УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН Российский патент 2020 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ и может быть использовано при оценке рабочих органов на абразивный износ. Известны установки для испытаний на трение и износ RU 2020460, RU 2328720, RU 2390754, RU 2396541, RU 2600080, RU 2601502. Недостатком известных установок является невозможность их применения для испытания образцов рабочих органов почвообрабатывающих машин. Так же известная лабораторная установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин RU 2408865 не обеспечивает имитацию реальных процессов износа деталей вследствии отсутствия адекватности процессам обработки почвы, то есть заглубление, выглубление и установившееся движение рабочих органов в почвенной среде наблюдаемые в существующей практике эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин RU 2649241 G01N 3/56/

Известная установка содержит раму, емкость с абразивным материалом, выполненную в форме неподвижного барабана. Внутри этой емкости расположен вал вращения с закрепленными на нем стойками. Стойки в свою очередь имеют башмак с испытываемым рабочим органом.

Недостатками известной установки является невозможность определения всех параметров силового нагружения, которые включают в себя определение величины и направления равнодействующей силы и точки ее приложения к поверхности испытываемого рабочего органа, а так же определение горизонтальных и вертикальных проекций внешних сил нагружения. Последнее обусловлено тем, что в известной установке тензодатчики сопротивления размещены на гранях стойки и воспринимают деформации изгиба стойки, и тем самым обеспечивают определение тяговой составляющей внешнего нагружения или производят общую энергетическую оценку того или иного испытываемого рабочего органа. Определение всех параметров силового нагружения необходимо при последующих расчетах на прочность особенно когда производят испытания новых конструкций рабочих органов, а так же в случаях оценки ожидаемой устойчивости движения рабочего органа или почвообрабатывающего агрегата в последующей практике эксплуатации.

Предлагаемое изобретение позволяет получить новый технический эффект, связанный с определением координат приложения равнодействующих сил на испытываемый рабочий орган, а так же горизонтальной и вертикальной проекций внешнего нагружения.

Технический эффект достигается тем, что испытываемый рабочий орган установлен на промежуточной опорной пластине, которая, в свою очередь, опирается на тензометрические силоизмерители, закрепленные на башмаке. Эти новые конструктивные элементы обеспечивают определение координат приложения равнодействующих сил, а так же их проекций в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Кроме этого между промежуточной опорной пластиной и башмаком установлена натяжная тяга, обеспечивающая предварительное касание тензометрических силоизмерителей поверхности промежуточной опорной пластины. При этом закрепление тензометрических силоизмерителей на башмаке позволяет осуществлять их работу в направлении регистрации деформаций сжатия.

На фиг. 1 показан общий вид установки для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин. На фиг. 2 показано отдельно (увеличено) крепление испытываемого рабочего органа на стойке. На фиг. 3 показано сечение А-А в месте крепления испытываемого рабочего органа.

Установка имеет раму 1, на которой закреплена емкость 2 с абразивным материалом 3. Емкость 2 выполнена в форме неподвижного барабана, внутри которого расположен вал вращения 4 с закрепленными на нем стойками 5. Стойка 5 имеет башмак 6 с испытываемым рабочим органом 7, который установлен на промежуточной опорной пластине 8. Промежуточная опорная пластина опирается на тензометрические силоизмерители 9, 10 и 11, которые закреплены на башмаке 6 с помощью кронштейнов 12, 13 и 14. Тензометрические силоизмерители 9, 10 и 11 имеют упругие элементы в форме колец с наконечниками 15, 16, 17 с помощью которых осуществляется опирание промежуточной опорной пластины на тензометрические силоизмерители 9, 10 и 11. Для упора тензометрического силоизмерителя 9 на промежуточной опорной пластине 8 установлен дополнительный кронштейн 18. Натяжная тяга 19 установлена на соответствующих опорах 20 и 21, которые в свою очередь закреплены на промежуточной опорной пластине 8 и на башмаке 6.

Установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин работает следующим образом. Перед началом работы посредством натяжной тяги 19 подтягивают промежуточную опорную пластину 8 до упора в наконечники 15, 16 и 17 тензометрических силоизмерителей 9, 10 и 11. В процессе проведения испытаний нагрузки на испытываемый рабочий орган 7 передаются через промежуточную опорную пластину 8 на тензометрические силоизмерители 9, 10 и 11 и регистрируются соответственно в качестве сил Р₁, Р₂, Р₃. Далее для системы координат (см. фиг. 2) составляются уравнения статики:

∑пр. ох=R-cos α_x-Р₁-(Р₂+P₁)cosα=0

∑пр. оу=(Р₂+Р₃)sinα-R⋅sinα_x=0

∑мом₀=P₁⋅h₁+(P₂+P₃)⋅l_oa-R⋅h_x=0

где: R - равнодействующая сила, α_х - угол наклона равнодействующей силы к оси ox, h_x - плечо момента равнодействующей силы относительно начала координат.

Все эти три искомых значения определяются из выше приведенных уравнений. При этом значения α - угол наклона тензометрических силоизмерителей 10 и 11 или сил Р₂ и Р₃; h₁ - плечо действия силы P₁; l_oa - расстояние от начала координат до точки а являются заданными самой конструкцией установки для испытания. Горизонтальная и вертикальная проекции равнодействующей силы определяются исходя из полученного значения угла α_х.

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ и может быть использовано при оценке рабочих органов на абразивный износ. Установка содержит раму, емкость с абразивным материалом, выполненную в форме неподвижного барабана, внутри которого расположен вал вращения с закрепленными на нем стойками, каждая из которых имеет башмак с испытываемым рабочим органом. Рабочие органы установлены на промежуточных опорных пластинах, которые опираются на тензометрические силоизмерители, закрепленные на башмаке, обеспечивая тем самым определение координат приложения равнодействующих сил, так же горизонтальной и вертикальной проекций внешних сил нагружения испытываемого рабочего органа. Технический результат: возможность определения координат приложения равнодействующих сил на испытываемый рабочий орган, а также горизонтальной и вертикальной проекций внешнего нагружения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин, содержащая раму, емкость с абразивным материалом, выполненную в форме неподвижного барабана, внутри которого расположен вал вращения с закрепленными на нем стойками, каждая из которых имеет башмак с испытываемым рабочим органом, отличающаяся тем, что рабочие органы установлены на промежуточных опорных пластинах, которые опираются на тензометрические силоизмерители, закрепленные на башмаке, обеспечивая тем самым определение координат приложения равнодействующих сил, также горизонтальной и вертикальной проекций внешних сил нагружения испытываемого рабочего органа.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что между промежуточной опорной пластиной и башмаком установлена натяжная тяга, обеспечивающая предварительное касание тензометрических силоизмерителей поверхности промежуточной опорной пластины, при этом тензометрические силоизмерители закреплены на башмаке так, что это позволяет осуществлять их работу в направлении регистрации деформаций сжатия.