Прибор для определения фронтального сопротивления почвы

 

СОК 3 CORFTCKI

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСГ1У БЛ И К (я)ю G 01 N 33/24

ГОСУДАР CTB E ННОЕ ПАТЕНТНСЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4711340/15 (22) 18.05.89 (46) 30,01,93. Бюл. N 4 (71) Кировоградский проектно-конструкторский институт по почвообрабатываю цим и посевным машинам (72) Г.Я. Штыльфус и Д.М, Улановский (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1474546, кл, G 01 N 33/24. 23.04,89. (54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФРОНТАЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЧВЫ . (57) Изобретение относится к техническим средствам измерения физико-механических свойств почвы, в частности для регистрации фронтального сопротивления почвы при исИзобретение относится к техническим средствам измерений физико-механических свойств почвы, в частности, для регистрации фронтального сопротивления (динамической твердости) почвы при исследовании, проектировании и испытаниях мобильных почвообрабатывающих и посевных машин.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей прибора путем обеспечения возможности проведения замеров при различных направлениях перемещения деформатора, На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, вид сбоку; на фиг, 2 — направления перемещения и траектория деформаторов; на фиг. 3- вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг, 4 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Прибор для определения фронтального сопротивления почвы содержит шарнирный

„„QJ „„1791774 А1 следовании, проектировании и испытаниях мобильных почвообрабатывающих и посевных машин. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности проведения замеров при различных направлениях перемещения деформатора . Прибор включает стойку, корпус, направляющие, стаканы с тенэометрическими стойками, рычаги с деформаторами. При перемещении прибора деформаторы испытывают сопротивление со стороны почвы и передают деформацию изгиба на тенэометрическую стойку. Усилия регистрируются и определяются их составляющие. 2 з, и. ф-лы, 4 ил. четырехзвенник, состоящий из стойки 1, верхних 2 и нижних 3 поводков и корпуса 4, с которым жестко связано копирующее ko- i лесо 5, Корпус 4 снабжен направляющими

6, в которых посредством ползуна 7 и крон.штейна 8 установлены стаканы 9 с тензометюй рическимИ стойками 10. В нижних частях тензометрических стоек 10 симметрично и перпендикулярно их" продольным осям за- М креплены расположенные в поперечно-вер- @ь тикальной плоскости рычаги 11. На одном иэ концов каждого рычага 11 установлен деформатор собтветственно 12 и 13, выполненный в виде плоской прямоугольной пластины, Рычаги 11 выполнены в виде коромысел и установлены шарнирно на тензометрических стойках 10 посредством поперечных осей 14, Второе плечо каждого рычага 11 связано посредством регулировочной тяги

1791774

R@=Rrtg а1, 35! = Е1/ZZ

45

15 с кронштейном 16, установленным на тензометрической стойке 10. При этом верхний конец регулировочной тяги 15 зафиксирован посредством болтового соединения 17 в направляющей 18 кронштейна 16.

На ползуне 7 закреплен толкатель 19; а на корпусе 4 посредством ;кронштейна 20 установлен кулачок 21, кинематически связанный посредством "ведомой звездочки 22 числом зубьев Zz, цепи 23 и ведущей звездочки 24 с числом зубьев 21 колесом 5, В верхней и нижней частях корпуса 4 установлены концевые выключатели соответственно 25 и 26.

Тензометрические стойки 10 установлены в стаканах 9 на подшипниковых опорах (на чертеже не показаны), а верхние части тензометрических стоек 10 оканчиваются торсионами 27, зафиксированными от проворота ползуном 7, На торсионах 27 установлены тензодатчики 28, расположение которых обеспечивает измерение только деформации кручения.

Прибор для определения фронтального сопротивления почвы работает следующим образом.

Перед запуском прибора производят расчет углов а1 и Q2 по формулам а1 = arctg (— (R — r) i/Вк р), щ = arctg ((R — r) I/Rê p ), где вместо передаточного отношения привода подставляют отношение чисел зубьев ведущей 24 и ведомой 22 звездочек

Далее устанавливают рычаги 11 s такие положения, при которых перпендикуляр к рабочей пгоскости деформатора 12 направлен под углом а1 к горизонту, а перпендикуляр к рабочей плоскости деформатора 13 направлен под углом А2 к горизонту (см. фиг. 2). Это достигается за счет фиксации в соответствующих положениях болтовым соединением 17 регулировочной тяги 15 в направляющей 18 кронштейна 16 (см. фиг. 1).

