УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОГРУЖЕНИЮ ДИСКА В ПОЧВУ

Устройство относится к сельскому хозяйству, в частности, к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для определения силы сопротивления погружению диска в почву.
Известен способ определения удельного сопротивления почвы смятию [RU 2139516 C1, 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 почв при пахоте [RU 2028614 C1, 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 A1, 4 A01B 17/00, 30.06.1988];
[RU 2105280 C1, 6 G01M 19/00, A01B 17/00, 20.02.1998]. Сущность изобретений заключается в том, что на вертикальный вал устанавливаются кронштейн, к которому крепятся различные почвообрабатывающие рабочие органы. Кроме того, устройства снабжены блоком приспособлений для уплотнения почвы.
Недостатком устройств является отсутствие конструктивных элементов, погружающих рабочие органы в почву и регистрирующие 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.
Недостатком прибора измерения твердости почвы является отсутствие конструктивных элементов, обеспечивающих установку вместо наконечника рабочих органов почвообрабатывающих машин, в частности дисков, кроме того прочностные характеристики прибора не рассчитаны на внедрение в почву других элементов, кроме плунжера.
Задача полезной модели - создание установки для определения силы сопротивления погружению диска в почву без применения сложной дорогостоящей тензометрической аппаратуры.
Сущность полезной модели заключается в том, что для реализации поставленной задачи используют трактор, к концам рычагов его гидронавески жестко закреплена поперечная балка, контактирующая с балкой, передний конец которой шарнирно закреплен к кронштейну верхней тяги гидронавески, а к заднему концу балки жестко закреплен упор, взаимодействующий с верхним концом пружины, установленной на шток, жестко соединенный с кронштейном, шарнирно закрепленным к кронштейну оси диска, причем к торцу оси диска в вертикальном направлении жестко закреплена направляющая, а в направляющую помещен шток. Верхний конец штока оснащен ограничителем хода, а к нижнему закреплен ползун, причем нижняя плоскость ползуна установлена на уровне нижней точки диска.
Установка для определения силы сопротивления погружению диска в почву состоит из трактора 1, к концам рычагов гидронавески 2 трактора 1 жестко закреплена поперечная балка 3, контактирующая с балкой 4. Над поперечной балкой 3 установлена скоба 5, концы которой жестко закреплены к балке 4. Передний конец балки 4 посредством пальца 6 шарнирно закреплен к кронштейну верхней тяги гидронавески 7, при этом к переднему концу балки 4 жестко закреплен упор 8. В центральное отверстие упора 8 помещен верхний конец штока 9. Нижний конец штока 9 жестко закреплен к кронштейну 10. Кронштейн 10 шарнирно закреплен на конце кронштейна оси диска 11, который передним концом жестко закреплен к заднему концу тяги 12, причем ее передний конец жестко закреплен во втулке оси нижних тяг гидронавески 7.
Над упором 8 на верхнем конце штока 9 помещена гайка 13. Ниже упора 8 на шток 9 последовательно помещена шайба 14 и пружина 15, причем нижний конец пружины 15 установлен на кронштейн 10. К торцу заднего конца кронштейна оси диска 11 в перпендикулярном направлении жестко закреплена ось диска 16 с установленным на ней диском 17. К торцу оси диска 16 в вертикальном направлении жестко закреплена направляющая 18, а в направляющую 18 помещен шток со шкалами 19. Верхний конец штока со шкалами 19 оснащен ограничителем хода. К нижнему концу штока со шкалами 19 жестко закреплен ползун 20. Нижняя плоскость ползуна 20 находится на уровне нижней точки диска 17.
Установка работает следующим образом. При включении гидросистемы трактора 1 нижние концы рычагов гидронавески 2 опускают вниз. Поперечная балка 3 жестко закрепленная к концам рычагов гидронавески 2, контактирует с балкой 4. Задний конец балки 4, к которому жестко закреплен упор 8, опускают вниз. Нижняя плоскость упора 8 контактирует с шайбой 14, при этом, шайба 14 контактирует с верхним концом пружины 15. Нижний конец пружины 15 взаимодействует с кронштейном 10, который шарнирно закреплен на заднем конце кронштейна оси диска 11. Так как к торцу заднего конца кронштейна оси диска 11 в перпендикулярном направлении жестко закреплена ось диска 16, то усилие со стороны пружины 15 передается диску 17, который погружается в почву. В результате реакция силы, действующей со стороны почвы на диск 17 между гайкой 13 и верхней плоскостью упора 8 образуется зазор. По величине зазора, используя тарировочный график пружины 15, определяют силу сопротивления погружения диска 17 в почву. Глубина погружения диска 17 равна расстоянию между ограничителем хода штока 21 и торцом направляющей 18. Зазоры между гайкой 13 и верхней плоскостью упора 8, а также между ограничителем хода штока 21 и торцом направляющей 18 регистрируют посредством камеры.
В транспортное положение установку переводят следующим образом: посредством гидросистемы трактора 1 осуществляют поворот рычагов гидронавески 2 вверх. Так как поперечная балка 3 жестко закреплена к концам рычагов гидронавески 2, а над ней закреплена скоба 5, жестко закрепленная к балке 4, таким образом осуществляют подъем всей системы, включающей: балку 4, скобу 5, шток 9, гайку 13, упор 8, шайбу 14, пружину 15, кронштейн 10, ось диска 16, диск 17, шток 19, ограничитель хода штока 21, направляющую 18, ползун 20, кронштейн оси диска 11, тягу 12.
Использование установки для определения силы сопротивления погружению диска в почву позволит без применения сложной, дорогостоящей тензометрической аппаратуры определять силу сопротивления погружения диска в почву и глубину его погружения.