RU2045755C1 - Gear to investigate working tools of road-building machines - Google Patents
Gear to investigate working tools of road-building machines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2045755C1 RU2045755C1 SU5008189A RU2045755C1 RU 2045755 C1 RU2045755 C1 RU 2045755C1 SU 5008189 A SU5008189 A SU 5008189A RU 2045755 C1 RU2045755 C1 RU 2045755C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- link
- strain gauge
- vertical
- frame
- horizontal
- Prior art date
Links
Landscapes
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к стендовому оборудованию для исследования рабочих органов дорожных машин. The invention relates to bench equipment for the study of the working bodies of road cars.
Известно устройство для исследования процессов резания грунта рабочими органами дорожных машин, содержащее секционный тензометрический нож, смонтированный на Г-образном тензозвене, причем секции ножа соединены с тензозвеном дополнительными рычагами. При резании ножом грунта Г-образное тензозвено обеспечивает измерение элементарных усилий резания по длине ножа. A device for studying the processes of cutting soil by the working bodies of road machines is known, comprising a section strain gauge knife mounted on a L-shaped strain gauge, moreover, knife sections are connected to the strain gauge by additional levers. When cutting the soil with a knife, the L-shaped tensor provides a measurement of the elementary cutting forces along the length of the knife.
Недостаток известного устройства состоит в том, что оно обеспечивает измерение преимущественно продольной горизонтальной и вертикальной составляющих усилия взаимодействия ножа с грунтом. В то же время значительное количество видов рабочих органов дорожных машин, в частности косо установленные ножи, отвалы и т.п. характеризуются еще и боковой горизонтальной составляющей силой, которая влияет на устойчивость движения дорожных машин. A disadvantage of the known device is that it provides a measurement of mainly longitudinal horizontal and vertical components of the force of interaction of the knife with the ground. At the same time, a significant number of types of working bodies of road vehicles, in particular obliquely mounted knives, dumps, etc. characterized by a lateral horizontal component of the force, which affects the stability of the movement of road vehicles.
Прототипом изобретения является устройство для исследования рабочих органов дорожных машин, содержащее смонтированное одним концом на корпусе Г-образное тензометрическое звено, снабженное тензометрами сопротивления, с жестко закрепленным на другом конце рабочим органом, которое расположено в вертикальной плоскости. The prototype of the invention is a device for researching the working bodies of road vehicles, comprising a L-shaped strain gauge unit equipped with resistance tensometers mounted at one end with a working body rigidly mounted on the other end, which is located in a vertical plane.
Изгибные деформации горизонтального и вертикального плеч Г-образного тензометрического звена под действием внешних нагрузок на рабочий орган позволяют раздельно измерять горизонтальную, вертикальную и боковую составляющие этих внешних нагрузок. Bending deformations of the horizontal and vertical shoulders of the L-shaped tensometric link under the action of external loads on the working body allow separate measurement of the horizontal, vertical and lateral components of these external loads.
Недостаток прототипа состоит в том, что чувствительность Г-образного тензометрического звена к изгибным деформациям, измеряемым тензометрами сопротивления, прямым образом связана с его собственными изгибными деформациями. Увеличение чувствительности тензозвена за счет увеличения длины его горизонтального и вертикального плеч и уменьшения площади поперечного сечения этих плеч приводит к значительным деформациям тензозвена под действием внешних нагрузок на рабочий орган и нежелательным пространственным перемещениям этого рабочего органа, нарушающим точность исследования процессов его взаимодействия с грунтом или другим материалом. Например, изгибная деформация тензозвена в продольной вертикальной плоскости вызывает смещение рабочего органа по вертикали и неконтролируемое изменение толщины слоя материала, разрабатываемого рабочим органом. Кроме того, при исследовании колебательных и вибрационных процессов взаимодействия рабочих органов с материалом контролируемые колебания рабочего органа накладываются на неконтролируемые собственные колебания тензометрического звена, возникающие вследствие его малой изгибной жесткости, что не позволяет адекватно оценить влияние колебаний рабочего органа на эффективность разработки им материала. Таким образом, существует техническое противоречие: для увеличения