RU2571468C1 - Method to measure force of bucket introduction into working medium and device for its realisation - Google Patents

Method to measure force of bucket introduction into working medium and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2571468C1
RU2571468C1 RU2014136828/03A RU2014136828A RU2571468C1 RU 2571468 C1 RU2571468 C1 RU 2571468C1 RU 2014136828/03 A RU2014136828/03 A RU 2014136828/03A RU 2014136828 A RU2014136828 A RU 2014136828A RU 2571468 C1 RU2571468 C1 RU 2571468C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bucket
introduction
force
stack
measuring
Prior art date
Application number
RU2014136828/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Никитич Тарасов
Ирина Владимировна Бояркина
Сергей Викторович Озеров
Максим Валерьевич Коваленко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)"
Priority to RU2014136828/03A priority Critical patent/RU2571468C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571468C1 publication Critical patent/RU2571468C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: method to measure force of bucket introduction into a material stack includes an operation of horizontal bucket introduction, an operation of bucket introduction value measurement, an operation of introduction force measurement. The stack is made as movable relative to the base and is equipped with a power device. The bucket fixed on the frame is made as fixed relative to the base with the capability of making small horizontal movements, proportionate to measured force of bucket introduction into the stack. The bucket introduction force measurement device includes a stack, a bucket, fixed on the frame with hinged-bar elements, a power device of introduction, a device to measure bucket introduction value, a device to measure bucket introduction force. The stack is made as a hopper with loose material and is equipped with a power screw mechanism. The bucket with the frame is installed on four vertical cranks connected to a digital force measure device.
EFFECT: invention provides for high accuracy of force measurement on a bucket.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам измерения силы внедрения ковша фронтального погрузчика в штабель материала.The invention relates to methods and devices for measuring the force of introduction of the front loader bucket into a stack of material.

Известен способ и устройство для исследования сил, действующих на ковш погрузочной машины [см., например, а.с. №655841, Е21F 13/00, G01М 15/00, опубл. 05.04.79, бюл. №13], содержащие ковш погрузочной машины, который перемещается по раме стенда, боковая стенка ковша выполнена подвижной и снабжена датчиками, связанными с самописцами.A known method and device for the study of the forces acting on the bucket of a loading machine [see, for example, and.with. No. 655841, E21F 13/00, G01M 15/00, publ. 04/05/79, bull. No. 13], containing the bucket of the loading machine, which moves along the frame of the stand, the side wall of the bucket is movable and equipped with sensors associated with recorders.

Недостатком этого способа и устройства является сложность конструкции и большие габаритные размеры, т.к. вся машина с ковшом устанавливается на стенд для проведения исследования сил на ковше.The disadvantage of this method and device is the design complexity and large overall dimensions, because the whole machine with a bucket is mounted on a stand for conducting a force study on the bucket.

Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому способу и устройству является стенд для измерения силы на ковше [см., например, а.с. №184496, кл. 42К, 21/01, опубл. 21.07.1966, бюл. №15], содержащее ящик с насыпным материалом и рельсы, расположенные на раме, по которым перемещается погрузчик с ковшом, снабженный измерительным устройством с балочками и тензодатчиками.The closest known technical solutions to the claimed method and device is a stand for measuring the force on the bucket [see, for example, A. with. No. 184496, class 42K, 21/01, publ. 07/21/1966, bull. No. 15], containing a box with bulk material and rails located on the frame along which the loader with a bucket moves, equipped with a measuring device with beams and load cells.

Недостатком известных способов и устройств является сложность конструкции, обусловленная громоздкостью механических устройств и использованием тензометрических датчиков, снижающих точность измерения силы на ковше.A disadvantage of the known methods and devices is the design complexity due to the bulkiness of the mechanical devices and the use of strain gauges that reduce the accuracy of measuring the force on the bucket.

Задача способа измерения силы внедрения ковша в штабель материала, включающего силовую операцию горизонтального внедрения ковша, операцию измерения силы внедрения ковша, согласно способу штабель материала выполнен подвижным относительно основания и снабжен силовым устройством, а ковш, закрепленный на раме, выполнен неподвижным относительно основания с возможностью выполнять малые горизонтальные возможные перемещения, пропорциональные измеряемой силе внедрения ковша в штабель.The task of the method of measuring the force of introduction of the bucket into the stack of material, including the power operation of horizontal introduction of the bucket, the operation of measuring the force of introduction of the bucket, according to the method, the stack of material is movable relative to the base and equipped with a power device, and the bucket mounted on the frame is made stationary relative to the base with the ability to perform small horizontal possible displacements proportional to the measured force of bucket penetration into the stack.

