Стенд для измерения сопротивления грунтов и снежно-ледяных образований резанию



Стенд для измерения сопротивления грунтов и снежно-ледяных образований резанию
Стенд для измерения сопротивления грунтов и снежно-ледяных образований резанию
Стенд для измерения сопротивления грунтов и снежно-ледяных образований резанию

 


Владельцы патента RU 2461809:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) (RU)

Изобретение относится к технике измерений сопротивлений грунтов и снежно-ледяных образований резанию. Стенд содержит раму с упругим консольным элементом, держатель с режущим органом и тензодатчики. Стенд снабжен основанием, на котором жестко закреплен держатель с режущим органом, шарнирно связанным с рамой с установленными на ней кронштейнами, горизонтальными тягами с установленными на них тензодатчиками, регистрирующими составляющие усилия резания. Тяга, регистрирующая горизонтальную составляющую усилия резания, выполнена в виде стержня и установлена вдоль продольной оси стенда, шарнирно одним концом закреплена в кронштейнах рамы, а другим концом - с основанием. Тяга, регистрирующая боковую составляющую усилия резания, выполнена в виде стержня и установлена перпендикулярно продольной оси стенда, шарнирно одним концом закреплена в кронштейнах рамы, а другим концом с - основанием. Тяга, регистрирующая вертикальную составляющую усилия резания, выполнена в виде вала с продольным отверстием по всей его длине и установлена параллельно продольной оси стенда в кронштейнах рамы, и шарнирно связывающая раму с П-образным упругим консольным элементом, шарнирно соединенным с основанием. Технический результат: повышение точности измерения составляющих усилий резания. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике измерений сопротивлений грунтов и снежно-ледяных образований резанию и может быть использовано для определения сил, действующих на режущий орган землеройной машины.

Известно устройство для замера усилий сопротивлений резанию грунтов, содержащее корпус, тензодатчики, тензометрические стержни в виде крестовины с консолью и рабочим органом (авт. св. СССР №1564506, кл. G01M 13/00, G01L 1/22, опубл. 1990 г.).

Недостатком данного устройства является сложность изготовления крестовины с консолью, а расположение тензодатчиков на тензометрических стержнях, выполненных виде крестовины с консолью, не исключает взаимного влияния горизонтальной, вертикальной и боковой составляющих усилий резания друг на друга.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является стенд для измерения сопротивления грунтов резанию (авт. св. СССР №734514, кл. G01L 1/22, опубл. 1980 г.), содержащий раму с упругим Т-образным консольным элементом с тензодатчиками, расположенными на вертикальных и горизонтальных участках упругого элемента, и держатель с режущим элементом.

Недостатком данного стенда является установка тензодатчиков на поверхности Т-образной консоли по ходу движения стенда, что приводит к взаимному влиянию вертикальной составляющей усилия резания на величину горизонтальной составляющей усилия резания при резании мерзлых грунтов с включениями, так как на величину деформации вертикальной части Т-образной консоли влияет горизонтальная составляющая усилия резания, равная этому усилию резания на плечо установки датчиков, и вертикальная составляющая на меньшее плечо, которая изменяется как по величине, так и по направлению, и разделить по отдельности влияние их на изгибающий момент не представляется возможным. Это приводит к взаимному влиянию вертикальной составляющей усилия резания на показания горизонтальной составляющей усилия резания и на точность измерения.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения составляющих усилий резания.

Задача для достижения технического результата решается тем, что в стенде для измерения сопротивления грунтов и снежно-ледяных образований резанию, включающем раму с упругим консольным элементом, держатель с режущим органом и тензодатчики, согласно изобретению, стенд снабжен основанием, на котором жестко закреплен держатель с режущим органом, шарнирно связанным с рамой с установленными на ней кронштейнами, горизонтальными тягами с установленными на них тензодатчиками, регистрирующими составляющие усилия резания, при этом тяга, регистрирующая горизонтальную составляющую усилия резания, выполнена в виде стержня и установлена вдоль продольной оси стенда, шарнирно одним концом закреплена в кронштейнах рамы, а другим концом - с основанием, тяга, регистрирующая боковую составляющую усилия резания, выполнена в виде стержня и установлена перпендикулярно продольной оси стенда, шарнирно одним концом закреплена в кронштейнах рамы, а другим концом - с основанием, тяга, регистрирующая вертикальную составляющую усилия резания, выполнена в виде вала с продольным отверстием по всей его длине и установлена параллельно продольной оси стенда в кронштейнах рамы, и шарнирно связывающая раму с П-образным упругим консольным элементом, шарнирно соединенным с основанием.