чувствительности Г-образного тензометрического звена необходимо уменьшение его изгибной жесткости, что повышает точность исследования рабочих органов, и в то же время снижение изгибной жесткости тензозвена ухудшает точность позиционирования рабочего органа и адекватность оценки влияния динамических колебаний на процесс взаимодействия рабочего органа с материалом, что в целом существенно снижает точность исследований. Разрешением этого технического противоречия является изменение схемы установки и изгибного нагружения Г-образного тензометрического звена, которое может обеспечить максимальную величину изгибающих моментов, действующих в заданных сечениях этого звена, и возможность максимального уменьшения поперечных сечений звена и моментов сопротивления его изгибу при минимальных перемещениях рабочего органа, смонтированного на конце тензометрического звена. The disadvantage of the prototype is that the sensitivity of the L-shaped tensometric link to bending strains, measured by resistance tensometers, is directly related to its own bending deformations. An increase in the sensitivity of the tensile link due to an increase in the length of its horizontal and vertical shoulders and a decrease in the cross-sectional area of these shoulders leads to significant strain of the tensile link due to external loads on the working body and undesirable spatial movements of this working body, violating the accuracy of the study of the processes of its interaction with soil or other material . For example, the bending deformation of the tensile joint in the longitudinal vertical plane causes a displacement of the working body vertically and an uncontrolled change in the thickness of the layer of material developed by the working body. In addition, in the study of vibrational and vibrational processes of interaction of working bodies with material, controlled vibrations of the working body are superimposed on the uncontrolled intrinsic vibrations of the tensometric link arising due to its low bending stiffness, which does not allow us to adequately assess the effect of vibrations of the working body on the efficiency of development of the material. Thus, there is a technical contradiction: to increase the sensitivity of the L-shaped tensometric link, it is necessary to decrease its bending stiffness, which increases the accuracy of the study of working bodies, and at the same time, a decrease in the bending stiffness of the tensile link impairs the accuracy of positioning of the working body and the adequacy of the assessment of the influence of dynamic vibrations on the process the interaction of the working body with the material, which in general significantly reduces the accuracy of research. The resolution of this technical contradiction is to change the installation and bending loading of the L-shaped tensometric link, which can provide the maximum value of bending moments acting in the given sections of this link, and the possibility of minimizing the cross sections of the link and the moments of resistance to its bending with minimal movements of the working body, mounted at the end of the strain gauge link.
Целью изобретения является повышение точности динамических исследований путем уменьшения перемещений рабочего органа вследствие упругих деформаций и колебаний тензометрического звена. The aim of the invention is to increase the accuracy of dynamic studies by reducing the displacements of the working body due to elastic deformations and oscillations of the tensometric link.
Для этого тензометрическое звено смонтировано на корпусе посредством промежуточной Г-образной рамы, вертикальное и горизонтальное плечи которой расположены параллельно и с зазором относительно соответствующих плеч Г-образного тензометрического звена и выполнены с площадью поперечного сечения, превышающего площадь поперечного сечения соответствующих плеч этого тензометрического звена. Горизонтальное плечо тензометрического звена выполнено с круглым поперечным сечением и связано с соответствующим плечом рамы посредством снабженной опорными шариками жесткой манжеты, охватывающей это круглое поперечное сечение тензометрического звена, с возможностью осевого перемещения и поворота и угловых перемещений тензометрического звена относительно этой манжеты, и дополнительно соединено с рамой упругим элементом со стороны, противоположной рабочему органу относительно манжеты. Вертикальное плечо тензометрического звена связано с соответствующим вертикальным плечом рамы в средней части с возможностью взаимных продольных, поперечных и угловых перемещений посредством опорных шариков, расположенных в зазоре между этими плечами в ряд по горизонтали, и в противоположной горизонтальному плечу верхней части упругим элементом, а на уровне указанных опорных шариков