Устройство для динамометрирования сельскохозяйственных орудий Советский патент 1980 года по МПК G01L1/04 G01L5/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМОМЕТРИРОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОРУДИЙ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для плоскостного динс1мометрирования сельскохозяйственных орудий путем механического выделения двух взаимноперпендикулярных составляющих тягового сопротивления орудий, навешиваемых на трактор по одно или двух точечной системе.

Известно устройство для плоскостного динамометрирования при помощи трех устанавливаемых на орудии тензопальцев 1.

Недостатками указанного устройства, являются значительная погрешность измерений, сложность проведения тарировки и обработки результатов и материалов опытов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения продольной составляющей тягового сопротивления сельскохозяйственных орудий, включающее рамку с передними шарнирами тяг механизма навески трактора, поворотно установленную на вертикальной оси, параллельной прямой, соединяющей геометрические центры упомянутых шарниров, и смещенной относительно

этой прямой в сторону по нормали к продольной оси трактора и диамометр/. связывающий раму с трактором 2.

5 Недостаток, этого устройства & том, что им невозможно измерить вертикальную составляющую тягового сопротивления сельскохозяйственных орудий. Кроме того, это устройство применимо

JQ лишь на тракторах с расположением передних шарниров верхней и нижней тяг на одной вертикальной прямой, что значительно ограничивает область применения устройства.

Цель изобретения - измерение как горизонтальной, так и вертикальной составляющей тягового сопротивления почвообрабатывающего орудия ш использование устройства при работе с различными тракторами, передние Шарниры тяг навесного устройства которых располагается как на вертикальной, так и на наклонной прямой.

Указанная цель достигается тем, что рама связана с остовом трактора дополнительным динамометром для измерения вертикальной составляющей и установлена дополнительной оси с возможностью перемещения вдоль;

3Q этой оси.

Такое крепление рамы обеспечивает ей два независимых перемещения отвосительно трактора и позволяет измерять две составляю1г ие тягового сопротивления орудия в проекции на пребольно-вертикальную плоскость, По этим составляющим определяется общая величина силы Тягового сопротивления и угол ее наклона .к горизонту.

На фиг.1 изображена аксонометрияпредлагаемого устройства; на фиг.2 аксонометрическая упрощенная схема предлагаемого устройства и действующих в нем сил;на фиг.З - схема к рпредблению величины горизонтальной R и вертикальной к составляющих тягового сопротивления R динамомётрируемого орудия.

Устройство включает раму 1 с шарнирами для присоединения верхней 2 и нижних 3 тяг механизма навески трактора, дополнительную ось 4, динамометры-5 и 6 шарнирно связанные с остовом трактора звеньями 7 и 8. Дополнительная ось неподвижно установлена на остове трактора. Рама установлена на дополнительной оси на шариковых многорядных подшипниках 9 и 10 с цилиндрическими рабочими поверхностями наружных и внутренних колец. Рама имеет верхнюю 11 и нижнюю 12 трубчатые оси. На верхней оси установлена кресто- вина 13, выполненная в виде втулки с двумя .шипами для шарнирного крепЛения вилки 14 верхней тяги. На нижней оси, неподвижно установлена шаровая головка 15, расположенная внутри шаровой полости 16, принад- . лежащим тягам. Верхняя 17 и нижняя 18 оси механизма навески трактора пропущены внутри трубчатых осей,. не касаясь их с зазором срхраняющимся и под нагрузкой. Такая установка этих осей достигается соответствующим креплением динамометров к раме, К верхней оси крепятся подъемные рычаги 19 (левый и правый) с раскосами 20. Нижняя ось и левый рычаг Шарнирно связаны подъемным гидроцилиндром 21, Дополнительная ось параллельна прямой I-I, про- веденной через геометрические ценгтры 22 и 2 передних шарниров тяг и смещена отнрсительно прямой Г-1 вправо по нормали к продольной оси трактора. Таким образом, ось 4 расположена в плоскости осе 17 и 18. Детали 15 и 16 образуют передний арнир нижних тяг 3 механизма навески трактора, а детали 11, 13и14- передний шарнир верхней тяги 2. Динамометры 5 и 6 выполнены в виде ензобалочек, неподвижно закрепленных на раме . Здесь применимы тaitё динамометры любого йyгpгo tйrta. Звено 7 перпендхикулярно прямой 1-1, расположено в продольной вертикальной плоскости трактора ниже переднего шарнира тяг 3. Осевая линия звена 7 пересекает прямую 1-1. Осевая линия звена 8 совпадает с прямой 1-1. Подшипники 9 и 10 предоставляют раме 1 две степени подвижности относительно остова трактора, а именно - возможность поворачиваться вокруг оси 4 и перемещаться вдоль нее. Динамометры 5 и 6 удерзкййают раму от этих перемещений и. воспринимая нагрузку, измеряют две взаимноперпендикулярные составляющи тягов(5го сопротивления сельскохозяйственного орудия, направленные звеньев 7 и 8.