На фиг.1 показано устройство, вид сбоку с местными вырывами в вертикальной плоскости симметрии; на фиг.2 показан вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.

Перед работой стенд для измерения сопротивления грунтов и снежно-ледяных образований резанию устанавливают между ползунами 1, расположенными на направляющих 2, в нижней части ползуны 1 соединены между собой шпильками 3 и гайками 4 и 5.

Стенд содержит раму 6, шарнирно соединенную с П-образным упругим консольным элементом 7, на которой жестко установлены кронштейны 8 и 9, основание 10, шарнирно связанное с П-образным упругим консольным элементом 7, на котором жестко закреплен держатель 11 с режущим органом 12

Стенд снабжен горизонтальными тягами с установленными на них тензодатчиками, регистрирующими составляющие усилия резания. При этом тяга 13, регистрирующая горизонтальную составляющую, выполнена виде стержня с двумя отверстиями и установлена вдоль продольной оси стенда, шарнирно закреплена одним концом с помощью пальца 14, выполненного с шаровой головкой, резиновых прокладок 15, шайбы 16 и шплинта 17 (см. фиг.3) в кронштейнах 8 рамы 6, закрепленной с помощью болтов 18 и гаек 19 с ползунами 1, а другим концом при помощи второго пальца 14 таким же образом закреплена с основанием 10. Тяга 20 (фиг.1, 2), регистрирующая боковую составляющую усилия резания, выполнена в виде стержня с двумя отверстиями и установлена перпендикулярно продольной оси стенда, шарнирно закреплена одним концом с помощью пальца 21, выполненного с шаровой головкой, резиновых прокладок 15, шайбы 16 и шплинта 17 (см. фиг.3) в кронштейне 22, закрепленном на поверхности ползуна 1 с помощью болтов 18 и гаек 19, а другим концом с помощью другого пальца 21 закреплена таким же образом с основанием 10. Тяга 23, регистрирующая вертикальную составляющую усилия резания, выполнена в виде вала с продольным отверстием по всей его длине и с шаровыми головками и установлена вдоль продольной оси стенда в кронштейнах 9 рамы 6. На тяге 23 установлены втулки 24, на шаровые головки тяги 23 установлен с возможностью вращательного движения П-образный упругий консольный элемент 7, выполненный с взаимно перпендикулярными отверстиями, который с помощью пальца 25, установленного в нижней части П-образного упругого консольного элемента 7, шарнирно соединен с основанием 10 через установленные на нем проушины 26, на котором с помощью болтов 27 жестко закреплен держатель 11 с режущим органом 12. Для фиксации тяги 23 в заданном положении предусмотрена пластина 28, закрепленная с помощью болтов 29 на кронштейне 9.

Стенд работает следующим образом.

Режущий орган 12 выставляют на нужную глубину резания. В движение стенд приводится с помощью привода перемещения ползуна (не показано).

В процессе резания грунтов или снежно-ледяных образований в каждый момент времени на режущий орган 12 действует горизонтальная составляющая усилия резания РГ, вертикальная составляющая усилия резания PВ и боковая составляющая усилия резания PБ (которая возникает при изменении угла установки рабочего органа 12). Действие этих сил через основание 10 передается тягам 13, 20 и 23 следующим образом.

Горизонтальная составляющая усилия резания РГ за счет шарнирного соединения основания 10 с П-образным упругим консольным элементом 7 отклоняет основание 10 от горизонтального положения относительно пальца 25 и создает растягивающее напряжение в тяге 13, передающееся тензодатчиками в информационно-измерительный комплекс для наблюдения и записи.

Боковая составляющая усилия резания РБ за счет шарнирного соединения основания 10 с П-образным упругим консольным элементом 7 отклоняет основание 10 от горизонтального положения относительно тяги 23 и создает растягивающее напряжение в тяге 20, передающееся тензодатчиками в информационно-измерительный комплекс для наблюдения и записи.