В процессе движения тягового средства тяговое усилие через стойку 1, поводки 2 и

3 передается на корпус 4, в результате чего весь прибор. а следовательно и деформаторы 12 и 13 поступательно перемещаются со скоростью Чс тягового средства (фиг. 2). При этом колесо 5 посредством звездочек 24. 22 и цепи 23 приводит во вращение кулачок 21, 5

30 в результате чего толкатель 19, а вместе с ним и ползун 7 с закрепленными на нем узлами приобретает возвратн -поступательное перемещение в вертикальном направлении со скоростью V>, Благодаря этому деформаторы перемещаются по траектории I, а абсолютная скорость V> каждого из них является векторной суммой скоростей V< и V (фиг, 2), При движении ползуна 7 вниз, что соответствует перемещению деформаторов 12 и 13 по нисходящей части траектории I, выключатели 25 и 26 обеспечивают запись усилия, действующего со стороны почвы на деформатор 12, Деформатор 13 находится при этом в нерабочем положении. На восходящей части траектории I (изображено штриховой линией на фиг, 2) обеспечивается запись усилия, действующего на деформатор 13, а деформатор 12 находится в нерабочем положении, Горизонтальная составляющая R< усилия фронтального сопротивления, действующего на деформаторы 12 и 13, через рычаги 11 итензометрическое стойки 10 вызывает скручивание торсионов 27, которое регистрируется тензодатчиками 28. Вертикальная составляющая Вв усилия фронтального сопротивления вычисляется по формуле если рассчитывается усилие, действующее на деформатор 12, или по формуле

R = R,tg а, если рассчитывается усилие, действующее на деформатор 13.

Таким образом, в результате измерений получают горизонтальную составляющую. усилия фронтального сопротивления на скорости Ч, а также две вертикальные составляющие усилия фронтального сопрбтивления: при движении со скоростью

V> вниз и при движении со скоростью Ч,1 вверх.

Далее устанавливают передачу тягового средства (трактора), соответствующую другой скорости поступательного перемещения прибора и соответственно определяют усилие фронтального сопротивления для других значений V< и Чя, После выбора всех скоростей тягового средства устанавливают сменные звездочки 22 и 24, после чего пересчитывают значения а1 и Qz и устанавливают посредством регулировочных тяг 15 новые значения углов наклона деформаторов 12 и 13, Этим

1791774 добиваются другого соотношения между

\/, и V>, а измерение производят на всех скоростях движения тягового средства, В результате получают вертикальные и горизонтальные составляющие усилий фронтального сопротивления при различных скоростях перемещения деформаторов.

Формула изобретения

1. Прибор для определения фронтального сопротивления почвы, содержащий корпус, шарнирный четырехзвенник., копирующее колесо и установленную на ползуне тензометрическую стойку с тенэодатчиками, в нижней части тенэометрической стойки симметрично и перпендикулярно ее продольной оси закреплен расположенный в поперечно-вертикальной плоскости рычаг, на одном иэ концов которого установлен деформатор, выполненный в виде плоской пластины, а тензодатчики расположены на терзометрической стойке с возможностью измерения деформации ее кручения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей прибора путем обеспечения воз, можности проведения замеров при различных направлениях перемещения деформатора, на ползуне дополнительно установлена вторая тензометрическая стойка с деформатором, ползун снабжен толкателем, а на корпусе установлен кулачок, кине- матически связанный посредством привода с копирующим колесом, при этом оба деформатора установлены на тензометриче5 ских стойках с воэможностью поворота вокруг поперечной оси и фиксации в различ ных положениях, а углы а1 и а установки первого и второго деформаторов определяют соответственно по формулам

10 а1 = arcing (— (R — r)!/Rк р), а = arcing ((R — r) i/Як р), где R — наибольший радиус кулачка;

r — наименьший радиус кулачка;

I — передаточное отношение привода;

RK — радиус копирующего колеса;

p — угол рабочего перемещения кулач20 ка

2. Прибор по и. 1, отличающийся тем, что каждый из рычагов выполнен в продольно-вертикальной плоскости в виде коромысла, одно из плеч которого шарнирно соединено посредством регулировочной тяги с кронштейном, установленным на тензометрической стойке, 3, Прибор по и. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что иа корпусе в местах, соответствующих крайнему верхнему и крайнему нижнему положениям ползуна, установлены переключатели каналов записи сигналов от деформаторов.

1791774

Составитель Е.Лушин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор Т.Горячева

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1 0 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5