Взвешивающее устройство на транспортном средстве (его варианты)

 

Использование: взвешивание и транспортировка сельскохозяйственных грузов и животных, а также проведение исследований для получения экспериментальных данных урожайности сельскохозяйственных культур, вносимых доз семян, минеральных и органических удобрений, добычи торфа. Сущность изобретения: взвешивающее устройство содержит прицепную емкость в виде платформы с бортами на подрессоренной раме, механизм разгрузки этой емкости и измерительный механизм в виде подвижных силоизмерительных блоков, снабженных электрическими термокомпенсационными датчиками. Силоизмерительный блок выполнен в виде четырехзвенного механизма, одно из горизонтальных звеньев которого выполнено в виде силового цилиндра, кинематически связанного штоком и основанием с двумя другими вертикально направленными звеньями в виде зеркальных двуплечих рычагов, размещенных на горизонтальных осях подрессоренной рамы. Свободные концы двуплечих рычагов снабжены опорами качения со сферическими наружными обоймами, взаимно соединенными динамометрическими осями с тензорезисторными датчиками сопротивлений. 5 с. и 63 з.п. ф-лы, 36 ил.

Изобретение относится к транспортному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для взвешивания и транспортировки сельскохозяйственных грузов и животных, а также может быть использовано при проведении исследований для получения экспериментальных данных урожайности сельскохозяйственных культур, вносимых доз семян, минеральных и органических удобрений, добычи торфа и других ископаемых и при выполнении транспортно-перевалочных работ.

Известно устройство для взвешивания груза на фронтальном погрузчике, навешенное на трехточечной навесной системе базового трактора, с использованием двух манометров, встроенных в гидравлическую сеть агрегата, причем один из них предназначен для определения давления масла в гидросети на фронтальном погрузчике, а другой на навесной системе трактора [1] Массу сельскохозяйственного груза определяют как разницу в показаниях манометров, умноженных на коэффициент пропорциональности, полученный при подъеме заданного груза. Это устройство обладает низкой точностью измерений, т.к. чувствительность гидроцилиндров при подъеме грузов начинается при давлении в гидросети не ниже 7 МПа. Показания давлений в манометрах полностью зависят от положения кинематических звеньев погрузчика по отношению рамы базового трактора. Это устройство приемлемо лишь для ориентировочного определения загружаемых или перерабатываемых масс в ковше погрузчика.

Известна установка для взвешивания зеленой массы при скашивании, содержащая опорную раму с рабочим местом для оператора, установленную на раме комбайна платформу с платформенными весами, бункер-накопитель и прицепную емкость с механизмом разгрузки бункера, причем платформа расположена над прицепной емкостью и связана с опорной рамой посредством поворотного и подъемного устройства, а с прицепной емкостью посредством установленной на последней направляющей опоры, при этом платформа снабжена направляющими, расположенными вдоль прицепной емкости, и установленной на них тележкой с механизмом ее перемещения, причем весы и бункер-накопитель расположены на тележке.

Устройство для подъема и опускания платформы выполнено в виде гидроцилиндра, шарнирно связанного с опорной рамой и платформой с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем вертикальная ось поворота совпадает с осью поворотного устройства опорной рамы.

Механизм для перемещения тележки по направляющим платформы выполнен в виде барабанно-тросового устройства, концы троса которого закреплены на платформе, а барабан установлен на перемещающейся тележке во время работы приспособления [2] Существенными недостатками этой установки являются ручной труд для перемещения тележки по направляющим платформы, цикличность заполнения бункера-накопителя и ее опорожнения, приводящие к большим затратам времени и к погрешностям в измерениях; большая металлоемность и неоправданная сложность конструкции; неприемлемость установки для определения масс других культур, например, валков хлебной массы, зерна из-под бункера комбайнов, вносимых доз удобрений, количества кормов при их частичной разгрузке; установка не соответствует нормам техники безопасности и не гарантирует безопасность оператора; устройство малопроизводительно.

Известно устройство для взвешивания биологического урожая сельскохозяйственных культур, содержащее прицепную емкость в виде платформы с бортами на мобильной раме, механизм разгрузки этой емкости и измерительный механизм, в которой измерительный механизм выполнен в виде подвижных силоизмерительных блоков, размещенных на мобильной раме в трех точках и установленных с зазором относительно мобильной рамы под платформой, а ее механизм разгрузки снабжен следящим устройством, соединяющим мобильную раму с механизмом разгрузки прицепной емкости. Силоизмерительным блок выполнен в виде силового цилиндра и динамометра сжатия с индикатором величины усилия, размещенным на штоке силового цилиндра посредством призмы, а донышко цилиндра соединено с мобильной рамой L-образным кронштейном. Следящее устройство выполнено в виде телескопического механизма, включающего в себя телескопический стакан, установленный на шаровой опоре механизма разгрузки, и колпак, установленный на мобильной раме [3] Это устройство нами принято за прототип.

В описанном устройстве силоизмерительные блоки размещены на мобильной раме в трех разнесенных точках. Для считывания цифровых отметок требуется остановка тракторного агрегата, а оператору или лаборанту необходимое время для записи показаний индикаторов величины усилий с последующим пересчетом и нахождения измеряемой массы. Погрешность измерений складывается из класса и точности индикаторов усилий. Взвешивание животных описанным устройством становится невозможным, т. к. их положение на платформе мобильной рамы из-за движения животных не постоянно. Считывать показания трех индикаторов с динамометров сжатия, разнесенных в пространстве, одному оператору невозможно. Это снижает точность измеряемой массы незафиксированного животного. При нахождении транспортного средства на склоне цифровыми индикаторами динамометров сжатия фиксируется лишь вертикальная компонента части усилия от массы урожая убираемой культуры.

Сущность изобретения.

Взвешивающее устройство на транспортном средстве позволяет оперативно получать информацию о массе или убираемой культуры, или перевозимого груза, или о нормах расхода плодов, зерна, микроэлементов, удобрений и др. или о массе одного или группы животных, переводимых из одной фермы в другую, исключая их транспортировку на стационарные весы. Это устройство исключает использование вспомогательных рабочих при взвешивании груза, быстроизменяющихся масс. Взвешивающее устройство позволяет объективно получать достоверную информацию при проведении исследований по урожайности всех видов сельскохозяйственных культур, древесных насаждений, плодовых деревьев, привес животного веса животных, потери ими веса в стрессовых ситуациях и другие.

Взвешивающее устройство на транспортном средстве характеризуется следующими признаками: 1) прицепная емкость в виде платформы с бортами на мобильной раме, 2) механизм разгрузки этой емкости; З) измерительный механизм в виде подвижных силоизмерительных блоков, снабженных злектрическими вспомогательными датчиками и установленных с зазором относительно мобильной рамы под платформой.

В первом варианте взвешивающего устройства силоизмерительный блок выполнен в виде четырехзвенного механизма. Одно из горизонтальных звеньев представлено силовым цилиндром, кинематически связанным штоком и основанием с двумя вертикальными звеньями в виде зеркальных двуплечих рычагов, размещенных на горизонтальных осях мобильной рамы. Свободные концы двуплечих рычагов снабжены опорами качения со сферическими наружными обоймами, взаимно соединенными динамометрическими осями электрических вспомогательных датчиков. Платформа снабжена размещенными над силоизмерительными блоками дуговыми упорами со сферическими канавками на рабочей поверхности.

Во втором варианте силоизмерительный блок выполнен в виде антипараллелограммного механизма, диагональное звено которого соединено с разнонаправленными звеньями двуплечих рычагов, размещенных на горизонтальных осях мобильной рамы, один из свободных концов двуплечих рычагов соединен со штоком короткоходового силового цилиндра, а на двух других размещены динамометрические оси с вспомогательными электрическими датчиками и опорами качения с сферическими наружными обоймами. Как и в первом варианте платформа снабжена дуговыми упорами с сферическими канавками. Дуговые упоры размещены над силоизмерительными блоками.

В третьем варианте силоизмерительный блок выполнен в виде четырехзвенного механизма. Одно из горизонтальных звеньев механизма представлено силовым плунжерным цилиндром с демпфером на его основании, кинематически связанных с ориентированными в пространстве двумя звеньями, основания которых шарнирно соединены с мобильной рамой. Свободные концы звеньев снабжены динамометрическими осями, на поверхности которых размещены вспомогательные электрические датчики и опоры качения с сферическими наружными обоймами. Как и в первом варианте платформа снабжена размещенными над силоизмерительными блоками дуговыми упорами с сферическими канавками на рабочей поверхности.

В четвертом варианте измерительный механизм выполнен в виде торсионного вала, размещенного вдоль продольной оси симметрии мобильной рамы, на шлицевых цапфах которого закреплены звено и двуплечий рычаг, кинематически связанный с короткоходовым силовым цилиндром и тягами, соединенными с двумя шарнирными рычагами. Свободные концы звена и рычагов снабжены динамометрическими осями, на поверхности которых размещены вспомогательные электрические датчики и опоры качения с сферическими обоймами. Платформа снабжена размещенными над динамометрическими осями дуговыми упорами с сферическими канавками.