вертикальные плечи тензометрического звена и рамы дополнительно соединены между собой упругими элементами. Опорные шарики жесткой манжеты размещены в ее радиальных каналах с зазором относительно горизонтального плеча тензометрического звена, причем в этих радиальных каналах установлены по резьбе регулировочные винты, сопряженные своими концами с опорными шариками. Сопряженные со средней частью вертикального плеча тензометрического звена опорные шарики размещены в горизонтальных каналах вертикального плеча рамы, причем в этих горизонтальных каналах установлены по резьбе регулировочные винты, сопряженные своими концами с указанными опорными шариками. Опорные шарики жесткой манжеты расположены на расстоянии от упругого элемента, соединяющего заднюю часть горизонтального плеча тензометрического звена с промежуточной рамой, определяемом соотношением
a1= 
а расстояние между указанным упругим элементом и точкой пересечения продольной оси горизонтального плеча тензометрического звена с лобовой поверхностью смонтированного на нем рабочего органа;
а2 расстояние между опорными шариками жесткой манжеты и серединой тензометров сопротивления, размещенных на горизонтальном плече тензометрического звена.For this, the strain gauge link is mounted on the housing by means of an intermediate L-shaped frame, the vertical and horizontal shoulders of which are parallel and with a gap relative to the corresponding shoulders of the L-shaped strain gauge link and are made with a cross-sectional area exceeding the cross-sectional area of the corresponding shoulders of this tensometric link. The horizontal shoulder of the strain gauge link is made with a round cross section and connected to the corresponding shoulder of the frame by means of a rigid cuff provided with support balls, covering this circular cross section of the strain gauge link, with the possibility of axial movement and rotation and angular movements of the strain gauge link relative to this cuff, and is additionally connected to the frame elastic element from the side opposite to the working body relative to the cuff. The vertical arm of the strain gauge link is connected with the corresponding vertical arm of the frame in the middle part with the possibility of mutual longitudinal, transverse and angular movements by means of support balls located in the gap between these shoulders in a horizontal row and in the upper arm opposite to the horizontal arm by an elastic element, and at the level these supporting balls, the vertical shoulders of the strain gauge link and the frame are additionally interconnected by elastic elements. The support balls of the rigid cuff are placed in its radial channels with a gap relative to the horizontal arm of the strain gauge link, and in these radial channels there are threaded adjusting screws mated at their ends with the support balls. Support balls interfaced with the middle part of the vertical shoulder of the strain gauge link are located in the horizontal channels of the vertical arm of the frame, and in these horizontal channels are threaded adjusting screws mated at their ends with the indicated support balls. The support balls of the rigid cuff are located at a distance from the elastic element connecting the back of the horizontal shoulder of the strain gauge link with the intermediate frame, determined by the ratio
a 1 =
and the distance between the specified elastic element and the point of intersection of the longitudinal axis of the horizontal shoulder of the tensometric link with the frontal surface of the working body mounted on it;
and 2 the distance between the support balls of the rigid cuff and the middle of the resistance strain gauges located on the horizontal arm of the strain gauge link.
Опорные шарики, сопряженные с вертикальным плечом тензометрического звена, расположены на расстоянии от упругого элемента, соединяющего верхнюю часть этого вертикального плеча с промежуточной рамой, определяемом соотношением
b1= 
b расстояние между указанным упругим элементом и продольной осью горизонтального плеча тензометрического звена;
b2 расстояние между опорными шариками вертикального плеча тензометрического звена и серединой тензометров сопротивления, размещенных на этом вертикальном плече.The support balls associated with the vertical shoulder of the tensiometric link are located at a distance from the elastic element connecting the upper part of this vertical shoulder with an intermediate frame, determined by the ratio
b 1 =
b the distance between the specified elastic element and the longitudinal axis of the horizontal arm of the strain gauge link;
b 2 the distance between the support balls of the vertical arm of the strain gauge link and the middle of the resistance tensometers placed on this vertical arm.
