Способ и устройство для определения горизонтального усилия от навесного почвообрабатывающего орудия
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING HORIZONTAL FORCE FROM MOUNTED TILLAGE TOOL

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к изучению нагруженности рабочих органов навесных сельскохозяйственных машин и почвообрабатывающих орудий и может быть использовано для измерения горизонтального усилия, передаваемого от таких орудий.
Известен способ определения горизонтального усилия от навесного почвообрабатывающего орудия, приведенный в описании устройства для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий (а.с. СССР №974163, G01L 5/16, опубл. 30.06.92), Способ включает навешивание почвообрабатывающих орудий на трактор, закрепление на рабочем органе силоизмерительных элементов и определение искомых усилий посредством тензодатчиков, и принят за прототип в части способа.
Недостатком известного способа является сложность эксплуатации и наличие систематической погрешности при пересчете результатов измерения.
Известно также устройство для измерения вертикального и горизонтального усилия на рабочий орган сельскохозяйственного орудия, содержащее раму сельскохозяйственного орудия и рабочий орган, между которыми установлена шарнирно-стержневая система, отличающееся тем, что шарнирно-стержневая система выполнена в виде параллелограммного механизма, одно из горизонтальных звеньев которого связано с рабочим органом сельскохозяйственного орудия и выполнено с упором, воздействующим на свободный конец тензобалки, жестко вертикально закрепленной на другом горизонтальном звене, связанном с рамой, между горизонтальными звеньями шарнирно установлены два вертикальных звена прямоугольного сечения, на передней и задней гранях которых по оси симметрии наклеены тензорезисторы на одинаковом расстоянии от шарниров, при этом тензорезисторы вертикальных звеньев последовательно соединены в одно плечо измерительного моста, принятое за прототип в части устройства (Устройство для измерения вертикального и горизонтального усилия на рабочий орган сельскохозяйственного орудия. Патент RU 2684441, МПК G01L 5/16).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, выполненной в виде шарнирно-сочлененного параллелограммного механизма, требующего повышенной точности изготовления.
Задача, решаемая изобретением - механическое (кинематическое) суммирование горизонтальных составляющих усилий от всех трех рычагов гидронавесной системы трактора и измерение получаемого суммарного усилия единственным силоизмерительным элементом.
Технический результат - повышение точности измерения горизонтальных усилий, действующих на почвообрабатывающее орудие за счет исключения передачи на силоизмерительное устройство вертикальных и боковых усилий со стороны почвообрабатывающего орудия.
Указанный технический результат достигается способом определения горизонтального усилия от почвообрабатывающих орудий, навешиваемых на трактор, включающим закрепление на рычагах гидронавесной системы трактора тензометрической плиты с силоизмерительными элементами, отличающимся тем, что усилия от упомянутых тяг кинематически приводят к общей оси, расположенной горизонтально и перпендикулярно продольной оси трактора, механически суммируют их между собой, а горизонтальное усилие от навесного орудия определяют по полученному суммарному усилию на общей оси.
Упомянутый способ реализует устройство для определения горизонтального усилия от орудия, навешенного на трактор, содержащее тензометрическую плиту с силоизмерительным элементом, отличающееся тем, 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.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид устройства в аксонометрической проекции, на фиг. 2 - сечение по суммирующей оси 10 на фиг. 1.
Устройство для определения горизонтального усилия от орудия, навешенного на трактор, содержит те изометрическую плиту 1, соединенную с почвообрабатывающим орудием (на чертеже не показанно), на которой с помощью подшипниковых узлов 2 установлены левый 3, правый 4 двуплечие рычаги, а также верхний двуплечий рычаг 5. К внешним концам рычагов 3-5 прикреплены рычаги 6, 7, 8 гидронавесной системы трактора (на чертеже не показано). Внутренние концы рычагов 4 и 3 посредством звеньев 12 с шаровыми наконечниками соединены с суммирующей осью 10 (фиг. 2), закрепленной на вилке верхнего рычага 5. К общей оси 10 также шарнирно присоединен датчик усилий 9, второй конец которого закреплен на тензометрической плите 1.
Оси качания левого 3 и правого 4 рычагов расположены вертикально, а ось качания верхнего рычага 5 расположена горизонтально перпендикулярно продольной оси трактора. Соотношения одноименных плеч всех двуплечих рычагов 3, 4 и 5 выполнены одинаковыми.
Работа осуществляется следующим образом. Тензометрическую плиту 1 с силоизмерительным элементом 9 закрепляют на рычагах 6, 7 и 8 гидронавесной системы трактора. Усилия от упомянутых рычагов передаются на расположенную горизонтально и перпендикулярно продольной оси трактора суммирующую ось 10, закрепленной на вилке верхнего рычага 5. Эти усилия механически суммируют между собой на оси 10. Ось 10 посредством звеньев 12 шарнирно связана с внутренними плечами рычагов 3 и 4.
В
Г
Б
Г
Усилия, передаваемые на трактор посредством рычагов 6, 7, 8 можно разложить на вертикальные Р, горизонтальные Р и боковые Р составляющие, при этом описанной рычажной системой передаются на общую ось 10 только горизонтальные составляющие Р общих усилий. Поскольку датчик усилий 9 также шарнирно присоединен к общей оси 10, то горизонтальное усилие от навесного орудия определяют по суммируемому усилию на общей оси 10, измеряемому датчиком 9.
За счет того, что горизонтальные составляющие усилий от рычагов гидронавесной системы трактора кинематически приводят к расположенной горизонтально перпендикулярно продольной оси трактора общей оси и механически суммируют между собой, а горизонтальное усилие от навесного орудия определяют по замеряемому силоизмерительным элементом на общей оси суммарному усилию, достигается заявленный технический результат.
За счет того, что тензометрическая плита с силоизмерительным элементом снабжена шарнирно закрепленными на ней левым, правым и верхним двуплечими рычагами, к наружным концам которых прикреплены рычаги гидронавесной системы трактора и шарнирно соединенная с силоизмерительным элементом суммирующей осью, закрепленной в проушинах внутреннего конца верхнего рычага, с которой, посредством промежуточных звеньев с шаровыми наконечниками, соединены внутренние концы левого и правого двуплечих рычагов, причем оси качания левого и правого рычагов расположены вертикально, а ось качания верхнего рычага расположена горизонтально перпендикулярно продольной оси трактора, достигается заявленный в рамках устройства технический результат.