В пятом варианте измерительный механизм выполнен в виде торсионного вала, соединенного кулаком со штоком силового цилиндра и размещенного поперек продольной оси симметрии мобильной рамы. На шлицевых цапфах торсионного вала закреплены двуплечие рычаги, связанные канатами с подпружиненными шарнирными звеньями динамометрических осей с размещенными на них электрическими вспомогательными датчиками и опорами качения с сферическими обоймами. Платформа снабжена размещенными над динамометрическими осями дуговыми упорами с сферическими канавками на рабочей поверхности.

Технический результат.

Выполнение силоизмерительного блока по первому варианту позволяет в измерительном механизме прежде всего разместить только два блока, достигнув этим упрощение конструкции и надежность измерительного механизма. Размещение силовых цилиндров в блоке горизонтально позволяет их вписывать в серийные транспортные средства любой конструкции, обеспечивая разгрузку последних в любом направлении, а также компактность всего блока. Наличие двух силоизмерительных блоков с четырьмя динамометрическими осями позволяет фиксировать истинную величину измеряемой массы и этим повысить точность измерений. Наличие электронного блока регистрации и обработки информации взвешивающего устройства вместе с цифровыми индикаторами массы в сочетании с силоизмерительными блоками позволяет оператору или трактористу, не выходя из кабины транспортного средства с точностью ±1 кг определить взвешиваемую массу в диапазоне 1.9999 кг.

Выполнение силоизмерительного блока во втором варианте в виде антипараллелограммного механизма позволяет обеспечить синхронный поворот двуплечих рычагов относительно осей мобильной рамы и плоскопараллельный подъем платформы с грузом относительно рамы. Это обеспечивает высокую точность измерений.

Выполнение силоизмерительного блока по третьему варианту исключает ударные нагрузки при подъеме платформы плунжерным силовым цилиндром за счет демпфера на его основании. Этим обеспечивается стабильная работа блока регистрации и обработки информации измеряемой массы.

Выполнение силоизмерительного механизма взвешивающего устройства по четвертому варианту позволяет строго синхронизировать подъем платформы при измерении массы собранного урожая или иного груза при управлении лишь одним силовым короткоходовым цилиндром. Это обеспечивает упрощение конструкции взвешивающего устройства, повысить точность измерений, создать комфорт и удобства в измерении любого вида транспортируемого груза.

Силоизмерительный механизм, представленный в пятом варианте, приемлем для длинных платформ с бортами. Гибкие канаты позволяют разнести рычаги с динамометрическими осями на большую продольную базу, сохранив достоинства ранее описанных конструкций и обеспечив ей высокую точность измерений.

Промышленная применимость.

Взвешивающее устройство для любого вида транспортного средства содержит ряд серийно выпускаемых узлов и деталей. К последним относятся силовые цилиндры (плунжерные, поршневые, длинноходовые, короткоходовые), рукава высокого давления, трубопроводы для работы под давлением до 200 МПа, опоры качения (шарикоподшипники со сферической наружной обоймой), демпфер (пружины сжатия), упругие элементы (пружины растяжения), стандартные оси и пальцы, шплинты, штифты, стопора, болты, гайки, шайбы, а также детали радио и электроники. Остальные детали и узлы могут быть изготовлены промышленным путем из известных конструкционных и технических материалов. Совокупность известных и новых деталей обеспечивают сборку узлов взвешивающего устройства и его монтаж на мобильной раме транспортного средства. Указанный объект может использоваться и в стационарных условиях.

На фиг. 1 показана специальная прицепная емкость со взвешивающим устройством на мобильной раме в аксонометрическом изображении.

На фиг. 2 представлено взвешивающее устройство на транспортном средстве на примере прицепа 2-ПТС-4 в аксонометрическом изображении.

На фиг. 3 изображен вид А на фиг. 2, размещение силоизмерительного блока в задней части мобильной рамы в аксонометрическом изображении.

На фиг. 4 прицепная емкость в виде платформы с бортами, вид сбоку.

На фиг. 5 виды Б и В на фиг. 4, вид прицепной емкости с переднего и заднего бортов.

На фиг. 6 взвешивающее устройство на транспортном средстве для перевозки грузов с малым объемным весом, вид сбоку.

На фиг. 7 то же, при перевозке сельскохозяйственных и промышленных грузов с большой плотностью в момент контрольного взвешивания, вид сбоку.

На фиг. 8 то же, на специальном прицепе при перевозке хлопка-сырца, силосной массы, измельченной соломы и зеленых кормов, вид сбоку.

На фиг. 9 показаны предпочтительные места размещения силоизмерительных блоков на мобильной раме любого вида транспортного средства, вид сбоку.

На фиг. 10 кинематическая схема силоизмерительного блока.

На фиг. 11 вид Г на фиг. 9, вид спереди силоизмерительного блока в исходном, нерабочем положении.

На фиг. 12 место 1 на фиг. 9, вид с торцевой части силоизмерительного блока.

На фиг. 13 схематично показаны места размещения силоизмерительных блоков на раме транспортного средства, вид в плане.

На фиг. 14 вид Д на фиг. 13, положение силоизмерительного блока в момент взвешивания массы груза на платформе транспортного средства.

На фиг. 15 место Н на фиг. 13, вид в плане переднего силоизмерительного блока.

На фиг. 16 сечение Е-Е на фиг. 11, диаметральный разрез одной кинематической пары четырехзвенного механизма силоизмерительного блока.

На фиг. 17 сечение Ж-Ж на фиг. 14, размещение динамометрической оси в вилке кронштейна силоизмерительного блока.

На фиг. 18 сечение З-З на фиг. 14, узел соединения силоизмерительного блока с подрессоренной частью мобильной рамы транспортного средства.

На фиг. 19 агрегатирование прицепного транспортного средства с энергомодулем, вид сбоку.

На фиг. 20 сечение И-И на фиг. 19, диаметральный разрез механизма разгрузки платформы с бортами.

На фиг. 21 показана схема гидрооборудования транспортного средства с силовыми гидроцилиндрами взвешивающего устройства в аксонометрическом изображении.

На фиг. 22 то же, при размещении на подрессоренной части мобильной рамы специальной прицепной емкости ПСЕ-Ф-12Б, вид в плане.

На фиг. 23 момент взвешивания груза на прицепном транспортном средстве.

На фиг. 24 динамика сил и схема наклейки тензорезисторных датчиков сопротивления на динамометрических осях силоизмерительных блоков, в аксонометрическом изображении.

На фиг. 25 схема соединения тензорезисторных датчиков сопротивления с динамометрических осей в измерительную цепь (вариант).

На фиг. 26 измерение массы взвешивающим устройством при расположении транспортного средства на ровном участке.

На фиг. 27 то же, на поперечном склоне.

На фиг. 28 то же, при продольном уклоне.

На фиг. 29 представлена кинематическая схема силоизмерительного блока взвешивающего устройства с механизмом синхронного поворота динамометрических осей (вариант).

На фиг. 30 сечение К-К на фиг. 29, диаметральный разрез тяги диаметрального звена механизма синхронного поворота силоизмерительного блока.

На фиг. 31 сечение Л-Л на фиг. 29, размещение на мобильной раме короткоходового силового цилиндра силоизмерительного блока.

На фиг. 32 показана кинематическая схема силоизмерительного блока взвешивающего устройства с демпфером на основании плунжерного силового цилиндра (вариант).

На фиг. 33 сечение М-М, диаметральное сечение горизонтального звена силоизмерительного блока.

На фиг. 34 представлен вариант измерительного механизма взвешивающего устройства на транспортном средстве с тремя динамометрическими осями, управляемыми одним силовым короткоходовым гидроцилиндром и торсионным валом, параллельным продольной оси симметрии платформы прицепной емкости, в аксонометрическом изображении.

На фиг. 35 вариант измерительного механизма взвешивающего устройства на мобильной раме с четырьмя динамометрическими осями, управляемыми одним силовым цилиндром, размещенным перпендикулярно продольной оси симметрии платформы прицепной емкости торсионным валом и гибкими канатами, в аксонометрическом изображении.

На фиг. 36 принципиальная схема электрической части блока регистрации и обработки информации взвешивающего устройства.

Транспортное средство (см. фиг. 19 и 23) содержит энергетический модуль 1 (трактор, самоходное шасси, грузовой автомобиль и др.) и прицепную емкость (фиг. 1), представляющий собой двухосный самосвальный автомобильный или тракторный прицеп 2, на котором монтируется специальное оборудование и механизмы. Прицепная емкость с кузовом 17 м³ (фиг. 1) предназначена для перевозки измельченной растительной массы от самоходных и прицепных кормоуборочных комбайнов и косилок измельчителей (KCK-IOOA-l, Е-281, кормоуборочный комплекс "Полесье", ИЛИ-2,4 и др.). Транспортное средство может быть представлено прицепной емкостью с кузовом 5 м³ как прицеп 2- ПТС-4 (фиг. 2) для перевозки грузов плотностью 800 кг/м³ и более. Транспортное средство может использоваться при перевозке сельскохозяйственных и других грузов в полевых условиях и по всем видам дорог, кроме магистральных, а также для перевозки сельскохозяйственных животных. Прицепная емкость (см. фиг. 1, 2, 6-8, 19 и 23) агрегатируется с колесными тракторами 1 тяговых классов 1,4.2,0 т.с, снабженных пневмооборудованием для привода тормозов, гидросистемой для подъема платформа и привода взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 1-3) и выводами для подключения электрооборудования прицепной емкости с тракторами 1 моделей МТЗ-80/80 Л, МТЗ-5ЛС, Т-40, MTЗ-100/102, ЛТЗ-140 и др. Транспортное устройство со взвешивающим устройством 3 может работать в сцепке с комбайнами, имеющими заднюю выгрузку и буксирное устройство, а также эксплуатироваться в составе тракторного поезда из двух прицепов и более.

