УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТЕНЗОМЕТРИРОВАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G01L5/13 

Описание патента на изобретение RU2566398C1

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.

Известно устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий (а.с. СССР №974163, кл. G01L 5/16, опубл. 30.06.92, бюл. №24), содержащее силоизмерительный элемент, элементы крепления и рабочий орган со стойкой, в котором на силоизмерительном элементе расположены тензодатчики сопротивления, а сам силоизмерительный элемент охватывает стойку рабочего органа. Однако практическое использование данного устройства сложно в эксплуатации и не обеспечивает получения достоверных результатов измерения. При использовании известного устройства требуется специальное тарировочное оборудование, обеспечивающее раздельную калибровку тензодатчиков сопротивления, при этом исключая их взаимное влияние. Таким образом, отсутствие в данном устройстве отдельных измерительных звеньев требует специального оборудования для выполнения сложных тарировочных работ и не обеспечивает достоверных результатов измерения.

Известна установка для объемного тензометрирования (заявка №2012118290/28, 03.05.2012, G01L, опубл. 10.11.2013), содержащая измерительные звенья устройства для крепления и рабочий орган со стойкой. В известном устройстве посредством параллельных тяг, тяг-раскосов и шаровых шарниров, по мнению авторов, достигается повышение качества испытания рабочих органов. Вместе с тем применение шаровых шарниров (подвижное соединение двух частей) для соединения тяг, тяг-раскосов и измерительных звеньев изначально допускает перемещение последних и изменения их положения при работе. В связи с этим изменение положений измерительных звеньев относительно начального их положения вносит ошибки в результате измерений и не обеспечивает получение достоверных данных. Более того, ошибки измерения переменны по величине и зависят от величины внешних нагрузок, когда шарниры в большей или меньшей степени поворачиваются и изменяют начальные координаты расположения измерительных звеньев. Кроме этого, на рабочий орган почвообрабатывающего орудия в общем случае со стороны почвы действует пространственная система сил, которая описывается шестью компонентами (проекциями на оси координат Px, Py, Pz, Мх, My, Mz), а не тремя, как производится в известном устройстве Px, Py, Pz, хотя название известного устройства предполагает объемное тензометрирование. Следствием этого недостатка известное устройство не может быть применено для испытания несимметричных рабочих органов, например корпусов плуга или безотвальных рыхлителей.

Предлагаемая установка для объемного тензометрирования избавлена от вышеотмеченных недостатков. Она имеет измерительные звенья, устройства (кронштейны) для крепления измерительных звеньев и рабочий орган со стойкой, при этом вертикально расположенное измерительное звено присоединено к верхней грани стойки с возможностью восприятия деформаций сжатия и растяжения. Все остальные измерительные звенья установлены в горизонтальных плоскостях с возможностью восприятия деформаций сжатия, причем все они точечно уперты с разных сторон в грани стойки и обеспечивают неподвижное положение измерительных звеньев и стойки с рабочим органом в процессе проведения измерений. Помимо этого предлагаемое устройство имеет, по меньшей мере, шесть измерительных звеньев по числу измеряемых переменных, которые расположены в направлении действия внешних нагрузок. В результате этого предлагаемое устройство обеспечивает регистрации и измерения всех компонент пространственных силовых характеристик, то есть полное объемное тензометрирование.

На рисунках показано на схемах предлагаемое устройство для объемного тензометрирования. На фиг. 1 - диметрическая система координат с направлениями компонент пространственных силовых характеристик, на фиг. 2 - схема устройства в плоскости XOZ, то есть боковая проекция, на фиг. 3 изображена горизонтальная проекция предлагаемого устройства, или вид сверху, на фиг. 4 - диметрическая проекция, и на фиг. 5, и фиг. 6 - варианты несимметричных рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Предлагаемая установка для объемного тензометрирования имеет измерительные звенья 1, 2, 3, 4, 5 и 6, кронштейны 7 для крепления на остове почвообрабатывающего орудия (орудие на рисунке условно не показано) всех измерительных звеньев 1, 2, 3, 4, 5, и 6. Имеется рабочий орган 8 со стойкой 9. Вертикально расположенное измерительное звено 6 присоединено к верхней грани стойки 9 рабочего органа 8. Измерительные звенья 1, 2, 3, 4, и 5 установлены в горизонтальных плоскостях и уперты с разных сторон в соответствующие грани стойки 9, обеспечивая неподвижное соединение всех элементов установки при измерениях.

