Стенд для исследования процессов взаимодействия рабочих органов с грунтом
STAND FOR STUDYING THE PROCESSES OF INTERACTION OF WORKING BODIES WITH SOIL

Изобретение относится к стендовому оборудованию для исследования землеройно-транспортных машин, рабочие органы которых взаимодействуют с грунтом в обычной среде (при атмосферном давлении).
Из существующего уровня техники известен стенд (Пат RU №2700285 С1 СПК G01 №3/58, Бабаев Т.К., Кошкарев Е.В. Заявка подана 17.01.2019, опубликовано 16.09.2019 Бюл. №26) для измерения силы сопротивления грунтов, который регистрирует составляющие силы резания.
Недостатком данного технического решения является измерение силы резания только на горизонтальной поверхности и отсутствует возможность определения сил резания, а также объема грунта перед отвалом на наклонной поверхности.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является стенд для исследования процессов взаимодействия рабочих органов машин с грунтом, содержащий канал с грунтом, направляющие рельсы, на которых расположена тележка, к каретке которой крепятся исследуемые рабочие органы. Тележка снабжена колесами и механизмом е перемещения (Пат RU №2022240 С1 МПК G01M 19/00 (1990, 01); Макрушин Е.П., Шушан Ф.Б., Хорошев Ф.А., Фатов Ю.П. Заявка №5025897/33, 10.09.1991. Опубликовано 30.10.1994. (прототип)).
Недостатком данного технического решения является невозможность исследований взаимодействия рабочих органов с грунтом при движении базовых тягачей по наклонной поверхности разрабатываемого грунта.
Технической задачей заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей стенда при исследовании процессов взаимодействия рабочих органов землеройно-транспортных машин: бульдозеров, автогрейдеров, скреперов, имеющих ножевые рабочие органы и работающих на наклонных поверхностях грунта и горных пород.
Поставленная задача достигается тем, что в стенде для исследования процессов взаимодействия рабочих органов с грунтом, содержащем раму с грунтовым каналом, направляющие и тележку с ходовыми колесами, параллелограмную подвеску с тензометрическим устройством, двухбарабанную лебедку с тяговыми канатами, согласно изобретения, грунтовый канал установлен на шарнирной опоре и снабжен механизмом изменения угла наклона грунтового канала.
Применение стенда с грунтовым каналом, имеющим свойство изменять угол наклона к горизонту, позволяет провести исследования взаимодействия рабочих органов с грунтом в условиях, приближенным к реальным рабочим процессам.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен стенд для исследования процессов взаимодействия рабочих органов с грунтом, общий вид сбоку; на фиг. 2 - по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - формирование призмы грунта на горизонтальной поверхности; на фиг. 4 - формирование призмы грунта при движении на подъем; на фиг. 5 - формирование призмы грунта при движении под уклон.
Стенд для исследования процессов взаимодействия рабочих органов с грунтом включает раму 1 с направляющими и тележку 2 с ходовыми колесами. Рама 1 соединена с грунтовым каналом 3.
Параллелограммная подвеска рабочих органов 4 для регулирования толщины срезаемой стружки грунта снабжена электрическим шариковинтовым механизмом 5 с поступательным движением штока.
Тензоизмерительное устройство 6 установлено на параллелограмной подвеске 4.
Грунтовый канал 3 с рамой 1 и тележкой 2 установлен на двух шарнирных опорах 7, расположенных на стойках 8 и соединен с механизмом 9 изменения угла наклона грунтового канала (например, с электрическим шарико-винтовым механизмом с поступательным движением штока).
Двухбарабанная лебедка 10 установлена на опорах 11 рамы стенда 1 и канатами 12 соединена с тележкой 2, которые опираются на отклоняющие блоки 13, 14, 15. Привод двухбарабанной лебедки включает электродвигатель 16 и редуктор 17. Рабочий орган 18 соединен с тензоизмерительным устройством 6.
Стенд работает следующим образом.
Грунтовый канал 3 заполняют исследуемым грунтом и механизмом изменения угла наклона 9 устанавливают с заданным углом. Параллелограммной подвеской рабочих органов 4 включением электрического шарико-винтовым механизмом 5 с поступательным движением штока устанавливают положение рабочего органа 18 для первого планировочного движения.
Включают электродвигатель 16, соединенный с редуктором 17, приводят в движение двухбарабанную лебедку 10 и канатами 12 тележку 2. Обратным вращением двухбарабанной лебедки 10 тележку возвращают в исходное положение. Включением электрического шарико-винтового механизма 5 устанавливают заданную глубину резания рабочего органа 18. Включают электродвигатель 16 двухбарабанную лебедку 10 канатами 11 тележку 2 двигают вперед, совершая процесс резания грунта. Измерением объема координатным методом поверхности грунта перед рабочим органом 18 определяют формирование призмы грунта.
Результаты тензометрического устройства 6 преобразовывают в силы, возникшие в тягах и определяют суммарные горизонтальные и вертикальные силы сопротивления резанию и полную силу резания, а так же точку ее приложения и направления силы.
Последующими проходами определяют влияние глубины резания на силы сопротивления резания с различными углами наклона грунтового канала.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет проводить испытания рабочих органов при различных углах наклона грунтового канала в лабораторных условиях.