Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий



Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий
Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий

Владельцы патента RU 2682085:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) (RU)

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных приборов для изучения нагруженности рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Указанный технический результат достигается установкой для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий, содержащей трактор с прикрепленной к тягам его навесной системы через тензометрические пальцы промежуточной плитой. Тензометрические пальцы снабжены рычагами, соединенными тягами с рычагами установленного на плите промежуточного вала. Дополнительный рычаг промежуточного вала взаимодействует через тягу с серединой коромысла. По обоим концам коромысла в противоположных направлениях закреплены штоки гидроцилиндров, жестко закрепленных на промежуточной плите. Упомянутые гидроцилиндры гидравлически связаны с двумя прикрепленными к остову трактора гидроцилиндрами, на штоках которых установлены опирающиеся на почву копиры. Соотношение длин рычагов и расстояния между копирами связано математической зависимостью. Технический результат - снижение погрешности динамометрирования рабочих органов при работе тракторного агрегата.7 ил.

 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных приборов для изучения нагруженности рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Известно устройство для динамометрирования рабочих органов почвообрабатывающих орудий, содержащее силоизмерительный элемент, элементы крепления и рабочий орган со стойкой, в котором на силоизмерительном элементе расположены тензодатчики сопротивления, а сам силоизмерительный элемент охватывает стойку рабочего органа (а.с. СССР №974163, G01L 5/16, опубл. 30.06.92).

Однако практическое использование данного устройства сложно в эксплуатации, поскольку требует специального тарировочного оборудования, обеспечивающего раздельную калибровку тензодатчиков сопротивления.

Известна также установка для объемного тензометрирования (Патент 2566398 RU С1) имеет измерительные звенья, устройства (кронштейны) для крепления измерительных звеньев и рабочий орган со стойкой, при этом вертикально расположенное измерительное звено присоединено к верхней грани стойки с возможностью восприятия деформаций сжатия и растяжения. Все остальные измерительные звенья установлены в горизонтальных плоскостях с возможностью восприятия деформаций сжатия, причем все они точечно уперты с разных сторон в грани стойки и обеспечивают неподвижное положение измерительных звеньев и стойки с рабочим органом в процессе проведения измерений. Помимо этого предлагаемое устройство имеет, по меньшей мере, шесть измерительных звеньев по числу измеряемых переменных, которые расположены в направлении действия внешних нагрузок.

Недостаток известного устройства заключается в том, что измерительные звенья жестко прикреплены к кронштейнам, в результате в этих точках будут действовать реакции, перпендикулярные продольным осям измерительных звеньев, а они не учтены в уравнениях статики, Кроме того, в процессе работы деформация ведущих колес и опорного основания приводит к повороту трактора, а вместе с ним и рабочего органа с.-х. орудия, измерительные звенья отклоняются от горизонтального и вертикального положений, что обуславливает ошибки при определении усилия со стороны орудия на трактор.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является установка для объемного тензометрирования, включающая две рамки, кронштейны крепления к навесной системе, механизм крепления рабочего органа, шесть тяг, на каждой из которых установлены измерительные звенья, отличающаяся тем, что рамки соединены при помощи трех параллельных тяг и трех тяг-раскосов, концы которых закреплены посредством шаровых шарниров. Для обеспечения повышенной жесткости системы точки крепления параллельных тяг к рамкам (центры шаровых шарниров) расположены в вершинах равнобедренных треугольников, вписанных в боковые грани куба; одна тяга-раскос является диагональю основания куба, две другие - диагоналями передней и задней граней куба, причем в передней проекции куба они пересекаются; обе точки крепления тяги-раскоса, расположенной в основании куба, и нижние точки крепления тяг-раскосов передней и задней граней куба имеют общую горизонтальную ось крепления и максимально сближены с точками крепления параллельных тяг, расположенных в основании куба (патент 2498245 РФ, G01L 5/13. Установка для объемного тензометрирования. Заявл. 03.05.2012, опубл. 10.11.2013).

Известное устройство обеспечивает достоверность измерения при объемном динамометрировании рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, однако характеризуется сложностью конструкции и погрешностью измерения при работе тракторного агрегата. Последняя обусловлена следующими причинами.