Вертикальная составляющая усилия резания PВ от режущего органа 12 через основание 10 передает усилия на палец 25, шарнирно соединяющий основание 10 с П-образным упругим консольным элементом 7, и создает растягивающее напряжение в тяге 23, передающееся тензодатчиками в информационно-измерительный комплекс для наблюдения и записи.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность измерения составляющих усилий резания за счет установки тензодатчиков на разные тяги.

Стенд для измерения сопротивления грунтов и снежно-ледяных образований резанию, включающий раму с упругим консольным элементом, держатель с режущим органом и тензодатчики, отличающийся тем, что стенд снабжен основанием, на котором жестко закреплен держатель с режущим органом, шарнирно связанным с рамой с установленными на ней кронштейнами, горизонтальными тягами с установленными на них тензодатчиками, регистрирующими составляющие усилия резания, при этом тяга, регистрирующая горизонтальную составляющую усилия резания, выполнена в виде стержня и установлена вдоль продольной оси стенда, шарнирно одним концом закреплена в кронштейнах рамы, а другим концом - с основанием, тяга, регистрирующая боковую составляющую усилия резания, выполнена в виде стержня и установлена перпендикулярно продольной оси стенда, шарнирно одним концом закреплена в кронштейнах рамы, а другим концом с - основанием, тяга, регистрирующая вертикальную составляющую усилия резания, выполнена в виде вала с продольным отверстием по всей его длине и установлена параллельно продольной оси стенда в кронштейнах рамы, и шарнирно связывающая раму с П-образным упругим консольным элементом, шарнирно соединенным с основанием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при изучении процесса стружкообразования пластичных материалов. .

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к области машиностроения и касается прогнозирования и контроля износостойкости твердосплавных группы применяемости К режущих инструментов.

Изобретение относится к области машиностроения и касается прогнозирования и контроля износостойкости твердосплавных (группа Р) режущих инструментов. .

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для бесконтактного определения температуры в зоне резания при механической обработке.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве и применении абразивных инструментов на операциях шлифования заготовок из различных материалов.

Изобретение относится к области испытания материалов и может использоваться при испытании алмазного камнерезного инструмента. .

Изобретение относится к области машиностроения и касается прогнозирования и контроля износостойкости твердосплавных (группа Р) режущих инструментов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для определения допустимой скорости резания при механической обработке стальных деталей твердосплавным инструментом в условиях многоинструментальной настройки на многошпиндельных токарных станках.

Изобретение относится к алмазно-абразивной обработке и может быть использовано для определения функции распределения вершин абразивных зерен в поверхностном слое шлифовального круга после его правки

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности и может быть использовано для определения износа режущего инструмента станков с ЧПУ, функционирующих в условиях автоматизированного производства