Для выявления соответствия изобретения критериям "новизна" и "существенные отличия" проанализируем отличительные признаки изобретения, известные из других технических решений. Например, известно устройство для изгибных испытаний конструкций, содержащее сочлененную посредством шарнира изгибаемую раму с опорами и измеритель изгибных деформаций рамы в виде индикатора. Установленный между рамой и испытываемым элементом конструкции силонагружающий домкрат обеспечивает одновременную изгибную деформацию рамы и испытываемого элемента. Однако в известном устройстве рама выполнена в виде S-образных элементов и не обеспечивает разделение изгибающих моментов от сил, действующих во взаимно перпендикулярных направлениях, так как предназначена для определения изгиба только от действия одной силы, перпендикулярной испытываемому элементу конструкции. Соответственно, отсутствуют шариковые опоры, служащие для разделения моментов взаимно перпендикулярных сил, и не применимы оптимальные соотношения размеров, определяющих расположение этих шариковых опор. Таким образом, известное устройство не обеспечивает решение задач, присущих предполагаемому изобретению, и не обладает совокупностью отличительных признаков, необходимых для решения указанных задач. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критериям "новизна" и "существенные отличия". To identify compliance of the invention with the criteria of "novelty" and "significant differences" we analyze the distinguishing features of the invention, known from other technical solutions. For example, a device for bending tests of structures is known, comprising a bendable frame with supports articulated by means of a hinge and a meter for bending deformations of the frame in the form of an indicator. A load-bearing jack installed between the frame and the test structural member provides simultaneous bending deformation of the frame and the test member. However, in the known device, the frame is made in the form of S-shaped elements and does not provide separation of bending moments from forces acting in mutually perpendicular directions, since it is designed to determine bending only from the action of one force perpendicular to the test structural element. Accordingly, there are no ball bearings that serve to separate the moments of mutually perpendicular forces, and the optimal size ratios that determine the location of these ball bearings are not applicable. Thus, the known device does not provide a solution to the problems inherent in the alleged invention, and does not have a combination of distinctive features necessary for solving these problems. This allows us to conclude that the proposed invention meets the criteria of "novelty" and "significant differences".
На фиг. 1 показан вид сбоку на устройство для исследования рабочих органов дорожных машин; на фиг. 2 вид сверху на устройство; на фиг. 3 поперечный разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 поперечный разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 поперечный разрез В-В на фиг. 1. In FIG. 1 shows a side view of a device for examining the working bodies of road cars; in FIG. 2 top view of the device; in FIG. 3 is a transverse section AA in FIG. 2; in FIG. 4 is a transverse section bB in FIG. 2; in FIG. 5 is a transverse section BB of FIG. 1.
Устройство для исследования рабочих органов дорожных машин содержит расположенное в вертикальной плоскости Г-образное тензометрическое звено 1, горизонтальное плечо которого снабжено тензометрами сопротивления 2, а вертикальное плечо тензометрами сопротивления 3, подключенными к комплекту тензометрической аппаратуры (не показан). На переднем конце тензометрического звена 1 жестко закреплен рабочий орган 4 дорожной машины, например, в виде отвала снегоочистителя. Другим концом звено 1 закреплено на корпусе 5 посредством промежуточной Г-образной рамы 6. Вертикальное плечо рамы 6 расположено параллельно и с зазором h1 относительно соответствующего вертикального плеча звена 1. Горизонтальное плечо рамы 6 расположено параллельно и с зазором h2 относительно соответствующего горизонтального плеча звена 1 (фиг. 1 и 2). Вертикальное и горизонтальное плечи промежуточной рамы 6 выполнены с площадью поперечного сечения, превышающей площадь поперечного сечения соответствующих плеч тензометрического звена 1, как показано соответственно на фиг. 2 и 4. Горизонтальное плечо тензометрического звена 1 выполнено с круглым поперечным сечением (фиг. 3 и 4) и связано с соответствующим плечом рамы 6 посредством жесткой манжеты 7, снабженной опорными шариками 8 и охватывающей с зазором круглое поперечное сечение тензометрического звена 1. Тензометры сопротивления 2 размещены в плоских боковых дисках круглого горизонтального плеча звена 1. Манжета 7 закреплена на переднем конце промежуточной рамы 6 при помощи винтов 9. Соединение горизонтального плеча звена 1 с манжетой 7 выполнено с возможностью осевого перемещения и поворота и угловых перемещений звена 1 относительно этой манжеты 7 за счет того, что опорные шарики 8 размещены в радиальных каналах 10 жесткой манжеты 7 с зазором