Задача устройства измерения силы внедрения ковша в штабель, включающего штабель, ковш, закрепленный на раме шарнирно-стержневыми элементами, силовое устройство внедрения, устройство измерения величины внедрения ковша, устройство измерения силы внедрения ковша, согласно изобретению штабель материала выполнен в виде бункера с насыпным материалом и снабжен силовым механизмом, ковш с рамой установлен на четырех вертикальных кривошипах, соединенных с цифровым динамометром.The task of the device for measuring the strength of the introduction of the bucket into the stack, including the stack, the bucket mounted on the frame by hinged-rod elements, the power of the introduction, the device for measuring the magnitude of the introduction of the bucket, the device for measuring the strength of the introduction of the bucket, according to the invention, the stack of material is made in the form of a hopper with bulk material and equipped with a power mechanism, a bucket with a frame mounted on four vertical cranks connected to a digital dynamometer.

Указанный технический результат в части способа заключается в уменьшении и исключении влияния сил трения в шарнирах измерительной части стенда на показания цифрового динамометра, а также в упрощении конструкции прибора и повышении точности измерительного процесса силы внедрения ковша в штабель.The specified technical result in terms of the method consists in reducing and eliminating the influence of friction in the joints of the measuring part of the stand on the readings of a digital dynamometer, as well as in simplifying the design of the device and improving the accuracy of the measuring process of the force of introduction of the bucket into the stack.

Указанный технический результат в части устройства измерения силы внедрения ковша в штабель достигается установкой ковша с рамой на четырех вертикальных кривошипах, малые перемещения которых, пропорциональные измеряемой силе внедрения, фиксируются в виде силы внедрения в штабель цифровым динамометром.The specified technical result in terms of the device for measuring the force of introduction of the bucket into the stack is achieved by installing a bucket with a frame on four vertical cranks, small displacements of which, proportional to the measured force of introduction, are recorded in the form of the force of introduction into the stack by a digital dynamometer.

Способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства - вид сбоку; на фиг. 2 - вид сверху на устройство измерения силы внедрения ковша в штабель материала.The method and device are illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the device is a side view; in FIG. 2 is a top view of a device for measuring the force of bucket penetration into a stack of material.

Способ и устройство силы внедрения ковша в рабочую среду содержат: 1 - ковш; 2, 3, 4 - шарнирно-стержневые пластины; 5 - рама; 6 - кронштейн на основании; 7, 8 - вертикальные кривошипы; 9 - кронштейн на раме; 10 - цифровой динамометр; 11 - гайка регулировочная; 12 - основание; 13 - винт регулировочный; 14 - направляющий уголок; 15 - винт силовой; 16 - гайка; 17 - кронштейн винта; 18 - рукоятка; 19 - бункер; 20 - штабель.The method and device for introducing bucket into the working environment contain: 1 - bucket; 2, 3, 4 - hinge-rod plates; 5 - frame; 6 - bracket on the base; 7, 8 - vertical cranks; 9 - bracket on the frame; 10 - digital dynamometer; 11 - adjusting nut; 12 - base; 13 - adjusting screw; 14 - a directing corner; 15 - power screw; 16 - a nut; 17 - screw bracket; 18 - handle; 19 - hopper; 20 - a stack.

На фиг. 1 дополнительно показаны геометрические параметры устройства: а - база расположения кривошипов измерительного стенда; а 1 - длина кривошипа; а 2 - размер по высоте от режущей кромки ковша до верхнего шарнира кривошипа О1; Р1 - горизонтальная сила на ковше; Р2 - вертикальная сила на ковше.In FIG. 1 additionally shows the geometric parameters of the device: a - base location of the cranks of the measuring stand; and 1 is the length of the crank; and 2 is the height dimension from the cutting edge of the bucket to the upper hinge of the crank O 1 ; P 1 - horizontal force on the bucket; P 2 - vertical force on the bucket.

Сущность способа измерения силы Р1 внедрения ковша в штабель заключается в следующем.The essence of the method of measuring the force P 1 the introduction of the bucket into the stack is as follows.

