УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЧВЫ
DEVICE FOR CONTACT MEASUREMENT OF LONGITUDINAL SOIL RESISTANCE

Изобретение относится к области испытаний с.-x. техники и может быть использовано при испытаниях рабочих органов с.-x. машин и агрегатов для измерения продольного сопротивления почвы рабочим органам с.-x. машин.
Автору такое изобретение неизвестно, есть очень отдаленный аналог, описанный в книге А.Б.Лурье, А.А.Громбчевский "Расчет и конструирование с.-x. машин", Л.: Машиностроение, 1977 г., стр.74. Этот измеритель построен на совершенно другом принципе - на опосредованном измерении, т.е. используются тензодатчики, которые по предположению реагируют на изгибающие напряжения от продольного сопротивления почвы прямо пропорционально, затем измеряемая величина уподобляется продольному сопротивлению почвы рабочим органам с.-x. машин и агрегатов с дальнейшим перерасчетом на действительную величину.
Однако измеритель, основанный на опосредованном измерении, обладает рядом недостатков: неадекватность измерений, т.к. мы измеряем не ту величину, которую необходимо, а лишь опосредованную, требуется перерасчет на необходимую, что неизбежно связано с потерей точности измерений.
Ставится задача повысить адекватность и точность измерений за счет использования непосредственного, контактного измерения требуемой величины - измеряемая величина непосредственно воздействует на воспринимающее устройство и реагирует именно на него, а не на что-то другое.
Поставленная задача осуществляется за счет того, что создается устройство для контактного измерения продольного сопротивления почвы с.-x. рабочим органам, которое состоит из полого цилиндро-конусного наконечника, установленного горизонтально острием конуса навстречу движению и который сзади закрыт резьбовой пробкой с возможностью регулирования ее положения относительно края втулки, в которой свободно установлен цилиндро-конусный наконечник, а сама втулка жестко прикреплена внизу корпуса горизонтально и на заднем конце имеет горизонтальный паз, куда свободно входит фиксатор от полого цилиндро-конусного наконечника, причем сзади него по оси симметрии установлен плавно закругленный с одного конца упор, который свободно имеет возможность перемещаться в опоре, жестко прикрепленной к корпусу измерителя и которая охватывает подвижный упор снизу чуть выше его диаметра, при этом сверху на подвижном упоре жестко установлен поводок, к которому шарнирно прикреплена гибкая струна или стальная проволока, которая далее проходит через несколько промежуточных опорных роликов и шарнирно крепится к подвижному и подпружиненному суппорту с пишущим и тоже подпружиненным вертикальным стержнем, под которым жестко установлен стол, и по нему имеет возможность перемещаться бумага, наматывающаяся на ведущий барабан, который получает вращение от звездочки цепной передачи через конический редуктор от колеса, а второй барабан установлен жестко на столе, а бумажная лента намотана свободно, причем неподвижная часть суппорта жестко прикреплена к столу и через две симметричные пружины и направляющую шарнирно соединяется с подвижным суппортом, который опирается на две шаровые опоры, а по центру с торца его шарнирно прикреплена гибкая струна.
Все признаки изобретения новы и в данной совокупности не встречались, и все вместе они позволяют осуществить поставленную задачу.
