Устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий Советский патент 1982 года по МПК G01L5/16 

Изобретение относится к измеритёлвиым приборам, применяемым в сельскохозяйственном машиностроении, и может быть использовано для измерения параметров внешних сил сопротивления, действующих на рабочие органы почвообрабатывающих орудий со стороны почвы.

Известно устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, содержащее раму, вертикальную и горизонтальную балки шарнирного четырехзвенника и два тензометрических звена, шарнирно закрепленных между рамой орудия и бглками 1 .

Однако использование этого устройства не позволяет определить координаты точки приложения равнодействующей внешних сил сопротивления, действующих на рабочий орган со стороны почвы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатываиощих орудий, состоящее из рычажных механиэ мов, измерительных и трех дополнительных звеньев, поворачивающихся вокруг пространственных осей координат 2.

Главным недостатком известного устройства, основанного на креплении испытуемого рабочего.органа к раме посредством промежуточных эпёментов измерительных звеньев, балок и подшипников,является большая его инерционность. Это обусловлено тем, что суммарная масса всех промежуточА ных элементов и самого рабочего орга10на больше массы одного рабочего ор;; гана, при этом упругости соединений рабочих органов при тращиционно креплении к раме и посредством промежуточных звеньев различны по вели15чине f что заложено в конструктивной основе работы упругих измерительных звеньев.

Поэтому при работе известного устройства используемый рабочий ор20ган совершает автоколебания за счет сил резания, не характерные для традиционного жесткого крепления рабочих органов почвообрабатывающих орудий на раме. Это значительно искажает .физическую природу измеряених величин - внешних сил резания.

Пелью изобретения является повышение точности измерения внешних сил сопротивления без изменения их физической природы, измерение шести компонентов внешних сил сопротивления, а также создание предварительного усилия н& силоизмерительные элементы.; , Указанная цель достигается тем, что в устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий/ содержащее силоиэмерительные элементы и элементы крепления к стойке рабочегооргана дены корпус с элементе неподвижного 1Л/%1ЛТТ У/ Ч f 1Л tr.Abtfi Un Л «« «««iwvv vvW крепления к верхнейчасти стойки рабочего органа и активное звено с эле ментом неподвижного крепления одной его концевой части к нижней части стойки рабочего органа, а другая / концевая часть звена установлена с упором в силоизмерительные элементы, которые неподвижно присоединены к корпусу. Верхняя часть активного звена вы полнена с площадками для упора в си лоизмерительные элементы, при этом плоскости трех площадрк параллельны продольной оси звена, центры друпГх двух площадок отстоят от продольной оси звена на равном расстоянии, а поверхность последней площгщки выпо ,нена в .форме частей сферы с радиусо |равным расстойнию до точки присоеди йения части активного звена к нижне части стойки рабочего органа, при . этом части с.феры присоединены к активног звену посредством скобы. Кроме того, устройство имеет два ограничительных болта, установленны с упором в верхнюю часть активного звена, а каждый силоизмерительный элемент присоединен к корпусу с воз можностью регулирования осевого положения . На фиг.1 изображена схема присоединения устройства к стойке рабочего органа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-В на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3;на фиг. 5 - выполнения силоизмерительного элемента в форме упругой мембраны с тензодатчиками; на фиг 6 - cxiBMa соединения тензодатчиков сопротивления. Устройство содержит корпус I, присоединенный посредством струбцин 2к стойке 3 рабочего органа 4 и активное звено 5, Нижняя часть акГвного звена 5 посредством струбци присоедщнена к нижней части стой ки 3 и закрыта кожухом 7. Верхняя часть активного эвена 5 установлена с упором в силоизмерите 1аые элементы 8-13, котсчрые соответствующими винтовыми парами 14-19 присоединены к корпусу 1. Наконечники силоизмерительных элементов 8-13 опираются на соответствующие площадки 20-25. Центры площадок 20, -21 и 24 совадают с продольной осью активного вена 5. Площадки 22 и 23 для упора илоизмерительных элементов 10 и 11 тстоят от продольной оси активного вена 5 на одинаковом расстоянии. В ентрах площадок 22 и 23 выполнены тверстия 26 и 27, в которые помещеы наконечники соответствующих силозмерительных элементов 10 и 11, охатывающие площадки 22 и 23 призмаи 28 и 29. Силоиэмерительные элеенты-10 и 11 с призмами 28 и 29 на иг. 3 условно не показаны, как и илоизмерительный элемент 8 на фиг.4 Наконечник силоизмерительного элемента 13 опирается на площадку 25, выполненную в форме двух секторов сферы радиуса R. Радиус R равен рассто янию от точки присоединения сковы 6 сферы. Площадка 25 охватывается призмами 30 и 31 наконечника силоизмерительного элемента 13. В месте входа активного звена 5 в корпус 1 установлено эластичное уплотнение 32. В копусе 1 помещены бол -. -ты 33 и 34. Упругие части силоизмерительных элементов 8-13 могут быть выполнены в форме упругой мембраны 35, на поверхностях которой расположены тензометрические датчики сопротивления 36-39. Тензодатчики соединены в мостовую схему. При работе устройства деформация стойки 3 рабочего органа 4-, возникающая от переменных реактивных сил резания почвы, вызывает некоторсе перемещение активного звена 5 относительно корпуса 1. Перемещение активного звена 5, например, по направлению Р (фиг. 3) вызывает деформацию упругих мембран 35 силоизмерительных элементов 8-13. Силоизмерительные элементы 8 и 9 служат для определения реакций ЕЯ; момента М (фиг.1), силоизмерительные элементы 10-12 определяют MX; силоизмерительный элемент 13-1 При этом силоизмерительные элементы 10, Ни 13 посредством призм 28-30 и площадок 22-25 обеспечивают возможность восПриятия; усилий сжатия и растяжения (т.е. z z Площадка 25 присоединена к звену 5 скобой 31. Для создания предварительных напряжений в силоизмерительных элементах 8-13 служат винтовые пары 14-19 и болты 33 и 34. . Эластичный элемент 32 выполняет функции уплотнителя. Отсутствие в предлагаемом устройстве промежуточных элементов - измерительных звеньев, балок, подшипников, посредством которых в известном устройстве испытуемый рабочий орган крепится к раме, устраняет инерцион ные силы и повышает точность йзмерения, не нарушая при этом физическую природу измеряе1«1Х сил и MOtttea-soa.

