Устройство для измерения горизонтального усилия от сельскохозяйственной машины, навешиваемой на трактор
DEVICE FOR MEASURING THE HORIZONTAL FORCE FROM AN AGRICULTURAL MACHINE MOUNTED ON A TRACTOR

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных средств для исследования тягового сопротивления рабочих органов навесных сельскохозяйственных и почвообрабатывающих орудий.
Известно устройство для определения горизонтального усилия от орудия, навешенного на трактор, содержащее тензометрическую плиту с силоизмерительным элементом, отличающееся тем, что оно снабжено шарнирно закрепленными на тензометрической плите левым, правым и верхним двуплечими рычагами, к наружным концам которых прикреплены тяги гидронавесной системы трактора, и закрепленной на вилке внутреннего конца верхнего рычага шарнирно соединенной с силоизмерительным элементом суммирующей осью, с которой, посредством промежуточных звеньев с шаровыми наконечниками, соединены внутренние концы левого и правого двуплечих рычагов, при этом оси качания левого и правого рычагов расположены вертикально, а ось качания верхнего рычага расположена горизонтально перпендикулярно продольной оси трактора, принятое за прототип (Патент RU 2749578, МПК МПК G01L 5/13 (2006.01), А01В 59/06 (2006.01)).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, выполненной в виде шарнирно-рычажного механизма, обеспечивающей суммирование нескольких разнонаправленных усилий.
Задача, решаемая изобретением - упрощение конструкции за счет использования единого измерительного элемента в виде датчика крутящего момента.
Технический результат - повышение точности измерения горизонтального усилия от навесной сельскохозяйственной машины или орудия.
Указанный технический результат достигается устройством для измерения горизонтального усилия от сельскохозяйственной машины, навешиваемой на трактор, включающим промежуточную раму, навешиваемую на нижние и верхнюю тяги трехточечной гидронавесной системы трактора, несущую двуплечие рычаги, соосно закрепленные на промежуточной раме, и измерительное средство, отличающимся тем, что оси поворота рычагов расположены вертикально, свободные концы двуплечих рычагов, соединенных с нижними тягами гидронавесной системы, снабжены сопряженными между собой зубчатыми секторами, на валу вращения одного из соединенных с нижними тягами рычагов установлено зубчатое колесо, сопряженное с шестерней, смонтированной на вертикально расположенной оси вращения кривошипа, соединенного с верхней тягой гидронавесной системы, при этом один конец вала упомянутого двуплечего рычага жестко закреплен на основании, а измерительное средство выполнено в виде датчика крутящего момента, размещенного между зубчатым колесом и концом вала, жестко закрепленным на промежуточной раме.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически представлена кинематическая схема заявленного устройство.
На промежуточной плите, несущей опоры с радиально упорными подшипниками 1 вертикально установлены валы 2, 3, 4, к которым жестко прикреплены двуплечие рычаги 5, 6, 7. К одним концам рычагов 5, 6, 7 подсоединяются три тяги гидронавесной системы трактора 8, 9, 10. На вторых концах двуплечих рычагов 5 и 7 закреплены зубчатые секторы 11 и 12. На валу 3 установлено зубчатое колесо 13, а на валу 4 - зубчатая шестерня 14. Вал 4 снизу жестко соединен с переходной плитой. На валу 4 ниже колеса 14 установлен датчик 15 крутящего момента, показания которого зависят от величины крутящего момента в валу под ним. Вертикальное расположение осей 2 и 4 поворота двуплечих рычагов и оси 3 вращения кривошипа, закрепленных в радиально упорных подшипниках 1, обеспечивает передачу на датчик 15 крутящего момента только суммарного горизонтального усилия
При работе устройства усилия от тяг 8, 9, 10 гидронавесной системы трактора приводят к перекатыванию зубчатых секторов 11 и 12, суммируя на валу 4 усилия от нижних тяг, а шестерни 13 и 14 также добавляют усилие от верхней тяги 9.
л
л
лг
1
2
1
п
пг
2
в
в
вг
1
2
1
Крутящий момент от горизонтальной составляющей Р составляет М=Ра в/в. Крутящий момент от правой горизонтальной Р составляющей - Мп=Ра. Крутящий момент от верхней горизонтальной Р составляющей М=РаR/R.
лг
пг
в
Для того, чтоб при одинаковых значениях усилий Р, Р, Р, например, 10 кН, показания датчика крутящего момента были одинаковыми, необходимо выполнение соотношения:
или
а
а
1
2
где  и  - длины внешних рычагов 5 и 7, мм;
1
2
b и b - радиусы делительных окружностей зубчатых секторов 11 и 12, мм;
с - радиус кривошипа 6, мм.
За счет заявленной совокупности признаков, включающей зубчатые секторы, шестерню и колесо, а также вертикальное расположение осей поворота двуплечих рычагов и вращения кривошипа, обеспечивающих передачу на датчик крутящего момента только суммарного горизонтального усилия, достигается описанный технический результат.