h3 по крайней мере с одной стороны относительно горизонтального плеча звена 1 (фиг. 3). Задняя часть горизонтального плеча звена 1 дополнительно соединена со стороны, противоположной рабочему органу 4, с промежуточной рамой 6 посредством упругого элемента 11, например, пружины растяжения, который прикреплен к звену 1 и раме 6 при помощи винтов 12 (фиг. 4). В радиальных каналах 10 манжеты 7 установлены по резьбе регулировочные винты 13, сопряженные своими концами с опорными шариками 8.A device for studying the working bodies of road vehicles contains a L-shaped strain gauge unit 1 located in a vertical plane, the horizontal arm of which is equipped with resistance tensometers 2, and the vertical arm with resistance tensometers 3 connected to a set of tensometric equipment (not shown). At the front end of the strain gauge link 1, the working member 4 of the road machine is rigidly fixed, for example, in the form of a snowplow blade. The other end of the link 1 is fixed to the housing 5 by means of an intermediate L-shaped frame 6. The vertical arm of the frame 6 is parallel and with a gap h 1 relative to the corresponding vertical arm of the link 1. The horizontal arm of the frame 6 is parallel and with a gap h 2 relative to the corresponding horizontal link arm 1 (Figs. 1 and 2). The vertical and horizontal shoulders of the intermediate frame 6 are made with a cross-sectional area exceeding the cross-sectional area of the corresponding arms of the strain gauge link 1, as shown respectively in FIG. 2 and 4. The horizontal arm of the strain gauge link 1 is made with a circular cross-section (Fig. 3 and 4) and is connected to the corresponding arm of the frame 6 by means of a rigid cuff 7 provided with support balls 8 and covering the circular cross-section of the strain gauge link 1. The tensiometers of resistance 2 are located in the flat lateral disks of the round horizontal shoulder of link 1. The cuff 7 is mounted on the front end of the intermediate frame 6 using screws 9. The connection of the horizontal shoulder of link 1 with the cuff 7 is made with the possibility axial displacement and rotation and angular displacements of the link 1 relative to this cuff 7 due to the fact that the support balls 8 are placed in the radial channels 10 of the rigid cuff 7 with a gap h 3 from at least one side relative to the horizontal shoulder of the link 1 (Fig. 3). The rear part of the horizontal shoulder of link 1 is additionally connected from the side opposite to the working body 4, with the intermediate frame 6 by means of an elastic element 11, for example, a tension spring, which is attached to the link 1 and frame 6 using screws 12 (Fig. 4). In the radial channels 10 of the cuff 7 installed on the thread adjusting screws 13, mated at its ends with the support balls 8.
Вертикальное плечо тензометрического звена 1 связано с соответствующим вертикальным плечом рамы 6 с возможностью взаимных продольных, поперечных и угловых перемещений посредством опорных шариков 14, расположенных в зазоре h1 между этими плечами в ряд по горизонтали (фиг. 5). В противоположной горизонтальному плечу верхней части вертикальное плечо звена 1 дополнительно соединено с промежуточной рамой 6 упругим элементом 15, например, пружиной растяжения. На уровне опорных шариков 14 вертикальные плечи звена 1 и рамы 6 также соединены между собой упругими элементами (пружинами растяжения) 16, прикрепленными к звену 1 при помощи скобы 17 и винта 18, а к раме 6 при помощи винтов 19 (на фиг. 1 упругие элементы 16 условно смещены вверх относительно опорных шариков 14). Опорные шарики 14 размещены в горизонтальных каналах 20 вертикального плеча рамы 6, причем в этих каналах 20 установлены по резьбе регулировочные винты 21, сопряженные своими концами с опорными шариками 14 (фиг. 5). Таким образом, обеспечивается схема изгибных нагружений вертикального и горизонтального плеч звена 1 в виде двуплечих рычагов.The vertical arm of the strain gauge link 1 is connected with the corresponding vertical arm of the frame 6 with the possibility of mutual longitudinal, transverse and angular movements by means of support balls 14 located in the gap h 1 between these arms in a horizontal row (Fig. 5). In the opposite upper horizontal arm, the vertical arm of link 1 is additionally connected to the intermediate frame 6 by an elastic element 15, for example, a tension spring. At the level of the support balls 14, the vertical shoulders of the link 1 and the frame 6 are also interconnected by elastic elements (tension springs) 16 attached to the link 1 using the brackets 17 and the screw 18, and to the frame 6 using the screws 19 (in Fig. 1 elastic the elements 16 are conventionally displaced upward relative to the support balls 14). The support balls 14 are placed in the horizontal channels 20 of the vertical arm of the frame 6, and in these channels 20 are threaded adjusting screws 21, mated at their ends with the support balls 14 (Fig. 5). Thus, a scheme of bending loads of the vertical and horizontal shoulders of link 1 in the form of two-arm levers is provided.
