Стенд для определения сопротивления среды движению тела

 

Изобретение относится к области экспериментальных исследований сопротивления твердой, жидкой или газообразной среды движению тела. Вертикальный вал приводится во вращение двигателем. Стенд содержит вертикальный вал и жестко закрепленный и радиально установленный относительно центра его вращения кронштейн. Кронштейн связан через тензометрическое устройство с испытуемым телом. Испытуемое тело помещают в твердую, или жидкую, или газообразную среду с возможностью перемещения относительно нее за счет вращения вала. Силы сопротивления среды, действующие на испытуемое тело, передаются тензометрическому устройству и регистрируются посредством тензодатчиков. Применение изобретения позволит снизить трудоемкость определения силы сопротивления среды движению испытуемого тела без использования сложных дополнительных приспособлений, а также расширить условия экспериментальных исследований. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области экспериментальных исследований сопротивления твердой, жидкой или газообразной среды движению тела.

Известен стенд для определения нагрузок на сельскохозяйственные орудия, смонтированный на тракторе и приспособленный для проведения измерений в полевых условиях, содержащий измеритель тягового усилия, связанный через тензометрическое устройство с сельскохозяйственным орудием. Измеритель тягового усилия предназначен для регистрации тяговых нагрузок на прямом сигнале датчика тензометрического устройства, причем регистрируются как вертикальные, так и горизонтальные составляющие силы. При работе стенда варьируются глубина обработки почвы, угол атаки и рабочая скорость сельскохозяйственного орудия (см. Stanowisko do pomiaru sit dziatajacych na narzedzia pracujace w glebie/Lejman Кrzystof, Owsiak Zygmunt// Rocz. nauk rol. c. -1993-79, 4 - с. 103-106).

Недостатками описанного стенда являются повышенная трудоемкость определения нагрузок на сельскохозяйственные орудия вследствие потребности в значительной площади земель для проведения измерений, а также узкие функциональные возможности стенда, так как определение нагрузок на сельскохозяйственные орудия осуществляется только в твердых средах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для определения сопротивления и степени износа почвообрабатывающих рабочих органов, содержащее вращающийся вертикальный вал с кольцевым желобом, заполненным почвой, кронштейн для крепления испытуемого тела - почвообрабатывающего рабочего органа, выполненный в виде радиально направленной балки, блок приспособлений для обработки почвы и приспособление для уплотнения и перемещения почвы. Блок приспособлений для обработки почвы и приспособление для уплотнения и перемещения почвы расположены перед указанным кронштейном по ходу вращения вала. Кронштейн установлен радиально относительно центра вращения вала, не связан с валом и соединен с испытуемым телом - почвообрабатывающим рабочим органом через тензометрическое устройство. Испытуемое тело имеет возможность перемещения относительно рассматриваемой среды, в качестве которой использована почва, за счет вращения вертикального вала (см. патент РФ 2105280, МПК⁶ G 01 М 19/00, А 01 В 17/00).

Основными недостатками устройства для определения сопротивления и степени износа почвообрабатывающих рабочих органов являются повышенная трудоемкость измерений, так как для получения конечных результатов необходима соответствующая подготовка почвы посредством приспособлений, а также узкие условия осуществления экспериментальных исследований, связанные с характером среды.

Техническим результатом является снижение трудоемкости определения силы сопротивления среды движению тела и расширение условий экспериментальных исследований.

Сущность изобретения заключается в том, что в стенде для определения сопротивления среды движению тела, содержащем вращающийся вертикальный вал, кронштейн, установленный радиально относительно центра вращения вала и связанный через тензометрическое устройство с испытуемым телом, имеющим возможность перемещения относительно рассматриваемой среды, указанный кронштейн жестко закреплен на вертикальном валу.

Стенд может быть снабжен устройством, изменяющим расстояние от испытуемого тела до центра вращения вала.

