УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТЕНЗОМЕТРИРОВАНИЯ
VOLUMETRIC STRAIN-GAUGING APPARATUS

Изобретение относится к области сельскохозяйственного и лесохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных приборов, и может быть использовано для изучения силовых характеристик рабочих органов почвообрабатывающих орудий.
x
y
Известно измерительное устройство для исследования рабочих органов почвообрабатывающих машин, состоящее из двух последовательно соединенных паралеллограммных механизмов, ориентированных продольно и поперечно в горизонтальных плоскостях, которые монтируются на раме, имеющей сцепное устройство. На рамке поперечно ориентированного паралеллограммного механизма расположена площадка для крепления рабочего органа. Жесткость системы достигается соединением паралеллограммов с кронштейнами, установленными на основании, при помощи измерительных звеньев, сориентированных, соответственно, продольно и вертикально в горизонтальных плоскостях. Такая конструкция позволяет непосредственно измерять продольную R и поперечную R составляющие силы сопротивления. К недостаткам прототипа относятся невозможность измерения вертикальной составляющей силы сопротивления и сложность изготовления конструкции, обладающей приемлемой жесткостью (Патент на полезную модель №62701, G01L 5/13, опубл. 27.04.2007).
x
Наиболее близким по технической сущности является тензометрическая навеска, которая состоит из трех неподвижных тяг, аналогичных тягам тракторной навески, на каждой из которых установлено по измерительному звену. При установке рабочего органа система приобретает жесткость. Тяговое сопротивление R получают сложением показаний измерительных звеньев (Бартенев И.М., Гончаров П.Э. Устройства для замера тягового сопротивления навесных почвообрабатывающих орудий на вырубках / Воронежская государственная лесотехническая академия. - Воронеж, 1998. - 8 с.: ил. - Библ.: 3 назв. - русский. - Деп. в ВИНИТИ РАН 25.02.1998 №525-B1998).
z
y
x
Недостатком прототипа является невозможность отдельного фиксирования вертикальной R, боковой R составляющих сил сопротивления и погрешности измерения силы R, возникающие из-за влияния изгибающих моментов на измерительные звенья.
Задачей технического решения является разработка конструкции установки для объемного тензометрирования, одновременно измеряющей все три составляющих силы сопротивления, что позволит более глубоко изучить влияние конструктивных параметров рабочих органов на их силовые параметры.
Для этого в установке для объемного тензометрирования, включающей две рамки, кронштейны крепления к навесной системе, механизм крепления рабочего органа, три тяги, на каждой из которых установлены измерительные звенья, согласно изобретению, рамки соединены при помощи трех параллельных тяг, концы которых закреплены посредством карданных шарниров, причем схема расположения тяг обеспечивает перемещение подвижной рамки в поперечно-вертикальной плоскости, а использование карданных шарниров позволяет избежать скручивания подвижной рамки относительно неподвижной, при этом на измерительные звенья передаются сжимающие и растягивающие силы, параллельные направлению тяг. Для обеспечения повышенной жесткости системы точки крепления параллельных тяг к рамкам (центры карданных шарниров) расположены в вершинах равнобедренных треугольников, вписанных в боковые грани параллелограмма.
На фиг. 1 изображена тензометрическая установка.
Установка состоит из двух рамок 1 и 2, соединенных при помощи трех параллельных тяг 3, концы которых закреплены посредством карданных шарниров 4, трех тензометрических звеньев 5, установленных на каждую тягу, механизма крепления рабочего органа 6 с исследуемым рабочим органом 7 и кронштейнов крепления к навесной системе 8. Одна рамка жестко закреплена в трех точках на навесном устройстве тягового механизма, другая имеет возможность перемещаться в поперечно-вертикальной плоскости без скручивания относительно первой рамки, за счет использования карданных шарниров.
Установка работает следующим образом. Рабочий орган устанавливается на тензометрическую навеску, после чего производится взвешивание подвижной ее части. Рабочий орган устанавливается на рабочую глубину или поверхность грунта (при достаточной длине почвенного канала) и проводится опыт.
yz
xy
xy
1
2
3
<mrow><msubsup><mi>R</mi><mrow><mi>y</mi><mi>z</mi></mrow><mi>G</mi></msubsup></mrow>
Во время прохождения рабочего органа по почвенному каналу тяги занимают устойчивое положение, которое фиксируется двумя датчиками, измеряющими углы их отклонения в продольно-вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом в продольно-вертикальной плоскости угол поворота тяг φ показывает наклон результирующей
сил сопротивления и веса орудия. В горизонтальной плоскости угол поворота тяг φ характеризует линию действия равнодействующей R сил сопротивления орудия. Усилия в тягах P, P, P фиксируются тензометрическими датчиками. Для рабочих органов с значительной выталкивающей силой (например, дисковые) может потребоваться дополнительное догружение балластом подвижной рамки установки.
Предлагаемое изобретение дает положительный эффект в сельском и лесном хозяйстве путем повышения качества испытания рабочих органов, что позволяет создавать более совершенные почвообрабатывающие орудия.