Прицепная емкость состоит из прицепа 2-ПТС-4, надставного оборудования и механизмов, образующих кузов объемом 17 м³. Прицеп 2 модели 2-ПТС-4 представляет собой шасси с установленным на нем кузовом объемом 5 м³ (см. фиг. 2). Его емкость образована платформой 4 и основными бортами 5, 6, 7 и 8 (см. фиг. 1, 2, 4, 5 и 7), установленных на раме шасси на четырех опорных кронштейнах 9 (см. фиг, 6, 9, 13 и 22) и фиксируется запорными рукоятками. Основные борта 5-8 изготавливаются в двух исполнениях: деревянные или металлические. Для уменьшения потерь сыпучих грузов в стыках бортов устанавливаются резиновые уплотнители, поставляемые с прицепной емкостью отдельным комплектом. На деревянные борта уплотнители крепятся металлическими пластинами и шурупами или гвоздями, а на металлические борта металлическими пластинами и винтами. При установке металлических пластин их следует стыковать внакладку и прижимать винтом. Надставные борта 10-12 и 13 для увеличения объема прицепной емкости (до 45 м³ и более) используются для перевозки объемных грузов (сено, хлопок-сырец, солома измельченная и прессованная, метелки сорго, суданки, початки кукурузы и др. убираемые культуры) (см. фиг. 6). Надставное оборудование и механизмы, устанавливаемые на основные борта 5-8 и образующие кузов объемом 17 м³, содержат борт передний надставной 14 с рычажным механизмом 15 и силовым гидроцилиндром 16 поворота щитков 17, борта боковые надставные 18 и 19, крышу 20, боковины 21, верхнюю балку 22, клапан 23, стойки 24 и механизм 25 открывания клапана 23 (см. фиг. 1). Закрывание боковых основных бортов 6 и 8 облегчают торсионы 26 и 27. Клапан 23 выполнен сварной конструкции и соединен шарнирно с боковинами 21 посредством осей. Открывание клапана 23 и его закрытие происходит автоматически при подъеме и опускании платформы 4 назад с помощью механизма 25 автоматического открывания клапана 23.

Во время работы транспортного средства поворотный щиток 17 со стороны загрузки располагают горизонтально, а противоположный вертикально. После загрузки емкости противоположный щиток 6 гидроцилиндром 16 устанавливают в вертикальное транспортное положение.

Платформа 4 установлена шарнирно на подрессоренной раме 28 и по отношению к ней может быть наклонена для опрокидывания при разгрузке на бок под углом 45^o и назад на угол 50^o. Под мобильной рамой 28 размещены поворотное устройство 29, передняя 30 и задняя 31 оси со ступицами и колесами 32, передняя 33 и задняя 34 подвески и гидроподъемник 35 механизма разгрузки. Прицеп 2 оборудован пневматической тормозной системой 36 привода рабочих тормозов на две оси 30 и 31, стояночные тормоза 37, действующим на заднюю ось 31, предохранительной стойкой, электрооборудованием, гидравлической системой 38 и тягово-сцепным устройством 39.

Мобильная рама 28 прицепа 2 (см. фиг. 9, 13 и 22) выполнена сварной конструкции и состоит из двух штампованных лонжеронов 40 и 41, связанных между собой поперечинами. В средней части рамы 28 между поперечинами 42 и 43 вварена нижняя плита 44 гидроподъемника 35 (см. фиг. 19 и 20). На поперечинах 45 и 46 расположены четыре опорных кронштейна 9 для шарнирного соединения с платформой 4. К лонжеронам 40 и 41 рамы 28 дополнительно приварены четыре кронштейна буферов (отбойники рессор передней 33 и задней 34 подвесок) и два кронштейна крепления противооткатных упоров. К задней поперечине 46 приварена прицепная скоба 47 или соединено болтами тягово-сцепное устройство 39 (фиг. 3).

Поворотное устройство 29 (см. фиг. 1, 2 и 22) состоит из рамы 48, поворотного круга 49, стопора, дышла 50. На раме 48 приварены два упора, служащий для ограничения поворота дышла 50 на 45^o. В них упирается при повороте откидной ограничитель поворота, установленной на мобильной раме 28 прицепа 2. Передняя ось 30 с колесами 32, тормозами 36 и рессорами 33 крепится к раме 48 поворотного устройства 29. Дышло 50, страховочной цепью 51 для удобства сцепки с трактором 1 (см. фиг. 1, 2, 7, 8, 19, 22 и 23), устанавливается в горизонтальном положении с помощью уравновешивающего устройства, которое состоит из пружины 52 и цепи 53.

Силоизмерительные блоки взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 1-3, 6-9, 13, 19, 22 и 23) размещены в передней и задней частях мобильной рамы 28 транспортного средства. Взвешивающее устройство 3, представляющее собой два идентичных силоизмерительных блока, размещено под платформой 4 прицепной емкости. Каждый из силоизмерительных блоков (см. фиг. 10-12, 14-18) выполнен в виде четырехзвенного механизма, звенья которого представлены силовым цилиндром 54, кинематически связанное штоком 55 и основанием 56 с двумя другими противоположными звеньями 57 и 58 одноименных плеч зеркальных двуплечих рычагов 59 и 60. Оси 61 и 62 двуплечих рычагов 59 и 60 размещены на поперечинах 63 и 46 мобильной рамы. Основание 56 силового цилиндра 54 (см. фиг. 11, 14-16) содержит резьбовой шток 64. На резьбовом штоке 64 навинчен наконечник 65, положение которого фиксируется стяжным болтом 66. В конусных отверстиях 67 звеньев 57 и 58 зеркальных двуплечих рычагов 59 и 60 гайками 68 и шплинтами 69 закреплены пальцы 70. На конусной головке 71 пальца 70 установлено сферическое кольцо 72, опирающееся на сферическую поверхность 73 головки наконечника 65, или резьбового штока 64, или на резьбовой части 74 штока 55 силового цилиндра 54. Пружина 75, закрепленная в головке наконечника 66 крышкой 76 и замочным кольцом 77, через центрирующийся на головке болта колпачок 78 создает натяг, обеспечивающий соединение деталей сферического шарнира без люфта. Шарнир закрыт уплотнительным кольцом 79 со штампованными обоймами 80 и 81. Резьбовая часть 74 штока 55 силового цилиндра завернута в разрезную втулку 82 наконечника 65 и затянута болтом 66. Шток 55 снабжен лыской 83 под рожковый ключ для прокручивания резьбового наконечника 74 в разрезной втулке 82 при ослабленном болте 66.

Консистентная смазка через пресс-масленку 84 подается на сферическую поверхность 73 головки наконечника 65, сферического кольца 72 пальца 70 и на колпачок 78, обеспечивая их нормальную работу.

Силовой цилиндр 54 состоит из гильзы и приваренного к ней основания 56 с резьбовым штоком 64. К гильзе приварены штуцера 85 и 86, сообщающиеся с бесштоковой и штоковой полостями цилиндра 54. Поршень 87 движется по шлифованной поверхности гильзы цилиндра 54. Два резиновых уплотнительных кольца 88, установленных в проточках поршня 87, и уплотнительное кольцо 89 устраняют перетекание масла из полости давления в полость слива. Головка 90 ввернута в гильзу цилиндра 54. Резиновое кольцо 91 уплотняет соединение головки 90 с цилиндром 54. В головке 90 установлены уплотнительные кольца 92 штока 55 и грязесъемное каркасное резиновое кольцо 93. Головка 90 ввернута в резьбовую часть гильзы цилиндра 54. От осевого смещения поршень 87 на штоке 55 зафиксирован гайкой 94 на его резьбовой части 95, а от свинчивания-шплинтом 96. Между гайкой 94 крепления поршня 87 и его торцевой частью размещена шайба 97.

Каждая из осей 61 и 62 двуплечих рычагов 59 и 60 (см. фиг. 18, 10-12, 14-16) размещена во втулке 98, вваренной или в балку 63 или в поперечину 46 мобильной рамы 28. От осевого смещения оси 61 и 62 во втулках 98 ограничены клиновым штифтом 99, гайкой 100 и шайбой 101 (см. фиг. 12). Ось 61 (62) выполнена ступенчатой. На рабочей поверхности 102 осей 61 и 62 размещены двуплечие рычаги 59 и 60, опирающиеся на подшипники скольжения 103. Сдвиг рычагов 59 и 60 на осях 61 и 62 ограничен шайбой 104 и буртиком 105 осей 61 и 62, а также гайками 106 на резьбовой части 107 осей 61 и 62. Подача консистентной смазки в пары скольжения рабочей поверхности 102 осей 61 и 62 и подшипников скольжения 103 производится через пресс-масленку 108 и каналы 109.

