Способ испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин на абразивное изнашивание и устройство для его осуществления Российский патент 2022 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к области испытаний материалов на трение и износ, в частности на абразивное изнашивание.

Известен способ испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин на абразивное изнашивание, включающий перемещение абразива переменной плотности, с различной угловой скоростью, вдоль испытываемого рабочего органа (RU 2105280, 20.02.1998). Недостатком данного способа является необходимость уплотнения почвы после каждого прохода испытываемого органа механическим способом. Что влечет за собой дополнительные расходы.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин на абразивное изнашивание, включающий перемещение абразива переменной плотности, с различной угловой скоростью, вдоль испытываемого рабочего органа, (SU 974217, 15.11.82). Недостатком данного способа является длительность процесса испытания.

Известно устройство для испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин на абразивное изнашивание, содержащее, барапбан для абразива, раму, корпус, привод, кронштейны для крепления испытуемых органов (RU 2328720, 10.07.2008). Недостатком его является большая сложность конструкции и то, что в качестве абразива могут использоваться только ферримагнитные материалы.

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство для испытания на абразивное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих машин содержащее раму, барабан для абразивной среды, закрепленный на полом валу, и установленные в полости вала на вертикальной оси кронштейны для крепления испытуемых рабочих органов, привод барабана, (SU 1138685, 02.1985).

Недостатком данного устройства является невозможность осуществить предлагаемый способ. Так как на нем невозможно имитировать влияния плужной подошвы на износ рабочих органов. Кроме того оно не позволяет проведения испытаний на большой частоте вращения, соответствующей рабочей скорости современных сельскохозяйственных машин-орудий (19 км/час и более), так как это приводит к перемещению абразивного материала к периферии чаши (для обеспечения рабочей скорости 19 км/час кронштейн с испытуемыми образцами, размещенными на расстоянии 1 метр от оси, должен вращаться с частотой более 100 об/мин).

Технической сущностью настоящего изобретения является придание кронштейну с испытуемым образцом рабочего органа почвообрабатывающей машины вращения относительно вращающегося его абразивной массы, что позволит значительно увеличить общую скорость движения обтекаемой образец абразивной массы.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является уменьшение затрат времени на проведения испытаний рабочего органа почвообрабатывающей машины на абразивное изнашивание.

Техническая сущность достигается за счет быстрого изменения плотности абразивной среды.

Настоящая задача решается тем, что в способе испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин на абразивное изнашивание, включающем перемещение абразивного материала с различной скоростью вдоль испытываемого рабочего органа, качестве абразивного материала используют песок, которому в момент перемещения вдоль испытуемого рабочего органа придают переменную плотность путем добавление в его состав воды до полной влагонасыщенности и при этом обеспечивают центростремительное ускорение перемещению не менее 30 м/с².

В устройстве для испытания на абразивное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих машин, содержащем раму, барабан для абразивной среды, закрепленный на полом валу, и установленные в полости вала на вертикальной оси кронштейны для крепления испытуемых рабочих органов, привод барабана, по внешнему радиусу барабана размещено влагособирающее устройство, выполненное в виде коаксиально размещенных двух полых цилиндров, с перфорированными поверхностями, пространство между которыми заполнено пористым материалом, а ось соединена с тензометрическим устройством, при этом в днище барабана размещены сливные отверстия. Испытуемый рабочий орган устанавливается с зазором относительно стенки вращающегося барабана.

Испытуемый рабочий орган устанавливается с регулируемым зазором S относительно стенки вращающейся

На фиг. 1 дана схема устройства для испытания рабочих органов почвообрабатывающей машины в абразивной среде.

На фиг. 2 вид барабана с кронштейном и испытуемым рабочим органом сверху.

На фиг. 3 схема установки испытываемого рабочего органа в барабане.

Устройство для испытания на абразивное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих машин состоит из барабана 1 для абразивной среды, закрепленного на полом валу 2, приводимым приводом 3 посредством ременной передачи 4 и смонтированным на раме 5 в подшипниках 6. Внутри полого вала 2 на подшипниках 7 расположена ось 8 кронштейнов 9 для крепления испытуемых образцов 10 рабочих органов, соединенная с тензометрическим устройством 11. По внешнему радиусу барабана 1 размещено влагособирающее устройство выполненное в виде двух коаксиально размещенных полых цилиндров 12 и 13 имеющих перфорированные поверхности 14 и 15. Внутреннее пространство между барабанами заполнено пористым материалом 16. В днище кожуха 17 барабана 1 выполнены сливные отверстия 18, а над барабаном 1 размещена загрузочная емкость 19 с абразивной средой 20.