Одной из составляющих тягового баланса трактора является горизонтальная составляющая тягового усилия со стороны сельскохозяйственного орудия и, если орудие навесное и присоединяется с помощью трех тяг, то его величина будет равна сумме горизонтальных составляющих, действующих со стороны тяг на остов трактора (РВ, РГ). Обычно для определения горизонтальных составляющих применяют тензометрические пальцы, которые по концам прикрепляют к переходной плите, а к середине пальцев присоединятся тяги навески трактора. При этом точка приложения силы от тяги на палец в процессе работы может перемещаться по длине пальца (размер f фиг. 6). Горизонтальные составляющие равны произведению величин усилий, действующих вдоль них, умноженным на косинус угла между горизонтальной и продольной осью тяги. Однако в процессе работа агрегата величины углов (α, β) из-за деформаций шин и упругих элементов мостов меняются. Так, если в первоначальный момент времени угол между верхней тягой и горизонталью будет α0, а нижняя тяга горизонтальна (β=0) (фиг. 3), то при увеличении нагрузки происходит поворот остова трактора, а вместе с ним и крепежной плиты, на угол β, величины углов поменяются (угол α0 станет равным α1 и угол β не будет равен нулю) (фиг. 4). В этом случае тензодатчики, установленные жестко в местах крепления тяг, будут давать не точные показания горизонтального усилия. Таким образом, для устранения погрешностей при определении горизонтального усилия со стороны с.-х. орудия требуется, чтобы тензопальцы находились в неизменном относительно горизонтальной плоскости положении, а показания тензодатчиков не изменялись от смещения точки приложения силы Р.

Задача, решаемая изобретением - обеспечение измерения усилий на тензометрических пальцах при их расположении в горизонтальной плоскости.

Технический результат - снижение погрешностью динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий.

Указанный технический результат достигается установкой для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий, содержащей трактор с прикрепленной к тягам его навесной системы через тензометрические пальцы промежуточной плитой, в которой, согласно изобретению, тензометрические пальцы снабжены рычагами, соединенными тягами с рычагами установленного на плите промежуточного вала, дополнительный рычаг которого взаимодействует через тягу с серединой коромысла, по обоим концам которого в противоположных направлениях закреплены штоки гидроцилиндров, жестко закрепленных на промежуточной плите и гидравлически связанные с двумя прикрепленными к остову трактора гидроцилиндрами, на штоках которых установлены опирающиеся на почву копиры, при этом соотношение длин рычагов и расстояния между копирами связаны математической зависимостью (математическая зависимость 1).

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена установка для пространственного динамометрирования, на фиг. 2 - кинематическая схема поворота тензометрических пальцев, на фиг. 3 - пространственное расположение тензорезисторов на тензометрических пальцах, на фиг. 4 и 5 - схема действия усилий на тяги навесной системы, на фиг. 6 - схема действия усилий на тензометрические пальцы, на фиг. 7 - эпюры напряжений от измеряемых изгибающих сил Рг и Рв.

Установка для пространственного динамометрирования включает жестко установленный в передней части остова трактора 1 гидроцилиндр 2 с опирающимся на почву копиром 3, сзади установлен гидроцилиндр 12 с копиром 20. К тягам 4 и 5 навесной системы трактора 1 через тензопальцы 7 присоединена плита 8. На плите 8 установлен промежуточный вал 19, к которому жестко прикреплен дополнительный рычаг 15, взаимодействующий через тягу 14 с коромыслом 13, по обоим концам которого закреплены штоки гидроцилиндров 6 и 8. К промежуточному валу 19 прикреплены три рычага 16, которые соединены тягами 17 с тремя рычагами 18, жестко соединенными с тензопальцами 7.

Тензопалец 7 представляет собой цилиндр на 2-х опорах 9, на одинаковом расстоянии b от которых наклеены тензорезисторы 21-24 (фиг. 3). Тензорезисторы 21 -24 и сила РГ должны лежать в одной горизонтальной плоскости по разные стороны от точки приложения силы Рг. Передаточное отношение привода поворота тензопальцев 7 должно обеспечивать одинаковые углы поворота остова трактора 1 и тензопальцев 7. Для этого, при равных диаметрах гидроцилиндров 2, 12, 6 и 9, соотношение длин рычагов 15, 16, 18 и расстояния между копирами должно соответствовать математической зависимости (зависимость 1)

где - длина дополнительного рычага 15 промежуточного вала, м;

- длина рычага 16 промежуточного вала, м;

- длина рычага 18 тензометрических пальцев, м;

- расстояния между копирами, м.