На свободных концах двуплечих рычагов 59 и 60 (см. фиг. 17) размещены динамометрические оси 110. Динамометрические оси 110 на рычагах 59 и 60 зафиксированы в строго определенном порядке. Для этого ось 110 снабжена ступенчатыми упорами 111, 112 и 113, а также резьбовой частью 114. Упоры 111 и 113 размещены в посадочных местах рычагов 59 и 60. От осевого смещения ось 110 зафиксирована гайками 115 на резьбовой части 114 и шайбой 116. Положение динамометрической оси 110 на рычагах 59 и 60 фиксируется прорезью 117. На поверхности упора 112 размещен однорядный шарикоподшипник 118 со сферической обоймой 119 и разовой смазки. На поверхности оси 110 выполнены лыски 120 под места для наклейки тензорезисторных датчиков сопротивления. В теле оси 110 просверлены технологические отверстия 121 под выводы концов проводов с тензорезисторных датчиков сопротивления.

Платформа 4 (см. фиг. 4, 5, 10, 11, 14 и 17) снабжена дуговыми упорами 122 со сферическими канавками 123 на рабочей поверхности. Упоры 122 косынками 124 сварными швами соединены с несущими профилями платформы 4. Дуговые упоры 122 размещены под платформой 4 над сферическими обоймами 119 подшипников качения 118 силоизмерительного блока взвешивающего устройства 3. Дуговые упоры 122 со сферическими канавками 123 выполнены сопрягаемыми со сферической обоймой 119 подшипника качения 118.

Гидроподъемник 35 механизма разгрузки платформы 4 (см. фиг. 19 и 20) предназначен для разгрузки прицепной емкости и изготовлен в виде телескопического трехступенчатого гидроцилиндра из четырех стальных труб 125, 126, 127 и 128. Внутренняя труба 128 в верхней части снабжена шаровой опорой 129. Дно 130 гидроподъемника закреплено на нижней части внешней трубы 125 при помощи резьбового соединения с резиновым уплотнением 131 и размещено на нижней шаровой опоре 132. В свою очередь опора 132 жестко соединена с нижней плитой 44 опоры мобильной рамы 28. Каждая из трех ступеней цилиндра уплотняется резиновым уплотнением 133 и очистными кольцами 134. Шаровая опора 129 размещена в телескопическом стакане 135 и удерживается стопорным кольцом 136, фиксирующим взаимное положение опоры 129 со стаканом 135. Телескопический стакан 135 по скользящей посадке размещен в колпаке 137, закрепленным на платформе 4. Колпак 137 на платформе 4 закрыт сферической крышкой 138, который не препятствует сползанию и исключает нависание сгруживаемого груза. Нижняя шаровая опора 132 с дном гидроподъемника 130 зафиксирована стопорным кольцом 139. В средней части внешней трубы 125 размещен штуцер 140 для передачи масла в полости ступеней гидроцилиндра в виде труб 125-128. Для предохранения уплотнительных колец 134 от выдавливания в уплотняемый зазор на каждом из них установлена защитная шайба из фторопласта или технической кожи.

Гидроцилиндры 54 механизмов взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 21 и 22) соединены между собой параллельно посредством штуцеров 85 и 86 и связаны рукавом 141 высокого давления и трубопроводами 142 с боковыми секциями 143 распределителя раздельно-агрегатной системы энергетического модуля 1 (см. фиг. 19 и 23). Бесштоковые полости гидроцилиндров 54, закрепленных на двуплечих рычагах 59 и 60, соединены с нагнетательной магистралью П боковой секции 143 распределителя. Трубопроводы 141 прицепной емкости 2 взвешивающего устройства 3 соединены с раздельно-агрегатной системой 143 модуля 1 через разрывные муфты 144. Гидроцилиндр гидроподъемника 35 через штуцер 140, рукав 145 высокого давления и трубопроводами 142 с боковой секцией 143 распределителя раздельно-агрегатной системы энергетического модуля 1 (см. фиг. 19 и 23). Бесштоковые полости гидроцилиндров 54, закрепленных на нижних концах двуплечих рычагов 59 и 60, соединены с нагнетательной магистралью П боковой секции 143 распределителя. Трубопроводы 141 прицепной емкости 2 взвешивающего устройства 3 соединены с раздельно-агрегатной системой 143 модуля 1 через разрывные муфты 144. Гидроцилиндр гидроподъемника 35 через штуцер 140, рукав 145 высокого давления и трубопровод 146 соединен с краном 147 ограничения опрокидывания платформы 4 на сторону, далее через трубопровод 146 с краном 148 управления последовательности работы гидроподъемников 35. Кран 148 соединен в магистраль гидросети посредством трубопроводов 146 и разрывной муфты 149. Гидросистема для управления боковыми поворотными щитками 17 прицепной емкости 2 состоит из гидроцилиндра 16 управления поворота щитков 17, рукавов 150 высокого давления, трубопроводов 151 и разрывных муфт 152.

Другие варианты взвешивающего устройства 3 представлены на фиг. 29-34.

При уборке сельскохозяйственных грузов их масса на платформе 4 транспортных средств распределяется неравномерно. При подъеме платформы 4 из транспортного положения в положение для взвешивания (см. фиг. 23) реакции на сферические обоймы 119 подшипников качения 118 распределяются пропорционально общему весу платформы 4 с грузом. Так как рабочая жидкость в полостях гидроцилиндров 54 перетекает по пути наименьшего сопротивления, то при подъеме платформы 4 в положение для взвешивания наблюдается перенос. Описанного недостатка лишено взвешивающее устройство 3, представленное на фиг. 29-31. Силоизмерительный блок выполнен в виде антипараллелограммного механизма, который также содержит два двуплечих рычага 59 и 60, размещенных на неподвижных осях 61 и 62, разнесенных по длине балок поперечин 46 и 63 на ширину платформы 4. Звено 57 двуплечего рычага 59 соединено диагональным звеном механизма тягой 153 (см. фиг. 29 и 30) с верхним концом двуплечего рычага 60, образуя антипараллелограммный механизм, а звено 58 двуплечего рычага 60 кинематически связано со штоком 55 короткоходового силового гидроцилиндра 54.

Тяга 153 (см. фиг. 3) содержит наконечник 154 правой внутренней резьбой в разрезной втулке 82 и наконечник 155 с левой внутренней резьбой в разрезной втулке 82. Тяга 153 содержит резьбовые штифты 156 и 157 соответственно с правой и левой резьбами. Положение наконечников 154 и 155 на резьбовых штифтах 156 и 157 при изменении длины тяги 153 фиксируется парами болтов 66. Резьбовые штифты 156 и 157 размещены в торцевой части полой трубы 158 и взаимно соединены сварными швами, образуя неразъемное соединение. Такое конструктивное исполнение обеспечивает широкий диапазон регулируемых положений динамометрических осей 110 по отношению упоров 122 платформы 4. Остальные узлы и детали по конструкции идентичны с деталями описанного выше взвешивающего устройства 3 по первому варианту (базовой модели). Звено 58 (см. фиг. 29 и 31) пальцем 159 соединено с головкой 160 штока 55 короткоходового гидроцилиндра 54. Головка 160 штока 55 снабжена сферическим кольцом 161, которое размещено на цилиндрической части пальца 159 и ограничено шайбами 162 и шплинтом 153. Буртик 164 пальца 159 опирается в звено 58. Конический хвостовик 165 пальца 159 размещен в конусном отверстии звена 58 двуплечего рычага 60 и зафиксировано гайкой 166 со шплинтом 167. Положение головки 160 на резьбовой части 74 штока 55 зафиксировано гайкой 168.

Основание 56 силового цилиндра 54 размещено на неподвижной оси 169 посредством сферического шарнира 170. От осевого смещения основание 56 на оси 169 ограничено шайбами 162 и шплинтом 163. Ось 169 размещена во втулке 171 и зафиксирована клиновым штифтом 99, шайбой 101 и гайкой 100. Втулка 171 сварными швами соединена с балкой 6З мобильной рамы 28.

