение симметрично относительно стойки рабочего органа, осуществление связи этих параллелограммных механизмов с измерительными звеньями через площадку, на
которой установлены два измерительных параллелепипеда, расположенных один внутри другого и связанных между собой верхними частями, наличие кругового элемента, и выполнение внутреннего из его колец с возможностью вращения относительно неподвижно закрепленного наружного кольца, расположение стойки исследуемого рабочего органа на перфорированной балке, установленной на внутреннем кольце кругового элемента и возможность ее (стойки) перемещения вдоль перфорированной балки от центра вращения кругового элемента, позволяет исследовать силы сопротивления, действующие на рабочие органы при различных траекториях их движения и на разной глубине.
Это обеспечивается за счет возможности изменения высоты положения площадки, с которой связаны одни из рамок этих параллелограммов, и на которой установлены остальные конструктивные элементы устройства. Уменьшение или увеличение высоты расположения этой площадки, приводит к тому, что рабочий орган, закрепленный на стойке изменяет глубину своего хода, то есть приводит к изменению положения рабочего органа относительно оси координат OZ.
Изменение траекторий движения рабочего органа обеспечивается за счет того, что стойку, на которой он закреплен
можно устанавливать не только в центре перфорированной балки, совпадающем с центром кругового элемента, но и с радиальным смещением относительно этого центра на определенную величину, равную расстоянию между перфорационными отверстиями, например на величину L. Смещение на эту величину точки крепления стойки рабочего органа позволяет сместить и сам рабочий орган в ту или иную сторону по оси координат OY.
Одновременный поворот внутреннего кольца кругового элемента позволяет изменить траекторию движения рабочего органа в плоскости ОХ.
Именно это и позволяет за время одного испытания расширить диапазон исследований рабочего органа, обеспечить исследование сил сопротивления, действующие на рабочий орган при различных траекториях движения рабочего органа в горизонтальной плоскости XOY.
Заявляемая конструкция устройства представлена на чертеже.
Заявляемое устройство содержит основание 1 испытательного стенда, закрепленный на нем одной своей стороной гидроцилиндр 2, предназначенный для перевода испытательного
стенда в рабочее положение. Другой своей стороной гидроцилиндр 2 соединен с площадкой 3. На площадке 3 установлены два П-образных параллелограммных механизма 4 и 5.
П-образные параллелограммных механизма 4 и 5 расположены симметрично относительно стойки 6 рабочего органа 7. П-образные параллелограммные механизмы 4 и 5 ориентированы в продольно-поперечном направлении и выполнены с возможностью осуществления колебательного движения относительно точек их крепления a, a', b и b' на основании 1 испытательного стенда.
На площадке 3 с помощью шарниров (не обозначены) в 4-х точках закреплен измерительный параллелепипед АБВГА1Б1В1Г1, который связан с измерительным звеном 8. К верхней части (АБВГ) (площадке 9) данного измерительного параллелепипеда в 4-х точках с помощью шарниров (не обозначены) закреплен измерительный параллелепипед ОПРСO1П1Р1С1, связанный с измерительным звеном 10. Измерительный параллелепипед ОПРСO1П1Р1С1 расположен внутри измерительного параллелепипеда АБВГА1Б1В1Г1.
На нижней части (площадке 11) внутреннего измерительного параллелепипеда O1П1Р1С1 закреплен круговой элемент 12. Наружное кольцо 13 данного кругового элемента 12
жестко закреплено на площадке 11. Внутреннее кольцо 14 кругового элемента 12 установлено с возможностью вращения относительно его неподвижно закрепленного наружного кольца 13. На внутреннем кольце 14 кругового элемента 12 установлена перфорированная балка 15, на которой крепится стойка 6 исследуемого рабочего органа 7. На свободном конце стойки 6 крепится исследуемый рабочий орган 7. Стойка 6 исследуемого рабочего органа 7 состоит из двух частей, между которыми закреплен октогональное тензометрическое звено 16. Для поворота рабочего органа 7 в плоскости XOY предназначен гидроцилиндр 17. Гидроцилиндр 17 одной стороной соединен с площадкой 11, а другой стороной прикреплен к внутреннему кольцу 13 кругового элемента 12.
Установка работает следующим образом.
При движении рабочего органа 7 сопротивление почвы передается на соответствующие измерительные звенья следующим образом.
При выходе штока гидроцилиндра 2 площадка 3, связанная с параллелограммными механизмами 4 и 5, совершающими колебательные движения вокруг точек крепления (a, a', b и b') «ложиться». Через связанные с площадкой 3 измерительные параллелепипеды АБВГА1Б1В1Г1 и
ОПРСO1П1Р1С1, круговой элемент 12 и стойку 6 происходит углубление в почву исследуемого рабочего органа 7 (регулируется его рабочий ход).
Переставляя место крепления стойки 6 рабочего органа 7 от центра вращения кругового элемента 12 и одновременно поворачивая внутреннее подвижное кольцо 14 этого кругового элемента 12 гидроцилиндром 17, осуществляют поворот рабочего органа 7 в плоскости XOY, сообщая ему различные траектории движения.
Через стойку 6 рабочего органа 7, закрепленной на перфорированной балке 15, которая в свою очередь закреплена на внутреннем кольце 14 кругового элемента 12 горизонтальная составляющая Рх передается площадке 11 (площадке O1П1Р1С1). Далее через шарниры, расположенные в точках O1, П1, P1, C1, О, П, Р, С горизонтальная составляющая Рх передается верхней площадке 9 (площадке, обозначенной буквами АБВГ) измерительного параллелепипеда АБВГДА1Б1В1Г1. Так как измерительный параллелепипед АБВГА1Б1В1Г1 связан с измерительным звеном 8, то горизонтальная составляющая Рх воспринимается измерительным звеном 8.
Горизонтальная составляющая Рy воспринимается измерительным звеном 10, которая передается через стойку 6 рабочего органа 7 закрепленную на перфорированной балке 15. Вертикальная составляющая силы Pz воспринимается октогональным тензометрическим звеном 16, расположенным на стойке 6 рабочего органа 7. Установка исследуемого рабочего органа 7) на внутреннем поворотном кольце 14 позволяет осуществлять передачу крутящего момента к активным рабочим органам 7 без потери мощности.