Работа измерительной установки для объемного тензометрирования заключается в следующем. Измерительные звенья 1, 2, 3, 4, 5 предварительно тарируют (калибруют) на измерение усилий сжатия, а измерительное звено 6 на сжатие и растяжение. В процессе движения рабочего органа 8 со стороны обрабатываемой почвы на него действуют реактивные силы резания, которые через стойку 9 нагружают измерительные звенья 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Расположение всех измерительных звеньев выбрано так, чтобы измерительные звенья 1, 2, 3, 4 и 5 воспринимали усилия сжатия, а измерительное звено 6 воспринимало усилие сжатия и растяжения. (В практике работы почвообрабатывающих орудий известно, что вертикальные силы могут быть заглубляющими и, наоборот, выталкивающими в зависимости от состояния почвы и геометрии рабочего органа. Вследствие этого измерительное звено 6 предусматривают для восприятия усилий сжатия и растяжения, то есть выталкивающие или заглубляющие силы.) После проведения практических измерений усилия, регистрируемые измерительными звеньями 1, 2, 3, 4, 5 и 6, используют для дальнейших расчетов. Как правило, измеренные усилия приводят к силовым эквивалентам, например определяют проекции главного вектора Px, Py, Pz и проекции главного момента Мх, My, Mz. Выбирают интересующие при исследованиях начало координат и используют уравнения статики где:

Px=ΣPix1-P2

Py=ΣPiy=P3+P4-P5

Pz=ΣPiz6

Мх=ΣMix=P6hx6-P3hx3-P4hx4+P5hx5

My=ΣMiy=P1hy1-P2hy2+P6hy6

Mz=ΣMiz=P2hz2-P1hz1+P3hz3+P4hz4-P5hz5

Таким образом, определяют все необходимые параметры объемного тензометрирования. В данных уравнениях приняты обозначения ΣPix, ΣPiy, и ΣPiz - суммы проекций на соответствующие оси координат ОХ, OY и OZ. ΣMix, ΣMiy и ΣMiz - суммы моментов вокруг соответствующих осей координат ОХ, OY и OZ. P1, Р2, Р3, P4, P5 и Р6 - усилия в соответствующих измерительных звеньях 1, 2, 3, 4, 5 и 6 (см. фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4). hx6, hx5, hx4, hy6, hz5, hz4, и т.д. - кратчайшие расстояния (плечо) от точек упора измерительных звеньев 1, 2, 3, 4, 5 и от точки соединения измерительного звена со стойкой 9 до соответствующих осей координат, например, hx5 - расстояние от точки упора измерительного звена 5 до оси ОХ.

Предлагаемое изобретение имеет положительный эффект в части достоверности измерения при объемном динамометрировании рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий и обеспечивает создание более совершенной сельскохозяйственной и лесохозяйственной техники.