На фиг. 32 и 33 показан вариант исполнения взвешивающего устройства 3 с силоизмерительным блоком, приводимым в рабочее положение плунжерным силовым гидроцилиндром 172 и демпфером 173. На неподвижных осях 61 и 62 шарнирно размещены рычаги 174 и 175. На свободных концах рычагов 174 и 175 закреплены динамометрические оси 110 с однорядными шарикоподшипниками 118 со сферической внешней обоймой 119. В исходном положении сферические обоймы 119 подшипников 118 касаются сферические канавки 123 дуговых упоров 122. В средней части рычагов 174 и 175 на осях 176 размещен силоизмерительный механизм. Оси 176 в литой части рычагов 174 и 175 зафиксированы чеками 177. Основание 178 силоизмерительного блока размещено на оси 176 рычага 174. На основании 178 размещена цилиндрическая направляющая 179, которая точечными сварными швами 180 соединена с ним. Свободный конец цилиндрической направляющей 179 на внутренней поверхности снабжен подшипниками скольжения 181 и 182, выполненными из закаленной стали. Подшипники скольжения 181 и 182 разнесены по длине направляющей 179, образуя опорную базу для плунжерного силового гидроцилиндра 172. Корпус гидроцилиндра 172 состоит из гильзы 183 (см. фиг. 33) и приваренного к ней кованного или литого стального донышка 184 с цилиндрическим штифтом 185 для размещения фиксатора 186. Фиксатор 186 взаимно удерживает демпфер 173 и плунжерный силовой гидроцилиндр 172 в исходном положении. Фиксатор 186 в полость цилиндрической направляющей 179 вводится через паз 187. В гильзу 183 цилиндра 172 ввернута литая чугунная головка 188. Соединение головки 188 с цилиндром гильзы 183 уплотнено резиновым кольцом 189. Внутренняя поверхность гильзы не обработана. Плунжер 190 движется в цилиндре гильзы 183 с зазором по диаметру в 2,5 мм. Движение плунжера 190 направляется головкой 188, в которой плунжер 190 скользит с минимальным зазором. Ход плунжера 190 равен 360 мм. Для облегчения веса плунжер 190 сделан пустотелым. К трубе плунжера 190 приварены донышко 191 и головка 192. Замочное кольцо 193, установленное в канавке донышка 191 плунжера 190, дойдя до упора в головку 188 цилиндра, ограничивает крайнее переднее положение плунжера 190. Его заднее положение в гильзе 183 цилиндра ограничено упором донышка 191 непосредственно в донышко 184 плунжерного гидроцилиндра 172. Головка 192 плунжера 190 снабжена резьбовым отверстием, в которое ввинчена резьбовая головка 194 с цилиндрическим отверстием под ось 176. Взаимное положение резьбовой головки 194 в головке 192 плунжера 190 зафиксировано гайкой 195. Плунжер 190 по внешнему диаметру шлифован и хромирован. Толщина слоя хрома 0,01. 0,02 мм. В головке 188 цилиндра 172 установлены резиновое уплотнительное кольцо 196 и грязесъемное кольцо 197. Выступающая часть головки 188 цилиндра 172 снабжена резьбой, на которой размещена фасонная гайка 198 демпфера 173. Торцевые витки демпфера 173 упираются в основание 178 и фасонную гайку 198. Подача масла в полость гильзы 183 производится через сверления головки 188, которые соединены в общий канал, заканчивающийся отверстием под штуцер для соединения с рукавом высокого давления.

На фиг. 34 представлена принципиальная схема варианта измерительного механизма взвешивающего устройства 3 с торсионным валом 199, размещенным вдоль продольной оси симметрии мобильной рамы 28 транспортного средства, конструкция которой исключает все виды погрешностей в измерениях. Торсионный вал 199 выполнен сварной конструкции и включает в себя полую трубу и две шлицевые цапфы. Цапфы размещены в подшипниках скольжения, а их корпуса закреплены на мобильной раме 28. Цапфы заканчиваются шлицевыми хвостовиками 200 и 201. На шлицевом хвостовике 201 закреплен двуплечий рычаг 202. Верхний конец двуплечего рычага 202 соединен пальцами 70 и тягой 153 с правым рычагом 175, размещенного на оси 63. Верхний конец рычага 175 содержит динамометрическую ось 110 и подшипник 118. На нижнем конце двуплечего рычага 202 размещены палец 70 для соединения с тягой 153 и палец 159 для соединения со штоком 55 силового короткоходового гидроцилиндра 54. Левая тяга 153 с рычагом 174 соединен таким же образом, как и правая тяга 153 с рычагом 175. На шлицевом хвостовике 200 размещен рычаг 203, в верхней части которого закреплена динамометрическая ось 110 с однорядным шарикоподшипником 118. При взвешивании груза сферические обоймы 119 шарикоподшипников 118 динамометрических осей 110 на рычагах 174, 175 и 203 опираются в дуговые опоры 122 платформы 4 прицепной емкости 2 транспортного средства, исключая любые сползания платформы 4 относительно мобильной рамы 28.

На фиг. 35 показана кинематическая схема варианта измерительного механизма взвешивающего устройства 3 с торсионным валом 199, размещенным поперек продольной оси симметрии мобильной рамы 28 транспортного средства большой грузоподъемности и с большими габаритами прицепной емкости. Торсионный вал 199 на полой части содержит кривошип 204, который пальцем 205 соединен со штоком 55 силового короткоходового гидроцилиндра 54. Основание 56 гидроцилиндра 54 пальцем 206 соединено с кронштейнами мобильной рамы 28. На шлицевых хвостовиках 200 и 201 торсионного вала 199 размещены двуплечие рычаги 207 и 208. Свободные концы рычагов 207 и 208 через пальцы и коуши канатов 209 соединены с рычагами 174 и 175. Пары рычагов 174 и 175 размещены на осях 61 и 62. Соединение канатов 209 с рычагами 174 и 175 обеспечено осями 210. С противоположных сторон от канатов 209 рычаги 174 и 175 соединены с упругими элементами 211 с регулируемой длиной. Вторые концы упругих элементов 211 соединены с кронштейнами мобильной рамы 28. Канаты 209 снабжены стяжными гайками для изменений их длины.

Блок регистрации и обработки информации взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 36) содержит микросхему 212 (ДД1), выполненную в сороковыводном корпусе и представляет собой большую интегральную схему аналого-цифрового преобразователя КР572ПВ2, четыре световых индикатора 213 (НG1, HG2, НG3 и НG4) типа АЛС 333Б, стабилизатор напряжения 214 на + 5В, выполненный на элементах VT1, VТ2, VТ3, VDI и VD2, стабилизатор напряжения 215 на 5В, собранный на транзисторах VТ4,VТ5, VТ6, VD3 и VD5 с использованием микросхемы 216 (ДД2) типа К561ЛН2, операционный усилитель 217 (ДА1) типа К 153 УД2 и тензорезисторный мост 218, собранный на резисторах R24 и R25, R27 и R28, R_τ1-R_τ4, R29 R32 с номинальным сопротивлением 100 Ом. Питание блока осуществляется от аккумулzтора энергомодуля 1 напряжением 12В через тумблер.

Устройство работает следующим образом.

При уборке сельскохозяйственных культур транспортное средство с устройством для взвешивания 3 вместе с энергомодулем 1 движутся параллельным курсом с зерноуборочными (кукурузоуборочным, силосоуборочным, свеклоуборочным, кормоуборочним, картофелеуборочным и др. ) комбайнами. Убираемая масса транспортером комбайна направляется в прицепную емкость 2, образованную платформой 4, основными бортами 5-8 и при необходимости надставными бортами 10-13 или 14, 18, 19 и 23. При завершении скашивания контрольного участка энергомодуль 1 (трактор) с прицепной емкостью 2 останавливают. Тракторист или оператор удаляет все запорные рукоятки, фиксирующие платформу 4 на опорных кронштейнах 9. Далее включают боковую секцию гидрораспределителя 143, управляющего гидроцилиндрами 54 взвешивающего устройства 3. При подаче под давлением из боковой секции 143 масло поступает по трубопроводам 142 и рукавам 141 высокого давления в бесштоковые полости гидроцилиндров 54, а штоки 55 поршней 87 и основания 56 резьбовыми штоками 64 этих цилиндров 54 через наконечники 65 и пальцы 70 поворачивают на осях 61 и 62 звенья 57 и 58 двуплечих рычагов 59 и 60. Одновременно с этим верхние концы двуплечих рычагов 59 и 60 поворачиваются вместе с динамометрическими осями 110 в направлении дуговых упоров 122. Сферические обоймы 119 однорядных шарикоподшипников 118 вкатываются в сферические канавки 123 дуговых упоров 122, приподнимая платформу 4 над мобильной рамой 28 и воспринимая весь вес платформы 4 с массой урожая убираемой сельскохозяйственной культуры. Оператор включает тумблер питания блока регистрации и обработки информации, а затем считывает со световых индикаторов 213 массу платформы 4 с грузом с точностью до 1 кг, производит их запись в полевой журнал или путевой лист. Масса убранной культуры с контрольной делянки равна разности между весом заполненной емкости прицепа 2 и ее порожней массы, определенной аналогичным образом перед началом опытов. При уборке урожая с серии контрольных делянок массу урожая определяют как разницу в суммах предыдущих и последующих показаний световых индикаторов 213. После определения массы скошенного или собранного урожая с убранной площади штоки 55 силовых гидроцилиндров 54 переводят в исходное положение перемещением ручки золотника 143 гидрозолотника раздельно-агрегатной системы энергетического модуля 1 в положение "Опускание", подав под давлением масло в штуцера 85 по трубопроводам 142 и рукавам 141 высокого давления. При взвешивании массы груза, размещенного на поверхности платформы 4 в виду неоднородности материала и неравномерного распределения по поверхности с разной удельной нагрузкой на единицу поверхности, вес распределяется на динамометрические оси 110 прямо пропорционально величинам реакций Rz1 Rz4 (см. фиг. 26-24). Наклеенные на лысках 120 динамометрических осей 110 тензорезисторные датчики сопротивлений R24 и R25, R27 и R28, R_τ1-R_τ4, R29 - R32 (см. фиг. 25 и 36) в соответствующем порядке фиксируют величину реакций Rz1 Rz4. Под действием нагрузок от реакций Rz1 Rz4 с тензорезисторного моста 218 снимается суммарное напряжение рассогласования, которое подается на операционный усилитель 217. Там оно усиливается и попадает на вход микросхемы 216. Таким образом масса груза деформирует динамометрические оси 110 вместе с наклеенными тензорезисторами и меняют их сопротивление. Оно преобразуется в напряжение, пропорциональное действующей силе от массы груза. Усиленный сигнал попадает на вход микросхемы 212, там преобразуется и поступает на элементы цифровых индикаторов 213. Вся система построена так, что каждому напряжению на входе микросхемы 212 соответствует цифра, загорающаяся на панелях индикатора 213. Усиленный входной сигнал заряжает конденсатор С14. Время заряда измеряется счетчиком, входные сигналы которого подаются над цифровые индикаторы 213. Это напряжение попадает на конденсатор СЗ, включенный между выводами 30 и 31 микросхемы 212 (ДД1), а на выводы 35 и 36 подается образцовое напряжение. При сравнении этих напряжений микросхема 212 (ДД1) выдает нам цифровое значение, пропорциональное измеряемой массе. Световые индикаторы 213 подключаются непосредственно к выводам микросхемы 212, где выходной ток равен 5.7 мА для каждого светодиода.