При надвигании бункера 19 со штабелем 20 на ковш 1 винтовым механизмом 15, 16, 18, на режущей кромке ковша возникают горизонтальная сила Р1 и вертикальная сила Р1. Сила Р1 через раму 5 и кронштейн 9 передается измерительному цифровому динамометру 10. Благодаря малым упругим деформациям измерительной части цифрового динамометра 10 возникают малые упругие горизонтальные перемещения рамы 5, которые пропорциональны силе П1, измеряемой цифровым динамометром. При этом сила Р2 не изменяет свое вертикальное положение и на равновесие сил Р1 и П1 практически не влияет.When pushing the hopper 19 with the stack 20 onto the bucket 1 with a screw mechanism 15, 16, 18, a horizontal force P 1 and a vertical force P 1 arise on the cutting edge of the bucket. The force P 1 is transmitted through the frame 5 and the bracket 9 to the measuring digital dynamometer 10. Due to the small elastic deformations of the measuring part of the digital dynamometer 10, small horizontal elastic movements of the frame 5 occur, which are proportional to the force P 1 measured by the digital dynamometer. Moreover, the force P 2 does not change its vertical position and practically does not affect the balance of forces P 1 and P 1 .

Сила трения в шарнирах измерительного стенда, приведенная к измерительному динамометру, определяется по формуламThe friction force in the hinges of the measuring stand, reduced to the measuring dynamometer, is determined by the formulas

Figure 00000001
;
Figure 00000001
;

Figure 00000002
.
Figure 00000002
.

где f - коэффициент трения скольжения в шарнирах; d - диаметр оси шарнира.where f is the coefficient of sliding friction in the joints; d is the diameter of the axis of the hinge.

Указанные силы трения не превышают 1,5% от измеряемой силы Р1. Поэтому предложенный способ измерения силы Р1 является достаточно точным и эффективным.The indicated friction forces do not exceed 1.5% of the measured force P 1 . Therefore, the proposed method of measuring the force P 1 is quite accurate and effective.

Устройство измерения силы внедрения ковша в штабель работает следующим образом. Винтовой механизм 15, 16 обеспечивает надвигание бункера 19 со штабелем 20 на ковш 1. На режущей кромке ковша возникают силы Р1 и Р1. При этом сила Р1 через раму 5, кронштейн 9 передается цифровому динамометру 10, который фиксирует значение силы П11. Вертикальная сила Р2 оказывает на процесс измерения силы Р1 только опосредованное влияние через силы трения в шарнирах.A device for measuring the strength of the introduction of the bucket into the stack works as follows. The screw mechanism 15, 16 provides the sliding of the hopper 19 with the stack 20 on the bucket 1. On the cutting edge of the bucket there are forces P 1 and P 1 . In this case, the force P 1 through the frame 5, the bracket 9 is transmitted to the digital dynamometer 10, which fixes the value of the force P 1 = P 1 . The vertical force P 2 affects the process of measuring the force P 1 only indirectly through the friction forces in the joints.

Рассмотренные способ и устройство измерения силы внедрения ковша в штабель позволяют получать надежные результаты измерений, использовать различные материалы штабеля и различные ковши.The considered method and device for measuring the force of introduction of the bucket into the stack allows you to get reliable measurement results, use various materials of the stack and various buckets.

Claims (2)

1. Способ измерения силы внедрения ковша в штабель материала, включающий силовую операцию горизонтального внедрения ковша, операцию измерения величины внедрения ковша, операцию измерения силы внедрения, отличающийся тем, что штабель материала выполняют подвижным относительно основания и снабжают силовым устройством, а ковш, закрепленный на раме, выполняют неподвижным относительно основания с возможностью выполнения малых горизонтальных перемещений, пропорциональных измеряемой силе внедрения ковша в штабель.1. The method of measuring the force of introduction of the bucket into the stack of material, including the power operation of horizontal introduction of the bucket, the operation of measuring the magnitude of the introduction of the bucket, the operation of measuring the force of introduction, characterized in that the stack of material is movable relative to the base and equipped with a power device, and the bucket mounted on the frame perform stationary relative to the base with the ability to perform small horizontal movements proportional to the measured force of the introduction of the bucket into the stack. 2. Устройство измерения силы внедрения ковша в штабель согласно способу п. 1, включающее штабель, ковш, закрепленный на раме шарнирно-стержневыми элементами, силовое устройство внедрения, устройство измерения величины внедрения ковша, устройство измерения силы внедрения ковша, отличающееся тем, что штабель материала выполнен в виде бункера с насыпным материалом и снабжен силовым винтовым механизмом, ковш с рамой установлен на четырех вертикальных кривошипах, соединенных с цифровым динамометром. 2. A device for measuring the force of introduction of a bucket into a stack according to the method of claim 1, comprising a stack, a bucket mounted on a frame by hinged-rod elements, a power introduction device, a device for measuring the magnitude of the introduction of a bucket, a device for measuring the force of introduction of a bucket, characterized in that the material is stacked made in the form of a hopper with bulk material and equipped with a power screw mechanism, a bucket with a frame mounted on four vertical cranks connected to a digital dynamometer.
RU2014136828/03A 2014-09-10 2014-09-10 Method to measure force of bucket introduction into working medium and device for its realisation RU2571468C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136828/03A RU2571468C1 (en) 2014-09-10 2014-09-10 Method to measure force of bucket introduction into working medium and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136828/03A RU2571468C1 (en) 2014-09-10 2014-09-10 Method to measure force of bucket introduction into working medium and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2571468C1 true RU2571468C1 (en) 2015-12-20