Похожие патенты RU2566398C1

название год авторы номер документа
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТЕНЗОМЕТРИРОВАНИЯ 2012
  • Бартенев Иван Михайлович
  • Лысыч Михаил Николаевич
  • Донцов Игорь Евгеньевич
RU2498245C1
Устройство для измерения вертикального и горизонтального усилия на рабочий орган сельскохозяйственного орудия 2018
  • Рогачев Алексей Фруминович
  • Карсаков Анатолий Андреевич
RU2684441C1
Устройство для определения горизонтального усилия от навесного почвообрабатывающего орудия 2021
  • Карсаков Анатолий Андреевич
  • Рогачев Алексей Фруминович
  • Косульников Роман Анатольевич
  • Олейников Роман Николаевич
RU2770796C1
Устройство для измерения усилий на рабочий орган сельскохозяйственных машин, преимущественно в почвенном канале 2019
  • Рогачев Алексей Фруминович
  • Карсаков Анатолий Андреевич
  • Косульников Роман Анатольевич
  • Цепляев Алексей Николаевич
RU2717383C1
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий 2018
  • Рогачев Алексей Фруминович
  • Карсаков Анатолий Андреевич
  • Косульников Роман Анатольевич
  • Назаров Евгений Александрович
RU2682085C1
Устройство для определения усилий, действующих на рабочий орган сельскохозяйственных машин со стороны почвы, преимущественно в почвенном канале 2021
  • Рогачев Алексей Фруминович
  • Карсаков Анатолий Андреевич
  • Косульников Роман Анатольевич
  • Гапич Дмитрий Сергеевич
RU2769848C1
Устройство для определения усилий на рабочий орган сельскохозяйственных машин 2019
  • Рогачев Алексей Фруминович
  • Карсаков Анатолий Андреевич
  • Цепляев Алексей Николаевич
  • Полторынкин Сергей Сергеевич
RU2722872C1
Устройство для определения горизонтальных усилий, действующих на рабочий орган сельскохозяйственной машины со стороны почвы 2023
  • Рогачев Алексей Фруминович
  • Карсаков Анатолий Андреевич
  • Гапич Дмитрий Сергеевич
  • Черноусов Павел Сергеевич
RU2800401C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТЕНЗОМЕТРИРОВАНИЯ 2015
  • Бартенев Иван Михайлович
  • Донцов Игорь Евгеньевич
  • Шабанов Михаил Леонидович
  • Лысыч Михаил Николаевич
RU2589217C1
Устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий 1981
  • Мяленко Виктор Иванович
SU974163A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 566 398 C1

Реферат патента 2015 года УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТЕНЗОМЕТРИРОВАНИЯ

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. Установка для объемного тензометрирования включает измерительные звенья, устройства для крепления измерительных звеньев и рабочий орган со стойкой. Вертикально расположенное измерительное звено присоединено к верхней грани стойки с возможностью восприятия деформаций сжатия и растяжения, а все остальные измерительные звенья установлены в горизонтальных плоскостях с возможностью восприятия деформаций сжатия, причем они точечно уперты с разных сторон в грани стойки, обеспечивая неподвижное положение последней. Установка снабжена, по меньшей мере, шестью измерительными звеньями и обеспечивает измерение всех компонент пространственных силовых характеристик рабочего органа. Технический результат - возможность одновременного измерения всех шести компонент объемного нагружения рабочего органа внешними силами сопротивления и возможность применения данного устройства для испытания несимметричных рабочих органов. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула изобретения RU 2 566 398 C1

1. Установка для объемного тензометрирования, включающая измерительные звенья, устройства (кронштейны) для крепления измерительных звеньев и рабочий орган со стойкой, отличающаяся тем, что вертикально расположенное измерительное звено присоединено к верхней грани стойки с возможностью восприятия деформаций сжатия и растяжения, а все остальные измерительные звенья установлены в горизонтальных плоскостях с возможностью восприятия деформаций сжатия, причем все они точечно уперты с разных сторон в грани стойки, обеспечивая неподвижное положение последней в процессе проведения измерений.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена, по меньшей мере, шестью измерительными звеньями, расположенными в направлениях действия внешнего нагружения, обеспечивая тем самым возможность регистрации всех компонент пространственных силовых характеристик рабочего органа.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2566398C1

Устройство для замера реакций грунта и силы растяжения в гусеничной цепи при движении гусеничной машины 1989
  • Батанов Александр Федорович
  • Муркин Сергей Владимирович
SU1651108A1
Устройство для дуплексного телеграфирования 1939
  • Браженас Р.С.
SU63525A1
Тензометр 1984
  • Мялин Михаил Иванович
  • Турыгин Владимир Николаевич
  • Ульянов Дмитрий Валентинович
  • Григорьянц Александр Григорьевич
  • Сагалевич Валерий Михайлович
SU1283520A1
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТЕНЗОМЕТРИРОВАНИЯ 2012
  • Бартенев Иван Михайлович
  • Лысыч Михаил Николаевич
  • Донцов Игорь Евгеньевич
RU2498245C1

RU 2 566 398 C1

Авторы

Мяленко Виктор Иванович

Даты

2015-10-27Публикация

2014-05-26Подача