При подъеме платформы 4 колпак 137 скользит по поверхности телескопического стакана 135, исключая погрешности в величине измеряемой массы. Гидроподъемник 35 остается неподвижным на нижней плите 44 мобильной рамы 28 прицепной емкости 2.

По мере заполнения прицепной емкости 2 энергетический модуль 1 транспортирует заполненный прицеп к местам переработки или хранения урожая убираемой культуры. Перед началом разгрузки открывают борта 3 и 4. Для опорожнения прицепной емкости тележки тракторист демонтирует одну пару пальцев для шарнирного соединения платформы 4 с кронштейнами 9, позволяя тем самым гидроподъемнику 35 механизма разгрузки наклонить платформу 4 набок или назад. Для этого рычаг распределителя, управляющий гидроподъемником 35 механизма разгрузки, переводят в положение "Подъем". Масло под давлением через штуцер 140 поступает в полости между стенками труб 125-126, 126-127, 127 и 128, и создаваемое усилие через шаровую опору 129, телескопический стакан 135 и колпак 137 передается на платформу 4, вызывая ее поворот вокруг пары пальцев в кронштейнам 9. При наклоне платформы 4 вбок под углом 45 и 50^o назад происходит сползание груза с платформы 4. Сферическая крышка 138 над колпаком 137 способствует полному сходу груза с платформы 4, рычаг распределителя переводят в положение "Плавающее" и под весом платформы 4 гидроподъемник 35 механизма разгрузки возвращается в исходное положение. Тракторист парой ранее демонтированных пальцев жестко фиксирует платформу 4 на кронштейнах 9 мобильной рамы 28.

Разгрузку прицепной емкости 2 с надставными бортами 10-13 производят только назад.

При взвешивании грузов в прицепной емкости в момент подъема платформы 4 гидроцилиндрами 54 силоизмерительных блоков шаровая опора 129 вместе со стаканом 135 остаются на месте из-за сил трения между трубами 125-128, вязкости масла и вакуума, создаваемого в трубопроводах 146 и рукавах 145 высокого давления, а платформа 4 вместе с колпаком 137 поднимаются вдоль стакана 135, не вызывая дополнительных нагрузок и тем самым не вносятся ошибки в измеряемые массы.

Взвешивающее устройство 3 с силоизмерительным блоком, представленным на фиг. 29-31, работает следующим образом. При завершении, например, выгрузки зерна зерновым шнеком из бункера зерноуборочного комбайна в прицепную емкость тракторист включает секцию гидрораспределителя 143, управляющего гидроцилиндрами 54 устройства взвешивания, соединенные параллельно в гидросеть энергомодуля 1. При подаче под давлением из боковой секции 143 масло поступает по трубопроводам 142 и рукавам 141 через штуцер 86 в бесштоковые полости гидроцилиндров 54, а штоки 55 поршней этих цилиндров через палец 159 поворачивают двуплечий рычаг 60 в направлении дуговых упоров 122. Одновременно с этим тяга 153 поворачивает звено 57 в противоположную сторону Сферические обоймы 119 шарикоподшипников 118 перекатываются по сферическим канавкам 123 дуговых упоров 122, приподнимая платформу 4 над мобильной рамой 28. Вес платформы 4 с грузом воспринимается динамометрическими осями 110, а оператор считывает показания со световых индикаторов 213 блока регистрации и обработки информации о фактической величине взвешиваемой массы. После определения количества массы оператор включает тумблером питание блока, ручкой гидрораспределителя секции 143 путем подачи масла в штоковые полости силовых цилиндров 54 переводит силоизмерительные блоки в исходное состояние.

Отличительной особенностью силоизмерительного блока, выполненного по третьему варианту (см. фиг. 32 и 33), является то, что в качестве исполнительного механизма использован плунжерный гидроцилиндр 172 и демпфер 173, размещенный на основании силового цилиндра 172. Это позволяет разместить сферические обоймы 119 подшипниковых опор 118 в контакте со сферическими канавками 123 дуговых опор 122 (без зазора в исходном положении). При подаче масла в полость цилиндра 183 шток 190 плунжера перемещается и через ось 176 поворачивает рычаг 175 на оси 62 по часовой стрелке. Одновременно с этим от давления масла перемещается корпус гидроцилиндра 172 в направлении рычага 174, сжимая витки пружины демпфера 173, далее через основание 178 и ось 176 поворачивают рычаг 174 против часовой стрелки. Однорядные шарикоподшипники 118 разовой смазки со сферическими обоймами 119 внешних колец перекатываются по сферической канавке 123 до контакта с дуговыми упорами 122. Платформа 4 надежно зафиксирована в четырех точках над динамометрическими осями 110. Масса платформы 4 вместе с грузом воспринимается динамометрическими осями 110, вызывая их деформацию, что приводит к рассогласованию тензометрического моста 218. При включении тумблера блока регистрации и обработки информации, оператор считывает величину массы со световых индикаторов 213. После этого оператор переводит ручку золотника боковой секции 143 в положение "Опускание". Под весом платформа 4 масло плунжером 190 выдавливается из полости цилиндра 183, а рычаги 174 и 175 возвращаются в исходное положение. Сферические обоймы 119 подшипников качения 118 рычагов 174 и 175 на осях 110 касаются сферических канавок 123 дуговых упоров 122 за счет силы предварительного сжатия пружины демпфера 173.

Четвертый вариант взвешивающего устройства 3, представленный на фиг. 34, функционирует следующим образом. При подаче масла по рукаву 141 высокого давления 141 в штуцер 85, поршень со штоком 55 перемещаются в полость силового цилиндра 54. Через палец 159 шток 55 силового цилиндра 54 поворачивает двуплечий рычаг 202 против часовой стрелки. Шлицевой хвостовик 201 торсионного вала 199 поворачивает рычаг 203 против часовой стрелки. При повороте двуплечего рычага 202 тяги 153 поворачивают рычаги 174 и 175 на осях 61 и 6З в направлении дуговых упоров 122 платформы 4. Сферические обоймы 119 шарикоподшипников 118 на динамометрических осях 110 синхронно приподнимают платформу 4 над мобильной рамой 28. Вес платформы 4 фиксируется в блоке регистрации и обработки информации. Динамометрические оси 110 в исходное положение переводятся путем подачи масла в штуцер 86 силового цилиндра 54.

Пятый вариант взвешивающего устройства 3, представленный на фиг. 35, работает следующим образом. При подаче масла в бесштоковую полость короткоходового силового цилиндра 54, его шток 55 поворачивает кривошип 204 вместе с торсионным валом 199, а вместе с ним и двуплечие рычагам 207 и 208. Канаты 209 рычагов 207 и 208 перемещают пары рычагов 174 и 175 в направлении дуговых упоров 122 и приподнимают платформу 4 с бортами 5-8 над мобильной рамой 28. Динамометрические оси 110 фиксируют массу платформы 4 с грузом. После этого оператор переводит ручку гидрозолотника боковой секции распределителя 143 в положение "Опускание", подав масло под давлением в штоковую полость силового цилиндра 54, вызывая этим поворот двуплечих рычагов 207 и 208. Канаты 209 ослабевают. Рычаги 174 и 175 поворачиваются на осях 61 и 62, ослабляя натяжение упругие элементов 211, и выводят в исходное положение динамометрические оси 110 из под дуговых опор 122.

При взвешивании груза на ровной местности (см. фиг. 26 и 24) вес платформы 4 с бортами 5-8 передается через дуговые упоры 122, опоры качения 118 на динамометрические оси 110. Деформация динамометрических осей 110 под нагрузкой от части общего веса Rz1, Rz2, Rz3 и Rz4 вызывает изменение номинального сопротивления пар тензорезисторных датчиков Rz1 Rz4 и (см. фиг. 25), которые соединены в полумостовую или мостовую схемы (см. фиг. 36). Разбаланс моста из-за изменения величины сопротивлений Ry1, Ry2 и не происходит, т.к. нет боковых реакций на осях 110. Тензорезисторными датчиками сопротивлений R_τ1, R_τ2 и исключают температурные изменения на погрешности в измерении массы перевозимого груза.