Во время работы проекции R (фиг. тягового сопротивления почвообрабатывающего орудия на продольнсэ-вертикальную плоскость передается тягами 2 и 3 раме 1. Усилие S, действующее вдоль верхней тяги 2, всегда проходит через.геометрический центр 22 переднего шарнира тяги 2. Усилие N, действующее в тягах 3, всегда проходит через центр 23 переднего шарнира тяг 3. Составляющие Зди N усилий S и N перпендикуляные плоскости, проведенной через осьу 4 и прямую Г-1, складываясь стр мятся повернуть раму 1 вокруг оси 4, а динамометр 5, препятствуя повоту рамы 1, измеряет силу - R, равную по величине, но противоположную по направлению силе R S;j + N;. Силы R,j и R являются составляющими силы R при ее разложении соответственно по линии 1-1 и по нормали к ней в вертикальной плоскоети, проведенной через прямую I-I. Составляющие S и Nj усилий S и N действующие вдоль прямой I-I, рав-. ны в сумме силе R,стремящейся переместить раму 1 вдоль оси 4. Динамометр 6 препятствует такому перемещению и производит измерение силы R,.,. Размещение звена 8 (фиг.1 на прямой I-I по линии действия сил S, и Кг позволяет уравновесить силу R-i-S +Na силой -, измеряемой динамометром 6.Размещение звена 7 вблизи и несколько ниже переднего шарнира тяг З.в продольной вертикальной плоскости, перпендикулярно прямой Г-1, так что . шарнир, связывающий динамометр 5 и звено 7,расположен на прямой 1-1, позврляет почти полностью разгрузить подшипники 9 и 10 крепления рамы 1 на оси 4 и, благодаря этоviy, уменьшить величину реакции в опорах рамы.

Для уяснения этого обстрятельства рассмотрим взаимодействие сил, пр|1ложенных к раме 1 (фиг.2) при измерении усилия R, Сила R, уравновааивается усилием - R, действующим на раму вдоль звена 7, и опорными реакциями RQ и - UQ на оси 4. Пара силКд и -R. действует на плече h Действие ее уравновешивается парой опорных реакций Rи и -R действующей на плечи Н. Так как Н намного больше чем h , силы Яо и значительно меньше сил R и - Л . Благодаря этому, потери на трение в подшипниках рамы Д оказывается незначительным, что способствует снижение величины погрешности измерений .

Определив силы R и Ra нетрудно найти величину горизонтальной R (фиг.З) и вертикальной R состовдяющих тягового сопротивления R орудия по формулам

Ry R в1nл- U Cosв

где til - угол наклона прямой I-I к вертикали.

Применение изобретения позволяет определять как горизонтальную, так и вертикальную составляющих тягового сопротивления. Положительный эффект от использования устройства будет выражаться в упрощении и удешевлении устройства, а также в повышении точности измерений в сравнении с применением трех тензометрических тяг или пальцев.

19

Фиа(

Формула изобретения

Устройство для динамометрирования сельскохоз яйственных орудий, содержащее подвижно установленную на остове трактора раму связанную через шарниры с верхней и нижней осями механизма навески, динамометр для измерения горизонтальной составляющей нагрузки, связывающий раму с остовом трактора и дополнительную

0 ось, укрепленную на, нижней и верхней осях механизма навески трактора, на которой установлена указанная рс1ма, отличающееся , что, с целью измерения как го5ряаонтальной, так и вертикальной составляющих тягового сопротивления, рама связана с остовом трактора дополнительным динамометром и ус- тановлена на дополнительной оси с

0 возможностью перемещения вдоль зтой оси.

источники информации, принятые во внимание при экспертизе

М.,Машиностроение, 1968, с. 151,,

489004, кл. G 01 L 1/04, 1976 (tipo(ТОТИП) .

0

гг

1Г