Опорные шарики 8 жесткой манжеты 7 расположены на расстоянии от упругого элемента 11, определяемом соотношением (фиг. 2)
a1= 
а расстояние между упругим элементом 11 и точкой пересечения продольной оси горизонтального плеча звена 1 с лобовой поверхностью рабочего органа 4;
а2 расстояние между опорными шариками 8 жесткой манжеты 7 и серединой тензометров сопротивления 2, размещенных на горизонтальном плече тензометрического звена 1.The support balls 8 of the rigid cuff 7 are located at a distance from the elastic element 11, determined by the ratio (Fig. 2)
a 1 =
and the distance between the elastic element 11 and the point of intersection of the longitudinal axis of the horizontal shoulder of link 1 with the frontal surface of the working body 4;
and 2 the distance between the support balls 8 of the rigid cuff 7 and the middle of the resistance strain gauges 2 located on the horizontal arm of the strain gauge link 1.
Опорные шарики 14, сопряженные с вертикальным плечом тензометрического звена 1, расположены на расстоянии от упругого элемента 15, определяемом соотношением (фиг. 1)
b1= 
b расстояние между упругим элементом 15 и продольной осью горизонтального плеча тензометрического звена 1;
b2 расстояние между опорными шариками 14 и серединой тензометров сопротивления 3, размещенных на вертикальном плече звена 1.The support balls 14, conjugated with the vertical shoulder of the strain gauge link 1, are located at a distance from the elastic element 15, determined by the ratio (Fig. 1)
b 1 =
b the distance between the elastic element 15 and the longitudinal axis of the horizontal shoulder of the strain gauge link 1;
b 2 the distance between the support balls 14 and the middle of the resistance strain gauges 3 located on the vertical arm of link 1.
Указанные оптимальные соотношения размеров обеспечивают при постоянных величинах продольной Р и боковой РБ сил, действующих на середину рабочего органа 4 в горизонтальной плоскости со стороны разрабатываемого этим рабочим органом материала (фиг. 2), максимальные значения изгибающих моментов от действия этих сил в поперечных сечениях тензометрического звена 1, соответствующих серединам тензометров сопротивления 2 и 3. Это обеспечивает максимальную чувствительность тензометрического звена 1 при измерении сил Р и РБ при любых его габаритных размерах и площадях поперечного сечения его горизонтального и вертикального плеч. Расстояния а и b практически определяют габаритные размеры тензометрического звена 1 соответственно по горизонтали и вертикали. Минимальные расстояния а2 и b2 практически могут быть равны между собой и равны половине длины тензометров сопротивления 2 и 3.The indicated optimum aspect ratios provide, at constant values of the longitudinal P and lateral P B forces acting on the middle of the working body 4 in the horizontal plane from the side of the material developed by this working body (Fig. 2), the maximum values of the bending moments from the action of these forces in the cross-sections of the tensometric link 1, corresponding to the midpoints of resistance strain gauges 2 and 3. This ensures maximum sensitivity of the strain gauge link 1 when measuring forces P and P B for any of its dimensions size and cross-sectional areas of its horizontal and vertical shoulders. Distances a and b practically determine the overall dimensions of the strain gauge link 1 horizontally and vertically, respectively. The minimum distances a 2 and b 2 can practically be equal to each other and equal to half the length of resistance tensometers 2 and 3.