Технический результат - повышение точности и адекватности измерений получают за счет того, что:
- устройство для контактного измерения продольного сопротивления почвы с.-x. рабочим органам состоит из полого цилиндро-конусного наконечника, установленного горизонтально острием конуса навстречу движению, и он сзади закрыт резьбовой пробкой с возможностью регулирования ее положения относительно края втулки, в которой свободно установлен и может двигаться цилиндро-конусный наконечник,
- сама втулка жестко прикреплена внизу корпуса горизонтально и на заднем конце имеет горизонтальный паз, куда входит любой известный фиксатор для предотвращения проворачивания наконечника от воздействия почвы, причем фиксатор входит в паз свободно, а длина паза согласована с максимально возможным ходом воспринимающего наконечника, т.е. равна ему,
- сзади цилиндро-конусного наконечника по его оси симметрии установлен плавно закругленный с одного конца упор, который имеет возможность свободно перемещаться в опоре, жестко прикрепленной к корпусу измерителя и которая охватывает подвижный упор снизу чуть выше его диаметра для надежности работы узла,
- а сверху подвижного упора жестко установлен поводок, к которому шарнирно прикреплена гибкая струна или стальная проволока, которая далее проходит внутри корпуса измерителя через несколько промежуточных опорных роликов и шарнирно крепится к подвижному подпружиненному суппорту с пишущим и тоже подпружиненным вертикальным стержнем для того, чтобы обеспечить возврат суппорта при изменении направления воздействия сил на воспринимающий наконечник,
- под пишущим стержнем жестко установлен стол, по которому имеет возможность перемещаться бумажная лента для записи регистрируемых усилий непосредственно на эту ленту, и наматывается она на ведущий барабан, получающий вращение от верхней звездочки цепной передачи через конический редуктор от колеса для того, чтобы обеспечить взаимосвязь записываемого процесса от скорости движения машины,
- второй барабан для бумажной ленты установлен жестко на столе, а бумажная лента свободно без всякого натяга намотана на ось барабана для того, чтобы не создавать лишних напряжений и сопротивлений в работе лентопротяжного аппарата,
- неподвижная часть суппорта жестко прикреплена к краю стола и через две симметричные пружины и направляющую шарнирно соединяется с подвижным суппортом для обеспечения свободного возвратно-поступательного движения подвижного суппорта, и он имеет две шаровые опоры, которые опираются не на бумажную ленту, а вне ее для уменьшения сопротивлений работе лентопротяжного механизма.
На фиг.1 показан вид сбоку на предлагаемый измеритель, на фиг.2 показан вид по стрелке А с фиг.1, на фиг.3 дан разрез по Б-Б с фиг.1, на фиг.4 дан разрез В-В с фиг.3, на фиг.5 дан вид по стрелке Г с фиг.2, на фиг.6 дан вид Д с фиг.5, на фиг.7 дан вид Е с фиг.6 на опору подвижного суппорта.
Рассмотрим устройство измерителя.
Устройство для контактного измерения продольного сопротивления почвы с.-x. рабочим органам состоит из полого цилиндро-конусного наконечника 1, установленного горизонтально острием конуса навстречу движению и который сзади закрыт резьбовой пробкой 2 с возможностью регулирования ее положения относительно края втулки 3, в которой свободно установлен цилиндро-конусный наконечник 1, а сама втулка 3 жестко прикреплена внизу корпуса 4 горизонтально и на заднем конце имеет горизонтальный паз, куда свободно входит фиксатор от полого цилиндро-конусного наконечника 1, причем сзади него по оси симметрии установлен плавно закругленный с одного конца упор 5, который свободно имеет возможность перемещаться в опоре 6, жестко прикрепленной к корпусу 4 измерителя и которая охватывает подвижный упор снизу чуть выше его диаметра, при этом сверху на подвижном упоре жестко установлен поводок 7, к которому шарнирно прикреплена гибкая струна 8 или стальная проволока, которая далее проходит через несколько промежуточных опорных роликов 9 и 10 и шарнирно крепится к подвижному и подпружиненному суппорту 11 с пишущим и тоже подпружиненным вертикальным стержнем 12, под которым жестко установлен стол 13, и по нему имеет возможность перемещаться бумага 14, наматывающаяся на ведущий барабан 15, который получает вращение от звездочки 17 цепной передачи 18 через конический редуктор 19 от колеса 20, а второй барабан 21 установлен жестко на столе 13, а бумажная лента 14 намотана свободно, причем неподвижная часть суппорта 22 жестко прикреплена к столу 13 и через две симметричные пружины 23 и направляющую 24 шарнирно соединяется с подвижным суппортом 11, который опирается на две шаровые опоры 25, а по центру с торца его шарнирно прикреплена гибкая струна 8.
Рабочий процесс измерителя. Предварительно на месте установки измерителя выкапывают углубление, равное высоте установленного измерителя, для устранения излишних нагрузок и возможных поломок. Именно в него устанавливают измеритель, прикрепленный на испытуемой с.-x. машине. После этого по сигналу начинают движение машины и одновременно начинается запись продольного сопротивления почвы, т.к. колесо 20 движется, следовательно, движется бумажная лента 14, а пишущий стержень 12 изображает кривую измеряемых усилий продольного воздействия почвы на цилиндро-конусный наконечник 1, который свободно установлен во втулке 2, и под давлением почвы он перемещается назад и давит на упор 5, который тянет за собой струну 8, а она в свою очередь тянет подвижный суппорт 11 с пишущим стержнем 12.