При взвешивании груза на поперечном склоне с углом α наклона к горизонту (см. фиг. 27, 24 и 25) компоненты веса платформы 4 с грузом воспринимаются динамометрическими осями 110 в виде реакций Rz1, Rz2, Rz3, Rz4, а компоненты боковых составляющих Rx1 Rx4 фиксируются тензорезисторными датчиками Ry1, Ry2 и , исключая тем самым погрешности в измерении фактической массы.

При нахождении транспортного средства на продольном уклоне (см. фиг. 28, 24 и 25) платформа 4 наклонена к горизонту под углом β. Компоненты веса платформы 4 с грузом воспринимаются динамометрическими осями 110 в виде реакций и регистрируются парами резисторных датчиков Rz1 Rz4, . Осевые составляющие Ry1 Ry4 компонент веса платформа воспринимаются тензорезисторными датчиками сопротивлений и взаимно компенсируются. Этим исключаются погрешности измерений.

Аналогичная картина с датчиками происходит при нахождении платформы 4 в момент взвешивания груза на сложном рельефе.

Для исключения погрешностей в измерении масс в первом варианте конструкции взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 14 и 16) предусмотрены регулировочные параметры. После подачи под давлением масла через рукав 141 высокого давления и штуцер 86 в бесштоковую полость цилиндра 54 двуплечие рычаги 59 и 60 занимают вертикальное положение, а сферические обоймы 119 подшипниковых опор 118 должны касаться дуговых упоров 122 по всей линии сопряжения сферической канавки 123. Для этого, ослабив болтовое соединение 66, прокручивают шток 55 рожковым ключом за лыску 83 и изменяют расстояние между центрами пальцев 70, добиваясь зазора между сферическими обоймами 119 и дуговыми упорами 122 в пределах 1,0.2,0 мм. Этим исключаются искажения фактических нагрузок на динамометрические оси 110.

Для повышения точности измерений во втором варианте конструкции взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 30 и 31) предусмотрены два регулировочных параметра. Отвернув гайку 168 и прокручивая рожковым ключом за лыски 83 шток 55, подводят при полностью выдвинутом штоке 55 из гильзы цилиндра 54 сферическую обойму 119 опоры качения 118 к поверхности дугового упора 122, оставляя между ними минимальный зазор 0,5.1,0 мм. Далее гайкой 168 фиксируют головку 150 на резьбовой части штока 55. После выполнения первой регулировки, приступают к выполнению второй. Для этого на наконечниках 154 и 155 тяги 153 освобождают болтовые соединения 66. Вращая трубу 158 с резьбовыми штифтами 156 и 157 тяги 153, добиваются зазора в пределах 0,5.1,0 мм между сферической обоймой 119 и сферическими канавками 123 дугового упора 122, размещенного над двуплечим рычагом 59. В этом случае при любых положениях платформы 4 над динамометрическими осями 110 обеспечивается заданная точность измерений.

Для повышения точности измерений в третьем варианте конструкции взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 32 и 33) предусмотрено выполнение следующих регулировок: изменение длины штока плунжера 190 и изменение степени деформации пружины демпфера 173. Величину деформации пружины демпфера 173 регулируют после перевода ручки золотника боковой секции гидрозолотника 143 в положение "Плавающее". Под весом платформы 4 подшипниковые опоры 118 через динамометрические оси 110 и пальцы 176 рычагов 174 и 175, далее через плунжер 190, дно 184, гильзу 183, чугунную головку 188, с одной стороны фасонная гайка 198, а с другой стороны основание 178 цилиндрической направляющей 179 сжимают витки пружины демпфера 173. Изменяя положение фасонной гайки 198 на резьбовой части чугунной головки 188 плунжерного цилиндра 172 и длину плунжера 190 путем ввинчивания резьбовой головки 194 в головку 192 плунжера 190 добиваются такого положения, чтобы платформа 4 всей тыльной поверхностью касалась лонжеронов 40 и 41 мобильной рамы 28. Корректировку конечного положения рычагов 174 и 175 с опорами качения 118 относительно дуговых упоров 122 производят изменением длины плунжера 190 и резьбовой головки 194. Это обеспечивает синхронный подъем передней и задней частей платформы 4 по отношению мобильной рамы 28 и высокую точность измерения.

Надежность измерений в четвертом варианте конструкции взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 34) достигнуто тем, что тяги 153 и шток 55 силового цилиндра 54 снабжены резьбовыми головками. Резьбовой головкой штока 55 изменяют положение рычага 203 с динамометрической осью 110 относительно заднего дугового упора 122. Изменением длины тяг 153 производят индивидуальную корректировку положения опор качения 118 относительно левого и правого дуговых упоров 122. Зазор между сферическими обоймами 119 относительно сферической канавки 123 дугового упоров 122 устанавливают равным 0.7.1.5 мм.

Повышение точности измерений в пятом варианте конструкции взвешивающего устройства 3 (см. фиг. 35) достигнуто тем, что каждый канат 209 снабжен стяжной гайкой, а упругие элементы 211 натяжными винтами. При полностью выдвинутом штоке 55 силового цилиндра 54 стяжными гайками опорные ролики 118 подводят до контакта с дуговыми упорами 122. При утопленном штоке 55 в гильзе цилиндра 54 натяжением винтов упругих элементов 211 достигают положения сферические обойм 119 опор 118 на уровне плоскости мобильной рамы 28.

Сравнительную оценку достоверности результатов измерения взвешиваемой массы на платформе 4 транспортного средства производят откалиброванными тензометрическими плитами 219, размещаемыми на опорах 220 (см. фиг. 7). Перед началом опыта определяют порожнюю массу прицепной емкости 2. Далее заполняют платформу 4 с основными бортами 5-8 сельскохозяйственным грузом или эталонной массой. Энергомодуль 1 с прицепной емкостью 2 заезжает на опоры 220. Далее освобождают штырь соединения с прицепной скобой энергомодуля 1 и дышла 50 поворотного устройства 29. Разница в показаниях масс груженной прицепной емкости и порожней есть масса взвешиваемого контрольного (эталонного) груза. Аналогичные манипуляции проводят с эталлонным грузом, оперируя взвешивающим устройством 3 на прицепной емкости 2. Массу контрольного груза определили образцовым динамометром растяжения 2 класса с пределами измерений 0.3000 кг и погрешностью измерения ±2,5 кг при взвешивании кран-балкой. Величина показаний составила 1500±2,5 кг. Масса порожней прицепной емкости с металлическими основными бортами составила 2415±2,5 кг. Тензометрические плиты 219 показали массу прицепной емкости 2 с контрольным грузом равной 2920 кг. Масса прицепной емкости 2 с эталонным грузом, определенная на платформенных весах ОПХ "Орошаемое" Научно-производственного объединения "Орошаемое" (г. Волгоград), составила 3050 кг. Световые индикаторы 213 блока регистрации и обработки информации взвешивающего устройства 3 показали массу платформы 4 с основными бортами 5-8 равной 433 кг. Масса платформы 4 с эталонным грузом по данным световых индикаторов 213 составила 1937 кг. Масса эталонного груза равна (1937-433) 1504 кг.

Калибровку динамометрических осей 110 выполняли на специальном стенде с нагрузочным устройством. Нагрузку на оси 110 проводили через образцовые динамометры сжатия ДОСМ-З первого класса точности. Все тензорезисторные датчики сопротивлений R_τ1-R_τ4, R24 и R25, R27 и R28, R29 R31, динамометрических осей 110 подключены в мостовую схему (см. фиг. 36). Последовательно каждую динамометрическую ось 110 нагружали усилием 1000±0,5 кг. Затем включали тумблер питания блока регистрации и обработки информации взвешивающего устройства 3. Поскольку в нашей конструкции использована микросхема 212, работающая на индикаторах с четырьмя разрядами, будут высвечены полностью 1000 кг. Если показания световых индиrаторов 213 не соответствуют данной величине, снимают нагрузку с динамометрической оси 110. Вращая подстроечный резистор R23 тензорезисторного моста 218, добиваются нулевых показаний индикаторов 213. Вновь нагружают динамометрическую ось 110 заданной нагрузкой 1000±0,5 кг и, вращая резистор R3 (см. фиг. 36), выставляют показания индикаторов, равными заданной нагрузке 1000 кг. Далее последовательно устанавливают вторую, третью и четвертую динамометрические оси 110. Задают ту же нагрузку 1000 кг. Если показания световых индикаторов 213 каждый раз соответствуют величине 1000 кг, то взвешивающее устройство 3 готово к работе и не требует в период эксплуатации каких либо дополнительных регулировок. Предельная величина измерений равна 9999 кг (10 тонн). Эталонным грузом проводят окончательную проверку работоспособности взвешивающего устройства 3. Для этого груз последовательно перемещают по поверхности платформы 4. Показания массы эталонного груза должны остаться неизменными. 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