Тензорезисторы 21-24 электрически соединены между собой по мостовой схеме, при этом резисторы 21 и 23, как и 22 и 24, расположены в противоположных плечах мостовой схемы.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При отсутствии нагрузки в тягах навесного устройства трактора 1 тензопальцы 7 выставляют так, чтобы тензорезисторы 21-24 лежали в горизонтальной плоскости (фиг. 3) и (фиг. 4). Во время работы остов трактора поворачивается в вертикальной плоскости (фиг. 5), жидкость из связанных с копирами 3 и 20 гидроцилиндров 2 и 12 (фиг. 1) по магистралям 10 и 11 начнет перетекать в гидроцилиндры 9 и 6, что приводит к перемещению коромысла 13, перемещающего тягой 14 дополнительный рычаг 15 и повороту промежуточного вала 19, который, через рычаги 16, тяги 17 и рычаги 18, поворачивает тензопальцы 7. При этом тензорезисторы 21-24 возвращаются в горизонтальную плоскость.

Покажем, что при заявленном расположении тензорезисторов и схеме их электрического соединения, результирующий сигнал не зависит от расстояния приложения усилия вдоль оси пальца 7.

Из уравнения статики (фиг. 6):

следует

Максимальные напряжения изгиба в точке К тензометрического пальца 7 будут:

Максимальные напряжения изгиба в точке М будут:

Тогда сумма напряжений в точках К и М составит:

Как следует из последней зависимости (математическая зависимость 7), сумма напряжений не зависит от расстояния приложения силы Рг по длине балки. Исходя из этого, места установки тензорезисторов 21-24 (фиг. 3) на пальце 7 должны лежать в одной горизонтальной плоскости (в точках 1 и 3 (фиг. 7), в которых будут действовать максимальные напряжения от горизонтальной силы РГ, а напряжения от сил РВ равны нулю) на одинаковом расстоянии от опор по разные стороны от точки приложения силы.

За счет того, что в установке для пространственного динамометрирования тензометрические пальцы снабжены рычагами, соединенными тягами с рычагами промежуточного вала, дополнительный рычаг которого взаимодействует через тягу с серединой коромысла, по обоим концам которого в противоположных направлениях закреплены штоки гидроцилиндров, жестко закрепленных на промежуточной плите и гидравлически связанные с двумя прикрепленными к остову трактора гидроцилиндрами, на штоках которых установлены копиры, опирающиеся на почву, а также соотношения длин рычагов и расстояния между копирами, связанных математической зависимостью, достигается заявленный технический результат.

Установка для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий, содержащая трактор с прикрепленной к тягам его навесной системы через тензометрические пальцы промежуточной плитой, отличающаяся тем, что тензометрические пальцы снабжены рычагами, соединенными тягами с рычагами установленного на плите промежуточного вала, дополнительный рычаг которого взаимодействует через тягу с серединой коромысла, по обоим концам которого в противоположных направлениях закреплены штоки гидроцилиндров, жестко закрепленных на промежуточной плите и гидравлически связанных с двумя прикрепленными к остову трактора гидроцилиндрами, на штоках которых установлены копиры, опирающиеся на почву, при этом соотношение длин рычагов и расстояния между копирами связано зависимостью

где - длина дополнительного рычага 15 промежуточного вала, м;

- длина рычага 16 промежуточного вала, м;

- длина рычага 18 тензометрических пальцев, м;

- расстояния между копирами в направлении продольной оси трактора, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения осевого усилия, угловой скорости, крутящего момента при экспериментальных исследованиях турбин и прочих энергоустановок.

Способ и устройство для его реализации относятся к области судостроения, в частности к способам диагностики технического состояния судовых рулей без разборки при нахождении судов на плаву.

Изобретение относится к метрологии и предназначено для одновременного измерения и регистрации трех компонентов суммарной нагрузки - вертикальной силы, боковой силы и опрокидывающего момента, действующих в выбранном поперечном сечении рельса при его контактном взаимодействии с колесом подвижного состава.

Изобретение относится к области стендовой доработки летательных аппаратов. Способ испытания высокоскоростного летательного аппарата на силоизмерительной платформе под заданным углом атаки в испытательной камере, где создают разряжение, продувают испытательную камеру рабочей средой с протоком через отключенный двигатель летательного аппарата.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к измерительным устройствам для измерения и регистрации сил взаимодействия между колесом и рельсом. Техническим результатом является повышение точности измерения сил взаимодействия колеса с рельсом за счет уменьшения влияния на измерения вертикальных сил, поперечного смещения колеса относительно рельса и расширения частотного диапазона измеряемых вертикальных и боковых (горизонтальных) сил, возникающих при контакте колеса с рельсом при прохождении по геометрическим, стыковым неровностям пути и волнообразным неровностям на поверхности катания рельса.