Работа устройства осуществляется следующим образом. При взаимодействии рабочего органа с перемещающимся относительно него материалом (грунтом, снегом, загрязнениями и т.п.) на рабочий орган действуют в горизонтальной плоскости продольная сила Р и боковая сила РБ, которые могут быть условно приложены к середине рабочего органа (фиг. 2). От действия продольной силы Р горизонтальное плечо тензометрического звена 1 свободно перемещается в осевом направлении относительно жесткой манжеты 7 с опорными шариками 8, обеспечивая изгибную деформацию вертикального плеча звена 1 относительно опорных шариков 14. Изгиб верхней части вертикального плеча звена 1 относительно опорных шариков 14 происходит под действием реактивной силы растяжения упругого элемента 15 и регистрируется тензометрами сопротивления 3 обычным образом при помощи комплекта тензометрической аппаратуры (не показан). От действия боковой силы РБ происходит изгибная деформация горизонтального плеча звена 1 относительно одного из опорных шариков 8 жесткой манжеты 7, при этом изгиб задней части этого горизонтального плеча обеспечивается реактивной силой растяжения упругого элемента 11, а вертикальное плечо звена 1 свободно перемещается вбок относительно опорных шариков 14. Жесткая манжета 7 обеспечивает возможность угловых перемещений горизонтального плеча тензометрического звена 1. Изгиб задней части горизонтального плеча звена 1 регистрируется обычным образом при помощи тензометров сопротивления 2. При необходимости дополнительного измерения вертикальной силы, действующей на рабочий орган 4, сверху и снизу на горизонтальном плече звена 1 размещают дополнительные тензометры сопротивления. Настройка зазоров h1, h2 и h3 между опорными шариками 8 и 14 и тензометрическим звеном 1 производится перемещением по резьбе винтов 13 и 21. При отсутствии внешних сил Р и РБ тензометрическое звено 1 удерживается упругими элементами 11, 15 и 16 от случайных перемещений. Кроме того, изменение жесткости упругих элементов 11 и 15 позволяет изменять собственную резонансную частоту колебаний тензометрического звена 1.The operation of the device is as follows. When the working body interacts with the material moving relative to it (soil, snow, pollution, etc.), the longitudinal force P and the lateral force P B act in a horizontal plane on the working body, which can be conditionally applied to the middle of the working body (Fig. 2 ) From the action of the longitudinal force P, the horizontal arm of the strain gauge link 1 freely moves axially relative to the rigid cuff 7 with the support balls 8, providing bending deformation of the vertical arm of the link 1 relative to the support balls 14. The upper part of the vertical arm of the link 1 relative to the support balls 14 is bent tensile reactive force of the elastic element 15 and is recorded by resistance tensometers 3 in the usual way using a set of tensometric equipment (not showing m). From the action of the lateral force P B , a horizontal deformation of the horizontal arm of link 1 occurs relative to one of the support balls 8 of the rigid cuff 7, while the bending of the rear of this horizontal arm is provided by the reactive tensile force of the elastic element 11, and the vertical arm of link 1 freely moves laterally relative to the support balls 14. A rigid cuff 7 allows angular movements of the horizontal arm of the strain gauge link 1. Bending of the rear of the horizontal arm of link 1 is recorded as usual m way using resistance tensometers 2. If necessary, additional measurement of the vertical force acting on the working body 4, additional resistance tensiometers are placed above and below on the horizontal arm of link 1. The clearance h 1 , h 2 and h 3 between the support balls 8 and 14 and the strain gauge link 1 is carried out by moving the screws 13 and 21 along the thread. In the absence of external forces P and P B, the strain gauge link 1 is held by elastic elements 11, 15 and 16 from random displacements. In addition, a change in the stiffness of the elastic elements 11 and 15 allows you to change the natural resonant frequency of the oscillations of the strain gauge link 1.
Преимуществами изобретения являются возможность уменьшения собственных изгибных деформаций тензометрического звена и перемещений вследствие этого рабочего органа при действии на него внешних сил с одновременным увеличением чувствительности Г-образного тензометрического звена при измерении указанных внешних сил и возможностью регулировки собственной частоты автоколебаний тензометрического звена, существенно влияющей на процесс разработки материала рабочим органом. Увеличение общей жесткости устройства и точности позиционирования рабочего органа обеспечивается за счет большого поперечного сечения горизонтального и вертикального плеч промежуточной рамы по сравнению с аналогичными плечами тензометрического звена и изменения схемы изгибных нагружений этих плеч тензометрического звена от простой консольной к более совершенной в виде двуплечих рычагов. Advantages of the invention are the ability to reduce intrinsic bending deformations of the strain gauge link and displacements as a result of this working body when external forces act on it, while increasing the sensitivity of the L-shaped strain gauge link when measuring these external forces and the ability to adjust the natural frequency of self-oscillations of the strain gauge link, which significantly affects the development process material by the working body. An increase in the overall rigidity of the device and the accuracy of positioning of the working body is ensured by a large cross-section of the horizontal and vertical arms of the intermediate frame compared to similar arms of the strain gauge link and a change in the bending loading pattern of these arms of the strain gauge link from a simple cantilever arm to a more perfect one in the form of two-arm levers.