Family

ID=54871371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136828/03A RU2571468C1 (en) 2014-09-10 2014-09-10 Method to measure force of bucket introduction into working medium and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571468C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU184496A1 (en) * Институт горного дела Сибирского отделени Академии иаук СССР MEASUREMENTS OF EFFORTS ACTING ON THE WORKING ORGAN OF THE NON-LOADING MACHINE
SU655841A1 (en) * 1977-09-20 1979-04-05 Северо-Кавказский горно-металлургический институт Stand for investigating forces affecting loading machine bucket
SU739194A1 (en) * 1976-11-15 1980-06-05 Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения Arrangement for studies and tests of earth digging machines
SU962779A1 (en) * 1981-03-02 1982-09-30 Литовский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Rack for testing buckets of loading machines
WO1995033896A1 (en) * 1994-06-07 1995-12-14 Hdrk Mining Research Limited Sensor feedback control for automated bucket loading
EP1091047A2 (en) * 1999-10-06 2001-04-11 Yugenkaisha Unit Shoji Limited Device and method for excavating deep trenches

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU184496A1 (en) * Институт горного дела Сибирского отделени Академии иаук СССР MEASUREMENTS OF EFFORTS ACTING ON THE WORKING ORGAN OF THE NON-LOADING MACHINE
SU739194A1 (en) * 1976-11-15 1980-06-05 Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения Arrangement for studies and tests of earth digging machines
SU655841A1 (en) * 1977-09-20 1979-04-05 Северо-Кавказский горно-металлургический институт Stand for investigating forces affecting loading machine bucket
SU962779A1 (en) * 1981-03-02 1982-09-30 Литовский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Rack for testing buckets of loading machines
WO1995033896A1 (en) * 1994-06-07 1995-12-14 Hdrk Mining Research Limited Sensor feedback control for automated bucket loading
EP1091047A2 (en) * 1999-10-06 2001-04-11 Yugenkaisha Unit Shoji Limited Device and method for excavating deep trenches

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101846606B (en) Earth-structure interaction contact surface shearing test visualization device
CN104266793B (en) Fully-balanced loading system of standard torquer
CN100529703C (en) Six-dimension force sensor calibration device
CN201673094U (en) Visualization device for contact surface shear test of soil-structure interaction
CN104390858B (en) A kind of easy device of shear rheology instrument
JP3795721B2 (en) Small automatic repetitive one side shear test equipment
CN103994808B (en) A kind of relative method dynamic weigher and low frequency dynamic weighing method
CN103134729A (en) Stress-strain control type direct shear apparatus
CN102679931A (en) Novel method for measuring fatigue crack propagation length in situ
Ferrero et al. Development of a new experimental apparatus for the study of the mechanical behaviour of a rock discontinuity under monotonic and cyclic loads
CN107014702A (en) A kind of rock joint shear experimental rig
RU2571468C1 (en) Method to measure force of bucket introduction into working medium and device for its realisation
CN205879420U (en) Rana nigromaculata jump force measuring device
Talesnick et al. Development of a soil boundary friction meter: application to scale model testing
Pansare et al. Detection of inclined edge crack in prismatic beam using static deflection measurements
US20190025168A1 (en) Systems and Methods for Verification and Calibration of Hamburg Wheel Tracker Devices
CN105675723A (en) Method for obtaining surface contact rigidity based on system characteristic frequency, and detection apparatus thereof
CN105758559B (en) A kind of shear stress test device and method
RU142743U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING DEFORMATION CHARACTERISTICS OF SNOW COVER
CN105973522B (en) Measuring device for jumping force of black-spotted frog
RU2511615C1 (en) Device for definition of factor of force of friction of rest
RU156561U1 (en) DEVICE FOR MEASURING SUPPORT REACTIONS
CN209400534U (en) Iron tailing concrete road shrinkage detection device
CN114279827A (en) Method for obtaining tunnel shock-absorbing layer material
CN209069753U (en) A kind of side-discharging model assay systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170911