Формула изобретения.

1.Устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, содержащее силоизмерительные элементы и злементы крепления к стойке рабочего органа, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения внешних сил сопротивления без изменения их физическрй природы, в него введены корпус Ь элементом неподвижного крепления к верхней части стойки рабочего органа и активное звено с элементом неподвижного крепления одной его концевой части к нижней части стойки рабочего органа, а дфугая концевая часть звена установлена с упором в силоизмерительные злементы, которые неподвижно присоединены к корпусу.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью измерения шести компонентов вн&аяях сил сопротивления, вторая часть активного звена выполнена с площадками дця упора в силоизмерительные элементы, при этом плоскости трех площадок параллельны продольной оси звена,центры других двух площадок отстоят от продольной оси звена на равном расстоянии, а поверхность последней плоЩсщкй выполнена в форме частей сферы с ргщиусом, равным расстоянию до точки присоединения части активного звена к нижней части стойки рабочего органа, при этом части сферы присоединены к активному звену посредством скобы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, о целью создания предварительного усилия на силоизмерительные элементы, оно имеет два ограничительных болта, установленных с упором в верхнюю часть активного звена, а каждый силонзмеритЬльный элемент присоединен к корпусу с возможностью 1рёгулирования осевого положения.

инфорг ации, I принятые во внимание при экспертизе

1.МеханизахХия сельскохозяйственного произ 9одства в условиях Западной Сибири. Труды Новосибирского сельскохозяйственного института.

Т. 82J Новосибирск, 1975, с. 17-21.

2,Авторское свидетельство СССР 308318, кл. G 01 L 5/13, 1969 (гфототип) .

Д

XXsNNS5 g:

«8.f