Устройство, изменяющее расстояние от испытуемого тела до центра вращения вала, может быть выполнено в виде шкива, концентрично установленного и жестко закрепленного на валу, соединенного гибкой связью с блоком, связанным с испытуемым телом, причем блок установлен на кронштейне с возможностью перемещения вдоль него.

Снижение трудоемкости определения силы сопротивления среды движению тела обеспечивается вследствие закрепления кронштейна жестко на вертикальном валу, а также введения устройства, изменяющего расстояние от испытуемого тела до центра вращения вала, что позволяет телу перемещаться в сплошной твердой, жидкой или газообразной среде по окружности или по спирали без использования сложных дополнительных приспособлений.

Расширение условий экспериментальных исследований обусловлено обеспечением возможности помещения испытуемого тела в любую сплошную среду, а не только в почву.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен стенд для определения сопротивления среды движению тела, вид сбоку, а на фиг.2 - то же, вид сверху.

Стенд для определения сопротивления среды движению тела содержит вертикальный вал 1, приводимый во вращение двигателем 2, а также кронштейн 3, установленный радиально относительно центра вращения вала 1 и жестко закрепленный на этом валу. Кронштейн 3 связан посредством тензометрического устройства 4, выполненного в виде стойки с тензодатчиками, с испытуемым телом 5. Испытуемое тело 5 помещается в твердую, или жидкую, или газообразную среду 6 с возможностью перемещения относительно нее за счет вращения вала 1 относительно центра.

Стенд для определения сопротивления среды движению тела может быть снабжен устройством, изменяющим расстояние от испытуемого тела до центра вращения вала. Это устройство может быть выполнено в виде шкива 7, концентрично установленного и жестко закрепленного на вертикальном валу 1, и блока 8, соединенного гибкой связью, например тросом 9, со шкивом 7. Блок 8 обладает возможностью перемещения вдоль кронштейна 3 посредством направляющих (на чертеже не показаны), установленных, например, внутри кронштейна 3.

Кроме этого, на чертеже дополнительно показано изменяющееся расстояние г от центра вращения вертикального вала 1 до испытуемого тела 5.

Стенд для определения сопротивления среды движению тела работает следующим образом. Двигатель 3 начинает вращать вертикальный вал 1 вместе с закрепленным на нем кронштейном 3. Это движение передается испытуемому телу 5, сообщая телу 5 круговое движение в твердой, жидкой или газообразной среде 6, на расстоянии г от центра вращения вала 1.

При использовании в стенде устройства, изменяющего расстояние от испытуемого тела до центра вращения вала, трос 9 наматывается на шкив 7, притягивая блок 8 по направляющим к центру вращения вала 1, вследствие чего расстояние г от центра вращения вала 1 до испытуемого тела 5 постепенно уменьшается, и испытуемое тело 5 движется по спирали каждый раз в невозмущенной среде.

Силы сопротивления среды, действующие на испытуемое тело 5, передаются тензометрическому устройству 4 и регистрируются посредством тензодатчиков.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает снижение трудоемкости определения силы сопротивления среды движению испытуемого тела, а также расширение условий экспериментальных исследований.

Формула изобретения

1. Стенд для определения силы сопротивления среды движению тела, содержащий вертикальный вращающийся вал, кронштейн, установленный радиально относительно центра вращения вала и связанный через тензометрическое устройство с испытуемым телом, имеющим возможность перемещения относительно рассматриваемой среды, отличающийся тем, что кронштейн закреплен на вертикальном валу.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен устройством, изменяющим расстояние от испытуемого тела до центра вращения вала.

3. Стенд по пп.1 и 2, отличающийся тем, что устройство, изменяющее расстояние от испытуемого тела до центра вращения вала, выполнено в виде шкива, концентрично установленного и жестко закрепленного на валу, соединенного гибкой связью с блоком, связанным с испытуемым телом, причем блок установлен на кронштейне с возможностью перемещения вдоль него.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2