Изобретение относится к области измерения динамометрических параметров при фрезеровании, а именно к измерению, например, сил резания, вибраций и температуры при фрезеровании с использованием динамометра.

Изобретение относится к метрологии и предназначено для измерения и регистрации нескольких составляющих сил взаимодействия колеса с рельсом. Устройство содержит железнодорожную колесную пару, тензорезисторы, включенные диаметрально в полумостовые тензометрические схемы и размещенные по разные стороны от оси на концентричных диаметрах внутренней стороны диска колес, тензометрические усилители, программируемый логический контроллер, датчики регистрации поперечного и углового положений колесной пары относительно рельсов, блок синхронизации, блок передачи сигналов по радиоканалу на принимающее устройство и бортовой компьютер.

Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности к способам определения силовых факторов, действующих на колеса транспортных средств. Предложенный способ определения силовых факторов, действующих на колесо транспортного средства, включает в себя соединение ступицы и обода колеса с балками, измерение величин, связанных с силовыми факторами, и вычисление сил и моментов, действующих на ступицу путем вычисления перемещения контактной точки, лежащей на радиусе окружности с центром, совпадающим с геометрическим центром колеса.

Изобретение относится к устройствам для измерения силы и может быть использовано при подледных исследованиях. Сущность изобретения: динамометр содержит измерительные пружины (1), закрепленные между двумя фланцами (2).

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройству многокомпонентных тензометрических динамометров с внутренним каналом, и может быть использовано в различных областях техники (например, в робототехнике, экспериментальной гидро- и аэродинамике).

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу определения силы сопротивления рабочих машин. Дополнительно при движении трактора без нагрузки и догруженного эталонной массой при максимальной частоте вращения коленчатого вала отключают подачу топлива.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Система измерения тягового усилия для сельскохозяйственного трактора содержит раму сцепки, выполненную с возможностью прикрепления к задней раме сельскохозяйственного трактора, левую и правую опоры продольной тяги.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Система измерения тягового усилия для сельскохозяйственного трактора содержит раму сцепки, выполненную с возможностью прикрепления к задней раме сельскохозяйственного трактора, левую и правую опоры продольной тяги.

Изобретение относится к области испытаний высокоскоростных летательных аппаратов с двигательной установкой на основе воздушно-реактивного двигателя и может быть использовано для определения тяги прямоточного воздушно-реактивного двигателя при летных испытаниях.

Изобретение относится к технике испытаний жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) в наземных условиях при проведении огневых приемосдаточных испытаний летных образцов двигателей.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению. При движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройству для определения тягового усилия, прикладываемого к навесному устройству трактора.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению. При реализации способа при движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения приращения эффективной тяги двигателей самолета как в полете, так и на земле.

Изобретение относится к установкам для проведения тяговых испытаний, а именно к стендам для проведения тяговых испытаний колесных землеройно-транспортных машин. Стенд содержит раму, датчики опорных и горизонтальных реакций, блок контроля параметров испытаний, опорные площадки со сменными имитаторами опорной поверхности и стопорящее устройство с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении по ходу движения землеройно-транспортной машины.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Система измерения тягового усилия для сельскохозяйственного трактора содержит раму сцепки, выполненную с возможностью прикрепления к задней раме сельскохозяйственного трактора, левую и правую опоры продольной тяги.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных приборов для изучения нагруженности рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Указанный технический результат достигается установкой для пространственного динамометрирования навесных сельскохозяйственных машин и орудий, содержащей трактор с прикрепленной к тягам его навесной системы через тензометрические пальцы промежуточной плитой. Тензометрические пальцы снабжены рычагами, соединенными тягами с рычагами установленного на плите промежуточного вала. Дополнительный рычаг промежуточного вала взаимодействует через тягу с серединой коромысла. По обоим концам коромысла в противоположных направлениях закреплены штоки гидроцилиндров, жестко закрепленных на промежуточной плите. Упомянутые гидроцилиндры гидравлически связаны с двумя прикрепленными к остову трактора гидроцилиндрами, на штоках которых установлены опирающиеся на почву копиры. Соотношение длин рычагов и расстояния между копирами связано математической зависимостью. Технический результат - снижение погрешности динамометрирования рабочих органов при работе тракторного агрегата.7 ил.

Наверх