Изобретение относится к устройствам для исследования или анализа свойств материалов. Устройство измерения сопротивления сверлению, состоящее из электрического двигателя привода вращения бурового сверла; каретки, установленной на направляющих и приводимой в движение от электрического двигателя привода подачи, например, постоянного тока через винтовую передачу; ограничителей смещения бурового сверла в поперечном направлении. При этом регулирование скорости подачи бурового сверла осуществляется автоматически путем замера величины тока, и/или напряжения питания, и/или частоты вращения вала электрического двигателя привода вращения бурового сверла, анализа и преобразования замеренных данных, например, с помощью электронной вычислительной машины, создания управляющего сигнала и изменения частоты вращения вала электрического двигателя привода подачи, например, с помощью тиристорного ключа при импульсном регулировании напряжения питания электрического двигателя привода подачи. Технический результат заключается в повышении точности измерений сопротивления просверливанию (плотности) исследуемых материалов сверлением, снижении износа режущей части бурового сверла и повышении надежности привода, узлов и конструкции устройства в целом. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для исследования или анализа свойств материалов путем определения величины сопротивления их просверливанию (плотности) и может быть использовано для определения физико-механических характеристик древесины растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций различного назначения и т.п. Устройство состоит из бурового сверла, каретки, установленной на направляющих и приводимой в движение винтовой передачей, ограничителей смещения бурового сверла в поперечном направлении, измерительных датчиков тока, устройства обработки и передачи данных энергосиловых параметров электрического двигателя на электронную вычислительную машину. Вращение и подача бурового сверла осуществляются одним электрическим двигателем постоянного тока, установленным неподвижно на раме устройства. Крутящий момент от электрического двигателя передается через зубчатую передачу на ходовой вал квадратной формы в поперечном сечении, затем через зубчатую передачу, установленную на каретке устройства, буровому сверлу. Движение каретки по направляющим и ходовому валу, а также подача бурового сверла осуществляются через автоматический вариатор, например клиноременный или его эквивалент, входной вал которого соединен с электрическим двигателем, а выходной через редуктор с винтовой передачей. Ограничители смещения бурового сверла в поперечном направлении соединены последовательно друг с другом, рамой и кареткой гибкими тросами. Технический результат: повышение точности измерения величины сопротивления просверливанию (плотности) исследуемых материалов, снижение износа режущей части бурового сверла и повышение надежности привода, узлов и конструкции устройства в целом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения деформированного состояния обрабатываемого материала в зоне пластического деформирования при механической обработке с помощью делительных сеток. Сущность: осуществляют нанесение системы координатных меток на поверхности образца с помощью прижима к этой поверхности инструмента, твердость которого превышает твердость материала детали. В качестве инструмента используют клише с острыми выступающими элементами, имеющими форму четырехгранных пирамид, образующими заданную систему координатных (реперных) точек, являющихся точками пересечения плоскости исследуемого образца с гранями индентора. Образованные углубления заполняют нетвердеющей люминесцентной краской, сохраняющей свои свойства при пластическом деформировании, после чего производят механическую обработку образца, а затем измеряют параметры измененного рисунка сетки, по которым вычисляют параметры пластического деформирования. Технический результат: повышение качества картины поля деформации и увеличение точности измерения параметров пластического деформирования материала образца за счет более точного определения расположения меток сетки. 3 ил.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для определения режущей способности абразивно-алмазного инструмента с однослойным алмазно-гальваническим покрытием (АГП). Инструмент устанавливают на плоскости стола электронного микроскопа и определяют оптическим методом количество алмазных зерен на участке АГП заданной площади. После чего определяют процентную концентрацию алмазов по приведенной зависимости, по которой оценивают режущую способность инструмента. В результате обеспечивается способность сохранения геометрической точности образующей рабочей поверхности инструмента. 3 табл.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования-контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытания на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной и приповерхностной структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала. Проводят эталонные испытания на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающие интенсивный диффузионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Строят эталонную - корреляционную зависимость «износостойкость - исходный параметр». Осуществляют статистический контроль только величины исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов. Прогнозирование износостойкости для текущей партии твердосплавных режущих инструментов осуществляют на основании зависимости. В качестве исходного параметра используют величину концентрации водорода, содержащегося в поверхностной и в приповерхностной структуре твердого сплава, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости Р возрастает. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и касается, в частности, определения силы, необходимой для обработки резанием металлов и сплавов. Сущность: стандартную экспериментальную кривую упрочнения перестраивают в координаты «напряжение (σ) - истинная относительная деформация (ε)», максимальным значением деформации εв предопределяют предельно возможное значение коэффициента усадки стружки K, как lnK=εв, а расчет предельно возможной величины силы резания вычисляют по уравнению Р=σв t s К/sinθ, затем ведут пробную резку, измеряют параметры для вычисления фактического коэффициента К усадки стружки, по нему определяют угол θ и по исходному уравнению находят фактическую величину силы резания. Технический результат: повышение точности расчета и существенный рост производительности за счет сокращения технико-экономических затрат на его реализацию. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от свойств структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала. Проводят эталонные испытания на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Строят эталонную - корреляционную зависимость «исходный параметр - износостойкость». Осуществляют статистический контроль только величины исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов, а прогнозирование износостойкости для текущей партии твердосплавных режущих инструментов проводят на основании зависимости. В качестве исходного параметра используют величину концентрации водорода, содержащегося во внутренней структуре твердого сплава, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов, группы применяемости Р, возрастает. Технический результат - повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и касается прогнозирования и контроля износостойкости твердосплавных группы применяемости К режущих инструментов по содержанию водорода в поверхностной и приповерхностной структуре. Отличительная особенность способа прогнозирования износостойкости твердосплавных группы применяемости К режущих инструментов заключается в тесной корреляционной связи между свойствами твердых сплавов группы применяемости К аккумулировать водород поверхностью и приповерхностной структурой и их износостойкостью. С уменьшением способности структуры твердосплавных режущих инструментов к аккумулированию водорода их износостойкость возрастает. Технический результат − повышение точности прогнозирования износостойкости. 2 ил.
Наверх