Для имитации действия плужной подошвы испытуемый образец устанавливается с регулируемым зазором S относительно стенки вращающейся стенки барабана.

Для обеспечения различной степени уплотнения абразивного материала частота вращения барабана 1 может изменяться в широком диапазоне, ограниченном лишь прочностными характеристиками его конструкции.

Работает машина следующим образом. Включается электродвигатель 3 и через ременную передачу 4 вращение передается полому валу 2 барабана 1, размещенного в подшипниках 6 рамы 5 и устанавливается требуемая частота вращения. Из загрузочной емкости 19 на барабан 1 подается абразивная среда 20. Испытуемые образцы 10 рабочих органов, размещенные на кронштейне 9 крепящегося к оси 8 кронштейнов 9 начинают свое движение в абразивной среде 20, которая старается повернуть их в подшипниках 7. При этом тензометрическое устройство 11 удерживает вал 8 от полного оборота и позволяет провернуться лишь на определенный угол, величина которого зависит от плотности абразивной среды 20, регистрируя при этом создаваемое усилие сопротивления. Для придания абразивной среде различной плотности в нее добавляют воду (на фиг. не показано) до полной влагонасыщенности. При вращении барабана 1 за счет центробежных сил вода, по порам имеющимся в абразивной среде, будет стремиться к периферии барабана 1 и проникая через перфорированную поверхность 14 цилиндра 13, пористый материал 16 и перфорированную поверхность 15 цилиндра 12 выводится из барабана 1 в кожух 17, а из него через сливные отверстие 18 выводится из устройства. С выходом воды из абразивной среды меняется ее плотность и естественно сопротивление рабочим органам 10 что фиксирует тензометрическое устройство 11.

Частота вращения барабана 1 регулируется изменением частоты вращения электродвигателя 3. Барабан 1 вращают со скоростью, обеспечивающей центробежное ускорение перемещению абразивного материала не менее 30 м/с². При таком ускорении уже обеспечивается передвижение сухого материала к поверхности полого цилиндра 13.

Проводили исследование сопротивления перемещению в абразивном материале одного образца с размером: ширина 18 мм, длина 47 мм и толщина 6 мм.

Результаты исследования приведены в таблице.

В качестве абразивного материала использовался речной песок с размером частиц до 2 мм. Определялось сопротивление перемещению образца в сухом абразивном материале и во влажном, с постепенным увеличением влажности до полного насыщения абразивного материала водой (полное насыщение фиксировалось визуально по началу выхода воды из сливного отверстия 18 установки).

Изобретение относится к области испытаний материалов на абразивное изнашивание. Сущность: осуществляют перемещение с различной скоростью вдоль испытываемого рабочего органа абразива, в качестве которого используется песок, которому в момент перемещения вдоль испытуемого рабочего органа придают переменную плотность путем добавления в его состав воды до полной влагонасыщенности, и при этом обеспечивают центростремительное ускорение перемещению не менее 30 м/с². Устройство содержит раму, барабан для абразивной среды, закрепленный на полом валу, и установленные в полости вала на вертикальной оси кронштейны для крепления испытуемых рабочих органов, привод барабана. По внешнему радиусу барабана размещено влагособирающее устройство, выполненное в виде коаксиально размещенных двух полых цилиндров, с перфорированными поверхностями, пространство между которыми заполнено пористым материалом, а ось соединена с тензометрическим устройством. В днище барабана размещены сливные отверстия. Технический результат: уменьшение затрат времени на проведение испытаний рабочего органа почвообрабатывающей машины на абразивное изнашивание. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин на абразивное изнашивание, включающий перемещение абразивного материала с различной скоростью вдоль испытываемого рабочего органа, отличающийся тем, что в качестве абразивного материала используют песок, которому в момент перемещения вдоль испытуемого рабочего органа придают переменную плотность путем добавления в его состав воды до полной влагонасыщенности, и при этом обеспечивают центростремительное ускорение перемещению не менее 30 м/с².

2. Устройство для испытания на абразивное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих машин, содержащее раму, барабан для абразивной среды, закрепленный на полом валу, и установленные в полости вала на вертикальной оси кронштейны для крепления испытуемых рабочих органов, привод барабана, отличающееся тем, что по внешнему радиусу барабана размещено влагособирающее устройство, выполненное в виде коаксиально размещенных двух полых цилиндров, с перфорированными поверхностями, пространство между которыми заполнено пористым материалом, а ось соединена с тензометрическим устройством, при этом в днище барабана размещены сливные отверстия.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что испытуемый рабочий орган устанавливается с зазором относительно стенки вращающегося барабана.