Формула изобретения

1. Взвешивающее устройство на транспортном средстве, содержащее прицепную емкость в виде грузовой платформы с бортами на подрессоренной раме, механизм разгрузки этой емкости и измерительный механизм в виде силоизмерительных блоков с гидроприводом, снабженных весопреобразующими аппаратами и установленных с зазором относительно подрессоренной рамы под грузовой платформой, отличающееся тем, что пара силоизмерительных блоков измерительного механизма размещена на поперечных балках подрессоренной рамы, каждый из которых выполнен в виде шарнирного четырехзвенного механизма, одно из его звеньев, расположенное вдоль поперечной балки, представлено силовым цилиндром привода измерительного механизма, соединенным с другим параллельно в гидравлическую сеть транспортного средства, два других ведомых звена представлены нижними плечами двуплечих рычагов, имеющих возможность поворота в противоположных направлениях в поперечной плоскости подрессоренной рамы, а четвертое звено поперечная балка подрессоренной рамы с разнесенными по ее длине парами осей поворотов двуплечих рычагов, при этом нижние плечи упомянутых рычагов шарнирно соединены со штоком и основанием силового цилиндра привода, а верхние плечи названных рычагов снабжены весопреобразующими аппаратами в виде динамометрических осей с размещенными на их поверхностях в ортогональных плоскостях активными термокомпенсационными тензорезисторными датчиками сопротивлений, электрически соединенных с электронным блоком величины индикации измеряемой массы, и опорами качений, например, радиальных шарикоподшипников со сферическими наружными обоймами, причем над опорами качений динамометрических осей в поперечной плоскости подрессоренной рамы под грузовой платформой размещены противоположно направленные дуговые упоры с полукруглыми канавками на рабочей поверхности, сопрягаемые в момент взвешивания с опорами качения динамометрических осей.

2. Взвешивающее устройство на транспортном средстве, содержащее прицепную емкость в виде грузовой платформы с бортами на подрессоренной раме, механизм разгрузки этой емкости и измерительный механизм в виде силоизмерительных блоков с гидроприводом, снабженных весопреобразующими аппаратами и установленных с зазором относительно подрессоренной рамы под грузовой платформой, отличающееся там, что пара силоизмерительных блоков измерительного механизма размещена на поперечных балках подрессоренной рамы, каждый из которых выполнен в виде шарнирного антипараллелограммного механизма, неподвижное звено которого представлено поперечной балкой подрессоренной рамы с разнесенными по ее длине парами осей поворотов, второе и третье звенья механизмов состоят из разнонаправленных плеч двуплечих рычагов, размещенных на осях поворотов поперечной балки, один из двуплечих рычагов выполнен ведущим, а другой ведомым, причем нижнее плечо ведомого двуплечего рычага соединено шарнирно с тягой, второй конец которой связан с цапфой на верхней части плеча ведущего двуплечего рычага, нижнее плечо которого соединено шарнирно со штоком силового цилиндра привода, основание силового цилиндра закреплено на цапфе поперечной балки, верхние плечи ведомого и ведущего рычагов снабжены весопреобразующими аппаратами в виде динамометрических осей с размещенными на их поверхностях активными и термокомпенсационными тензорезисторными датчиками сопротивлений, электрически соединенными с электронным блоком величины индикации измеряемой массы, и опорами качений, например, радиальных шарикоподшипников со сферическими наружными обоймами, причем над опорами качений динамометрических осей в поперечной плоскости подрессоренной рамы под грузовой платформой размещены противоположно направленные дуговые опоры с полукруглыми канавками на рабочей поверхности, сопрягаемые в момент взвешивания с опорами качения динамометрических осей.

3. Взвешивающее устройство на транспортном средстве, содержащее прицепную емкость в виде грузовой платформы с бортами на подрессоренной раме, механизм разгрузки этой емкости и измерительный механизм в виде силоизмерительных блоков с гидроприводом, снабженных весопреобразующими аппаратами и установленных на подрессоренной раме под грузовой платформой, отличающееся тем, что пара силоизмерительных блоков измерительного механизма размещена на поперечных балках подрессоренной рамы, каждый из блоков выполнен в виде шарнирного многозвенного механизма, базовое звено которого представлено поперечной балкой подрессоренной рамы с разнесенными по ее длине парой осей поворотов кривошипов второго и третьего звеньев, а четвертое звено шатун - соединено шарнирно посредством пальцев с кривошипами, размещенными между их частями и выполнено в виде последовательно кинематически соединенных силового плунжерного цилиндра привода силоизмерительного блока и демпфера, причем плунжер силового цилиндра соединен с пальцем первого кривошипа, а основание силового плунжерного цилиндра размещено в направляющей с возможностью возвратно-поступательного перемещения, причем между основанием направляющей и головкой плунжерного цилиндра размещен демпфер, выполненный, например, в виде пружин сжатия, при этом основание направляющей шарнирно соединено с серединой второго рычага, верхние части плеч кривошипов снабжены весопреобразующими аппаратами в виде динамометрических осей с размещенными на их поверхностях в ортогональных плоскостях активными и термокомпенсационными тензорезисторными датчиками сопротивлений, электрически соединенными с электронным блоком величины индикации измеряемой массы, и опорами качений, например, радиальных шарикоподшипников со сферическими наружными обоймами, причем над опорами качений динамометрических осей в поперечной плоскости подрессоренной рамы под грузовой платформой размещены противоположно направленные дуговые упоры с полукруглыми канавками на рабочей поверхности, сопрягаемые с опорами качения динамометрических осей.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что резьбовая головка плунжерного цилиндра гидропривода силоизмерительного блока снабжена резьбовым отверстием гидравлически соединенной с резьбовым отверстием головки второго силового плунжерного цилиндра параллельно с гидравлической сетью транспортного средства.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что плунжер силового цилиндра снабжен резьбовым штоком.

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что резьбовая головка плунжерного силового цилиндра снабжена упором демпфера, выполненным в виде резьбовой фасонной гайки.

7. Взвешивающее устройство на транспортном средстве, содержащее прицепную емкость в виде грузовой платформы с бортами на подрессоренной раме, механизм разгрузки этой емкости и снабженный весопреобразующими аппаратами весоизмерительный механизм с гидроприводом, установленный с зазором относительно подрессоренной рамы под грузовой платформой, отличающееся тем, что весоизмерительный механизм выполнен в виде размещенного вдоль продольной оси симметрии подрессоренной рамы торсионного вала с шлицевыми цапфами по концам, на одной из цапф закреплен кулак, а на другой цапфе двуплечий рычаг, нижнее плечо которого кинематически связано со штоком короткоходового силового цилиндра гидропривода, причем верхнее и нижнее плечи двуплечего рычага разнонаправленными тягами соединены шарнирно с одноплечими рычагами, нижние концы которых установлены на осях подрессоренной рамы, а свободные верхние концы рычагов и кулака снабжены весопреобразующими аппаратами в виде динамометрических осей с ортогонально размещенными на их поверхностях активными и термокомпенсационными тензорезисторными датчиками сопротивлений, электрически соединенными с электронным блоком величины индикации измеряемой массы и опорами качений, например, радиальных шарикоподшипников со сферическими наружными обоймами, причем над опорами качений динамометрических осей в продольных плоскостях подрессоренной рамы под грузовой платформой размещены противоположно направленные дуговые упоры с полукруглыми канавками на рабочей поверхности, сопрягаемые с опорами качения динамометрических осей.

8. Взвешивающее устройство на транспортном средстве, содержащее прицепную емкость в виде грузовой платформы на подрессоренной раме, механизм разгрузки этой емкости и снабженный весопреобразующими аппаратами весоизмерительный механизм с гидроприводом, установленный на подрессоренной раме под грузовой платформой, отличающееся тем, что весоизмерительный механизм выполнен в виде размещенного поперек продольной оси симметрии подрессоренной рамы снабженного гидроприводом торсионного вала с цапфами по концам, на которых размещены двуплечие рычаги, верхние и нижние плечи которых соединены разнонаправленными гибкими тягами с одноплечими рычагами, размещенными по концам продольных балок подрессоренной рамы, нижние концы которых установлены на осях подрессоренной рамы, при этом одноплечие рычаги дополнительно соединены с подрессоренной рамой упругими элементами, например пружинами растяжения, а свободные верхние концы рычагов снабжены весопреобразующими аппаратами в виде динамометрических осей с ортогонально размещенными на их поверхностях активными и термокомпенсационными тензорезисторными датчиками сопротивлений, электрически соединенных с электронным блоком величины индикации измеряемой массы и опорами качений, например, радиальных шарикоподшипников со сферическими наружными обоймами, причем над опорами качений динамометрических осей в продольных плоскостях подрессоренной рамы под грузовой платформой размещены противоположно направленные дуговые упоры с полукруглыми канавками на рабочих поверхностях, сопрягаемые с опорами качения динамометрических осей.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что гидропривод торсионного вала выполнен в виде силового цилиндра, основание которого размещено на подрессоренной раме, а его шток соединен шарнирно с кулаком торсионного вала.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что гибкие тяги снабжены стяжными гайками.

11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что упругие элементы снабжены регуляторами напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36