Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. № 2

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ИЗУЧЕНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

В статье рассмотрены конструкции различных тензометрических установок. Произведен их сравнительный анализ, установлены присущие им недостатки, определены области применимости при проектировании и испытании рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Большое значение при испытании сельско- и лесохозяйственных машин имеет динамометрирование, заключающееся в измерении сил, передаваемых от двигателя к машине или действующих в рабочих органах и деталях машин. Динамометрирование применяется как при выполнении исследовательских работ, так и при эксплуатации сельскохозяйственных машин в рабочих условиях, например для комплектования тракторных агрегатов, установления норм выработки и расхода горючего, а также обеспечения контроля за техническим состоянием тракторов и сельскохозяйственных машин, правильности регулирования их.

Динамометрированием машин в полевых, лабораторных и заводских условиях определяют:

  • 229
  • а) энергетические показатели, необходимые для рационального подбора трактора или двигателя к машине или, наоборот, для подбора необходимого количества машин и рабочих органов к тракторам и двигателям;
  • б) усилия, действующие на детали и рабочие органы, необходимые для расчетов на прочность и износ;
  • в) данные, необходимые для расчета технологических процессов сельскохозяйственных машин;
  • г) характеристики, необходимые для оценки качества изготовления машин или отдельных узлов и качества ремонта;
  • д) данные, необходимые для определения к.п.д. механизмов и машин.

Показатели, определяемые динамометрированием, являются исходными для

решения основных задач машиностроения и использования машин, а именно: экономии материалов, улучшения качества продукции и технологического процесса, уменьшения износа деталей и расхода энергии при эксплуатации. Таким образом, конечной целью динамометрирования является создание наиболее рационально сконструированных и недорогих в производстве сельскохозяйственных машин, обеспечение их рационального использования и долговечности.

Рассмотрим подробнее некоторые конструкции измерительных установок используемых для динамометрирования почвообрабатывающих орудий.

Тензометрическое устройство завода им. Октябрьской революции (рисунок 1 а) позволяет проводить замеры только горизонтальных составляющих усилий в трех точках, а также суммировать эти составляющие. Тензонавеска представляет собой переходную рамку между плугом и трактором.

Тензометрические тяги конструкции ВИСХОМа (рисунок 1 б) для исследования тягового сопротивления почвообрабатывающих орудий представляют собой три тяги тракторной навески с наклеенными на них тензометрическими датчиками. Такое техническое решение обладает высокой конструктивной простотой, однако интерпретация получаемых данных представляет собой сложную задачу, требующую сложения показаний трех датчиков. При этом остается невыясненным вопрос о влиянии на достоверность данных изгибающих и крутящих моментов возникающих в тягах, особенно при испытании несимметричных орудий.

Кинематические схемы тензооборудования, применяемого для определения тягового сопротивления почвообрабатывающих орудий а - завода им

Рисунок 1 - Кинематические схемы тензооборудования, применяемого для определения тягового сопротивления почвообрабатывающих орудий а - завода им. Октябрьской революции; ВИСХОМа; б - Киевской сельхозяйственной академии; в, г - Одесской НИС НАТИ; д - ВГЛТА; 1 - точка присоединения орудия; 2 - точка присоединения навески трактора; 3 -

тензодатчик

Разработанная Одесской НИС НАТИ тензометрическая рама (рисунок 1 в) в которой все тензопальцы связанны между собой в одном узле. Два нижних выполнены как одно целое с горизонтальной осью. В верхней части стойка заканчивается вилкой, имеющей с одной стороны тензопалец, а с другой соединительный шарнир. Подобный метод позволяет по сравнению с использованием динамометрических тяг, определять измерения более простыми способами и с более простыми вычислениями. Так же возможно определение не только горизонтальной, но и вертикальной составляющей тягового сопротивления. Однако значительным недостатком является высокая погрешность измерений - 8... 10% и удаление орудия от трактора, из-за

231

помещения между ними тензометрической рамы.