Claims (5)
где a расстояние между указанным упругим элементом и точкой пересечения продольной оси горизонтального плеча тензометрического звена с лобовой поверхностью смонтированного на нем рабочего органа;
a2 расстояние между опорными шариками жесткой манжеты и серединой тензометров сопротивления, размещенных на горизонтальном плече тензометрического звена.4. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the support balls of the rigid cuff are located from the elastic element connecting the back of the horizontal shoulder of the strain gauge link with the intermediate frame, at a distance
where a is the distance between the specified elastic element and the point of intersection of the longitudinal axis of the horizontal shoulder of the strain gauge link with the frontal surface of the working body mounted on it;
a 2 the distance between the support balls of the rigid cuff and the middle of the resistance strain gauges located on the horizontal arm of the strain gauge link.
где b расстояние между указанным упругим элементом и продольной осью горизонтального плеча тензометрического звена;
b2 расстояние между опорными шариками вертикального плеча тензометрического звена и серединой тензометров сопротивления, размещенных на этом вертикальном плече.5. The device according to claims 1 and 3, characterized in that the support balls associated with the vertical shoulder of the strain gauge link are located from the elastic element connecting the upper part of this vertical shoulder with an intermediate frame, at a distance
where b is the distance between the specified elastic element and the longitudinal axis of the horizontal shoulder of the strain gauge link;
b 2 the distance between the support balls of the vertical arm of the strain gauge link and the middle of the resistance tensometers placed on this vertical arm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5008189 RU2045755C1 (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Gear to investigate working tools of road-building machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5008189 RU2045755C1 (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Gear to investigate working tools of road-building machines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2045755C1 true RU2045755C1 (en) | 1995-10-10 |
Family
ID=21588297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5008189 RU2045755C1 (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Gear to investigate working tools of road-building machines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2045755C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208439U1 (en) * | 2021-03-31 | 2021-12-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | Force measuring device |
-
1991
- 1991-07-11 RU SU5008189 patent/RU2045755C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Зеленин А.Н., Карасев Г.Н., Красильников Л.В. Лабораторный практикум по резанию грунтов. М., "Высшая школа", 1969 г., с.28,30, 14, 15 ил. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208439U1 (en) * | 2021-03-31 | 2021-12-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | Force measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8984928B2 (en) | Moment calibrating apparatus for multi-component force gauge and method of moment calibration | |
| EP0841554A2 (en) | Method and apparatus for on-line testing of the stiffness or strength of panels, and especially of wood panels | |
| JPS61270622A (en) | Mass and force measuring device | |
| EP0244173A2 (en) | Improvements in dynamometers | |
| CN101620017B (en) | Apparatus for measuring forces which are produced by an unbalance of a rotary member | |
| RU2461809C1 (en) | Test bench to measure resistance of soils and snow/ice to cutting | |
| US4607531A (en) | Torsional-axial extensometer with additional restraint to limit unnecessary movements | |
| RU2045755C1 (en) | Gear to investigate working tools of road-building machines | |
| KR100917265B1 (en) | Apparatus for testing bi-axial load | |
| CN104729938B (en) | A kind of portable hardness determination structure and its detection method based on dynamo-electric impedance method | |
| US5505004A (en) | Machine frame | |
| CN207456930U (en) | Elasticity modulus, bending stiffness Multifunction composite experiment device | |
| Nair et al. | Analysis of pile group behavior | |
| CN112857644B (en) | Micro traction force testing mechanism | |
| RU77433U1 (en) | STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT DYNAMIC BENDING | |
| RU48225U1 (en) | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SLIDING EXCENTRED SHORT-TERM DYNAMIC STRETCH | |
| CN100592066C (en) | Dual-rod symmetrically load application method for measuring critical force of pressure lever with a fixed end and a free end | |
| US4328622A (en) | Apparatus for measuring the evenness of a road surface | |
| CN108151944A (en) | Flexible large deformation constant force transmits three-dimensional force sensing mechanisms | |
| CN112945570B (en) | Static test device and test method applied to weakening structural member of automobile sleeve | |
| RU2769848C1 (en) | Device for determining forces acting on the working member of agricultural machines from the soil, mainly in soil channel | |
| DE102009006805B4 (en) | Sensor element for force vector determination | |
| RU2256891C1 (en) | Arrangement for measuring of tension of stays of supports of air lines of electricity transmission | |
| SU345382A1 (en) | ||
| CN107807035B (en) | Automatic centering bidirectional strain testing device for compression process |