Прибор для измерения сил и моментов Советский патент 1985 года по МПК G01L1/22 A01C7/20 

Изобретение относится к приборам для динамометрирования машин-орудий и их рабочих органов, преимущественно для динамометрирования почвообрабатьшающих рабочих органов, в частности сошников сеялок.

Известен прибор для динамометрирования машин-орудий и их рабочих органов, включающий- рычажную систему и измерительные звенья СОНедостатком этого прибора является то,что с его помощью невозможно определить моменты сил реакций почвы относительно осей координат. Это обусловлено тем, что каждое из измерительных звеньев установлено таким образом, что оно не воспринимает момент составляющей реакции почвы на плече, равном расстоянию от точки ее приложения до линии, napajjлельной направлению этой составляющей реакции и проходящей через один из шарниров сортветствунщего параллелограмма прибора. Поэтому в расчетные формулы не входят величины, характеризующие конструктивные параметры кронштейна, крепления рабочего органа.

Известен прибор для измерения сил и моментов, содержащий фланец, кронштейн крепления рабочего органа и шарнирно закрепленные между фланцами и кронштейном измерительные звенья С23.

Однако в известном приборе каждый из стержней, на которых закреплены измерительные преобразователи силы, на все три координатные оси имеет проекции, отличные от нуля. . Это приводит к значительной трудоемкости вычислений векторов и моментов .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей прибора при измерении моментов и сил реакции почвы на рабочий орган почвообрабатывающего орудия или посевной машины

Указанная цель достигается тем , что прибор для измерения сил и моментов, содержащий фланец, кронштейн крепления рабочего органа и шарнирно закрепленные методу фланцем и кронштейном измерительные звенья, 1;набжен дополнительным измерительным звеном,При этом основные измерительные звенья объединены по три в две группы, которые связань мезкду собой посредством шарнирного звена и рас

положены одна в вертикальной плоскот ти, другая - в горизонтальной, причем в каждой из групп два измерительных звена расположены параллельн один другому, одни концы параллельных звеньев каждой группы попарно связаны с шарнирным звеном, другие концы звеньев одной группы попарно связаны с фланцем, а другой - с кронштейном крепления рабочего органа, третье измерительное звено каждой из групп связано с противоположными концами двух параллельных измерительньк .звеньев, дополнительное измерительное звено расположено в плоскости, перпендикулярной оси шарнирного звена, а его концы посредством шарниров закреплены на обеих группах.

Кроме того, шарниры выполнены цилиндрическими.

При этом оси шарниров каждого из звеньев расположенной в вертикальной рлокости группы размещены в поперечно относительно продольной .оси прибора направлении, а расположенной в горизонтальной плоскости группы - размщены вертикально.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема прибораi на фиг. 2 - ориентация системы координат.

Прибор включает измерительные звенья, состоящие из стержней 1-7 и закрепленных на них измерительных преобразователей 8-14 силы, фланец 15 и кронштейн 16 крепления рабочего органа 17, а также соединительное звено, состоящее из переднего 18, заднего 19 кронштейнов и оси 20.

Прибор работает следующим образом Нагрузка (реакция почвы), приложенная к рабочему органу 17, через кронштейн 16 передается на стержни 1-3. При этом измерительные преобразватели 8-10 силы измеряют соответственно усилия NI, Nj и N3.

Далее нагрузка передается на передний кронштейн 18, который от проворота на оси 20 относительно заднег кроншгейна 19 удерживается стержнем 7. При этом измерительный преобразователь 14 силы измеряет усилие N.

От заднего кронштеййа 19 нагрузка передается на стержни 4-6, а возникающие при этом усилия N, Nj- и NJ измеряют соответственно измерительны преобразователи 11-13 силы. Вычисление векторов и моментов реакций почвы на рабочий орган п|) изводится из условий, что сумма прое ций векторов на каждую координатную ось и сумма моментов сил относительно каждой оси равны нулю. Отсюда следует, что R Nj + N2 cosoi- N, ; составляющие вектора реакции почвы соответственно на осях X, Z и Y; М и М,- моменты реакгдаи поч вы соответственно относительно осей X, Z и Y; t - длина-перпендикуля ра, опущенного из точки О на ось стержня 7 (не пока зано) . Углы о и /3 являются константами прибора, определяемыми его конструктивными параметрами Oi; D(rci(c(/1j) , /5 c«pcif (ol/c) .. .При вычислении моментов реакций почвы относительно осей принято, что ось X проходит через точку О, ось Z - через точку Е и ось Y - через точку А. Знание расстояний между точками О, Е и А позволяет при необходимости привести все моменты к осям, проходящим через каку|6-либо одну точку. При настройке прибора составляется уравнение N + N + N cro9/J, которое используется для контроля настройки. Использование предлагаемого прибора по сравнению с известным устройством дает экономию трудовых и финансовык ресурсой 3d счет сокращения времени на обработку данных (вычисление векторов и моментов сил).

Фиг.1

F

Ф1/а2

1, ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ И МОМЕНТОВ, содержащий фланец, кронштейн крепления рабочего органа и шарнирно закрепленные между фланцем и кронштейном измерительные звенья, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при измерении моментов и сил реакции почвы на рабочий орган почвообрабатьшакицего орудий или посевной машины, он Снабжен дополнительным измерительным звеном, при этом основные измерительные звенья объединены по три в две групйы, которые связаны между собой посредством шарнирного звена и расположены одна в вертикальной плоскрсти, другая - в горизонтальной, причем в каждой из групп два измерительных звена расположены параллельно один другому, одни концы параллельных звеньев каждой группы попарно связаны с шарнирным звеном, другие концы звеньев одной группы попарно связаны с фланцем, а другой - с кронштейном крепления рабочего органа, третье измерительное звено каждой из групп связано с противоположными концами двух параллельных измерительных звеньев, дополнительное изме(Л рительное звено расположено в плоскости, перпендикулярной оси шарнирного звена, а его концы посредством шарниров закреплены на обеих группах. 2.Прибор по п. 1,отличающ и и с я тем, что шарниры выполнены цилиндрическимиi а 3.Прибор по пп. 1 и 2, отли j ел чающийся тем, что оси шарниров каждого из звеньев расположенной в вертикальной плоскости группы размещены в поперечном относительно продольной оси прибора направлении, а расположенной в горизонтальной плослсости группы - размещены вертикально.