Другая тензометрическая навеска разработанная Одесской НИС НАТИ (рисунок 1 г) предназначена для исследования горизонтальной составляющей тягового сопротивления. В ней использовано одно тензометрическое звено, что значительно упрощает обработку данных и не вносит дополнительных погрешностей в измерения. Однако ее компоновка требует снятие с испытуемой машины ее серийной навески, что не всегда удобно.

Тензометрическая навеска конструкции ВГЛТА (рисунок 1 д) для исследования тягового сопротивления почвообрабатывающих орудий включает в себя две рамки, расположенные одна под другой и соединенные качающимися поводками. Рамки имеют возможность двигаться друг относительно друга только в продольном направлении. Эту степень свободы ограничивает тензозвено, связывающее рамки при движении вперед и упоры с винтовой регулировкой, воспринимающие нагрузки в транспортном положении орудия.

Результаты анализа конструкций тензометрических установок явно указывают на то, что они с достаточной точностью способны фиксировать только горизонтальную составляющую тягового сопротивления. Лишь некоторые конструкции позволяют фиксировать вертикальную составляющую, а величины боковых составляющих тягового сопротивления остаются не изученными, что крайне важно для несимметричных орудий.

С целью детального изучения силовых параметров различных рабочих органов и получения входных данных для математического моделирования на кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин (МЛХиПМ) ВГЛТА была разработана и изготовлена установка для пространственного тензометрирования (рисунок 2).

Тензометрическая установка

Рисунок 2 - Тензометрическая установка

Она включает следующие основные элементы: грунтовый канал 1, тяговую тележку 2 с 3-точечным навесным устройством, тензометрическое навесное оборудование 3 и устройства 4 для преобразования электрического сигнала и регистрации измеряемых величин.

В результате исследований были получены как горизонтальная и вертикальная составляющие тягового сопротивления, так и боковые составляющие.

Модуль тягового сопротивления в рабочем положении составляет 402,396 Н для экспериментального и 373,137 Н для серийного рабочего органа. Это объясняется увеличением поверхностей взаимодействия с почвой

экспериментального органа.

Проверка правильности показаний проводилась путем взвешивания эталонного груза перед применением навески. Расхождение в показаниях составили 1,7%.

Также проводилось сравнение горизонтальной составляющей тягового сопротивления полученной на другой установке конструкции ВГЛТА (рисунок 1 <3). Тензометрическое звено, схема подключения и обработки данных, а также почвенные условия были аналогичными. Расхождение в показаниях составили 3,6%. Полученные данные также достаточно хорошо согласуются с теоретическими.

Выводы. Использование предложенной установки пространственного тензометрирования позволяет проводить изучение силовых параметров различных почвообрабатывающих рабочих органов. Эти данные в дальнейшем могут использоваться при математическом моделировании для изучения динамики движения и устойчивости отдельных рабочих органов и орудий в целом.

Список литературы

  • 1. Бартенев И.М. Математическая модель колебаний рабочего органа почвообрабатывающего орудия с пружинным предохранительным механизмом [Текст] / И.М. Бартенев, И.Е. Донцов, М.Н. Лысыч // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления: межвуз. сб. науч. тр. «ВГЛТА». - Воронеж, 2008. -Вып. 13. С 70-74
  • 2. Пат. 2319329 РФ, МКИ А01В49/02, 76/00. Комбинированное

почвообрабатывающее орудие [Текст] / И.М. Бартенев, М.Н. Лысыч, А.А.

233

Кузнецов; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2006127356/12; заявл. 27.07.2006; опубл. 20.03.2008, Бюл. № 12. - 3 с.

3. Пат. 2498245 РФ, МПК G01L5/13 (2006.01). Установка для объемного тензометрирования [Текст] / И. М. Бартенев, М.Н. Лысыч, И.Е. Донцов; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2012118290/28, заявл. 03.05.2012; опубл. 10.11.2013.

УДК 630

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>