СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

Известен стенд для измерения моментов инерции, представляющий собой раму с четырьмя вертикальными пружинами, на которые с помощью специальных хомутов устанавливается изделие. В местах крепления пружин к хомутам расположены датчики перемещений, измеряющие деформацию пружин. Чтобы эти точки не смещались горизонтально, в конструкции стенда предусмотрены направляющие втулки. Таким образом, движение изделия возможно только по трем степеням свободы [Богданов В.В., Волобуев B.C. и др. Комплекс для измерения масс и моментов инерции машиностроительных изделий. // Измерительная техника №2, 2002, с. 37-39.]
До начала измерений к пружинам прикладывается сила, которая затем мгновенно убирается и система начинает совершать свободные колебания по трем степеням свободы. В результате цифровой обработки сигналов каждого из датчиков, находятся частоты и амплитуды колебаний, используемые для определения моментов инерции изделия. Для получения трех осевых моментов инерции необходимо повернуть изделие на 90° вокруг продольной оси.
Существенным недостатком данного стенда является недостаточная точность измерений из-за возможных различий коэффициента жесткости четырех пружин.
- неприспособленность к установке навесных и прицепных сельскохозяйственных машин.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является стенд для определения моментов инерции транспортных объектов [Башкардин А.Г., Кравченко П.А., Степанов В.Г. Стенд для определения моментов инерции транспортных объектов. Авторское свидетельство СССР №868424, кл. G01M 17/06, G01H 7/00, 1981], содержащий грузовую платформу, опирающуюся на четыре опоры, две из которых выполнены в виде упругих элементов
Недостатками данного изобретения являются:
- необходимость раздельного определения момента инерции пустой платформы и с установленным на нее объектом;
- снижение точности измерений из-за необходимости подбора и контроля упругих опор с одинаковым коэффициентом жесткости.
- неприспособленность для определения моментов инерции навесных и полунавесных сельскохозяйственных машин.
Цель полезной модели - и получение возможности исследования навесных и полунавесных сельскохозяйственных машин и повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что используется один шарнирный и один упругий элемент вместо четырех, имеется связанная с компьютером система фиксирования колебаний, а устройство стенда не требует наличия у исследуемой машины опорных колес.
На фиг. 1 изображен стенд с установленной на нее сельскохозяйственной машиной (полунавесным опрыскивателем), вид сбоку; на фиг. 2 - сечение измерительного устройства в вертикальной плоскости, проходящей вдоль грузовой оси стенда.
Стенд (фиг. 1) содержит грузовую ось 1 с устройством крепления исследуемой сельскохозяйственной машины (не показано), вращающуюся в двух подшипниковых опорах 2, опирающихся на подъемное устройство 3 в виде домкратов, скользящих в пазах вертикальных стоек 4, жестко установленных на раме-основании 5, измерительное устройство.
Измерительное устройство (фиг. 2) состоит из неподвижного плоского диска 6 и прижатого к нему жестко связанного с грузовой осью 1 подвижного диска 7 с прорезью 8, и закрепленной над ней лазерной компьютерной мышью 9, связанной с ноутбуком (не показан).
Работа стенда осуществляется следующим образом.
ц
ц
Для определения момента инерции сельскохозяйственной машины относительно главной продольной оси машина устанавливается на стенд, как показано на фиг. 1. Рама машины прикрепляется к грузовой оси 1 стенда параллельно своей продольной оси симметрии на технически удобном расстоянии b от центра масс по горизонтали и z - по вертикали.
С противоположной стороны машина подвешивается к внешнему упругому подвесу (не показан), а ось стенда поднимается домкратами 3 на 0,3 м. Придав машине с помощью упругого подвеса горизонтальное положение, отклоняют подвешенную сторону машины на 0,1 м от горизонтального положения вниз и резко отпускают. Машина вместе с грузовым валом и соосно прикрепленным к нему подвижным диском 7 начнут совершать затухающие угловые колебания, которые через прорезь 8 считываются компьютерной мышью 9 и передаются в ноутбук, где определяется период колебаний.
По известной формуле определяют момент инерции опрыскивателя относительно оси вращения вала опоры.
где: Т - период колебаний, с;
СТ
k - коэффициент жесткости упругого подвеса, Н/м;
- расстояние от точки подвеса до оси вращения машины по горизонтали, м.
Затем по известной формуле выполняют перерасчет момента инерции относительно главной продольной оси ОХ машины
где М- масса машины, кг;
ц
ц
b, z - расстояния, обозначенные на фиг. 1, в метрах.
По приведенной методике определяется момент инерции машины относительно главных осей при различной массе расходуемого рабочего материала. По полученным данным легко формализовать нестационарный характер момента инерции агрегата по мере расходования рабочего материала (семян, удобрений, рабочей жидкости и т.д.)
Источники информации:
1. Богданов В.В., Волобуев B.C. и др. Комплекс для измерения масс и моментов инерции машиностроительных изделий. // Измерительная техника №2, 2002, с. 37-39.
2. Башкардин А.Г., Кравченко П.А., Степанов В.Г. Стенд для определения моментов инерции транспортных объектов. Авторское свидетельство СССР №868424, кл. G01M 17/06, G01H 7/00, 1981.