RU2800401C1 - Device for determining the horizontal forces acting on the working body of an agricultural machine from the soil - Google Patents
Device for determining the horizontal forces acting on the working body of an agricultural machine from the soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800401C1 RU2800401C1 RU2023109110A RU2023109110A RU2800401C1 RU 2800401 C1 RU2800401 C1 RU 2800401C1 RU 2023109110 A RU2023109110 A RU 2023109110A RU 2023109110 A RU2023109110 A RU 2023109110A RU 2800401 C1 RU2800401 C1 RU 2800401C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working body
- intermediate frame
- base
- measuring
- agricultural machine
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям измерительных средств для изучения тягового сопротивления и нагруженности рабочих органов почвообрабатывающих орудий.The invention relates to the field of agricultural engineering, in particular to the designs of measuring instruments for studying traction resistance and loading of the working bodies of tillage implements.
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).A device for dynamometering of working bodies of tillage implements is known, containing a force-measuring element, fastening elements and a working body with a stand, in which resistance strain gauges are located on the force-measuring element, and the force-measuring element itself covers the stand of the working body (AS USSR No. 974163, G01L 5/ 16, published 06/30/92).
Недостатком известного устройства является то, что его использование сложно в эксплуатации, поскольку требует применения специального тарировочного оборудования, обеспечивающего раздельную калибровку каждого из тензодатчиков сопротивления.The disadvantage of the known device is that its use is difficult to operate, since it requires the use of special calibration equipment that provides separate calibration of each of the resistance strain gauges.
Известна также установка для объемного тензометрирования (Патент 2566398 RU С1), которая имеет измерительные звенья, 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. 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 (Пат. RU 2566398, Установка для объемного тензометрирования, G01L 5/13 (2006.01), Опубл. 27.10.2015, Бюл. №30).There is also known an installation for volumetric strain measurement (Patent 2566398 RU C1), which has measuring links, brackets for mounting measuring links and a working body with a rack, while a vertically located measuring link is attached to the upper face of the rack with the ability to perceive compression and tension deformations. The rest of the measuring links are installed in horizontal planes with the ability to perceive compression deformations, and all of them are pointwise abutted from different sides in the faces of the rack and provide a fixed position of the measuring links and the rack with the working body in the process of measurements. In addition, the proposed device has at least six measuring links according to the number of measured variables, which are located in the direction of external loads (Pat. RU 2566398, Installation for volumetric strain measurement, G01L 5/13 (2006.01), Publ. , Bull. No. 30).
Недостаток известного устройства заключается в том, что измерительные звенья требуют подстройки под каждый конкретный рабочий орган. Поскольку измерения от боковых воздействий на рабочий орган осуществляются только односторонними усилиями, то они не препятствуют повороту рабочего органа. Поскольку размеры поперечного сечения стойки малые, то деформации и усилия на датчиках значительные, что негативно сказывается на точности замера.The disadvantage of the known device lies in the fact that the measuring links require adjustment to each specific working body. Since measurements from lateral influences on the working body are carried out only by one-sided efforts, they do not prevent the rotation of the working body. Since the cross-sectional dimensions of the rack are small, the deformations and forces on the sensors are significant, which negatively affects the measurement accuracy.
Известно также устройство для измерения усилий, действующих на рабочий орган со стороны почвы, включающее почвенный канал с подвижным рабочим органом, установленным на тележке с рамой, и измерительные звенья, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной прямоугольной рамкой, а измерительные звенья выполнены в виде тензометрических балок, одни концы которых посредством промежуточных звеньев шарнирно прикреплены к дополнительной прямоугольной рамке, а вторые концы которых жестко закреплены на раме тележки, при этом тензобалки установлены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, параллельных вертикальному, горизонтальному и боковому измеряемым усилиям, а продольные плоскости поперечного сечения тензобалок параллельны плоскостям, в которых лежат определяемые силы (патент RU 2717383).It is also known a device for measuring the forces acting on the working body from the side of the soil, including a soil channel with a movable working body mounted on a trolley with a frame, and measuring links, characterized in that it is equipped with an additional rectangular frame, and the measuring links are made in the form of tensometric beams, one ends of which are pivotally attached to an additional rectangular frame by means of intermediate links, and the second ends of which are rigidly fixed to the bogie frame, while the strain gauge beams are installed in three mutually perpendicular planes parallel to the vertical, horizontal and lateral measured forces, and the longitudinal planes of the cross section of the strain gauge beams are parallel to the planes in which the determined forces lie (patent RU 2717383).
Недостатком известного устройства является необходимость определение искомых усилий, действующих на рабочий орган, расчетным путем из системы уравнений, строимых для совокупности показаний измерительных звеньев, а также сложность конструкции, что влияет на погрешность измерения.The disadvantage of the known device is the need to determine the desired forces acting on the working body, by calculation from a system of equations built for the set of indications of the measuring links, as well as the complexity of the design, which affects the measurement error.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство для определения усилий, действующих на рабочий орган сельскохозяйственных машин со стороны почвы, преимущественно в почвенном канале, включающее рабочий орган, установленный на подвижной приводной тележке с промежуточной рамой, и измерительные звенья, отличающееся тем, что промежуточная рама выполнена треугольной с жестко связанными вертикальной и горизонтальной балками, на каждой из которых размещены по крайней мере два линейных подшипника, подвижные стержни вертикально расположенных подшипников жестко соединены с вертикальной стойкой тележки, а их наружные обоймы - с вертикальной балкой рамы, рабочий орган жестко закреплен на подвижном стержне горизонтальной пары линейных подшипников, а наружные обоймы горизонтально расположенных линейных подшипников жестко соединены с горизонтальной балкой рамы, при этом измерительные звенья шарнирно закреплены между обоймами и подвижными стержнями линейных подшипников параллельно их осям (патент RU 2717383, G01L 5/16. Опубл. 23.03.2020, Бюл. №9).The closest analogue, taken as a prototype, is a device for determining the forces acting on the working body of agricultural machines from the soil, mainly in the soil channel, including the working body mounted on a movable drive cart with an intermediate frame, and measuring links, characterized in that the intermediate frame is made triangular with rigidly connected vertical and horizontal beams, each of which has at least two linear bearings, the movable rods of the vertically located bearings are rigidly connected to the vertical rack of the bogie, and their outer clips are connected to the vertical beam of the frame, the working body is rigidly fixed on the movable rod of a horizontal pair of linear bearings, and the outer cages of the horizontally located linear bearings are rigidly connected to the horizontal beam of the frame, while the measuring links are pivotally fixed between the cages and the movable rods of the linear bearings parallel to their axes (patent RU 2717383, G01L 5/16. Published 03/23/2020, Bull. No. 9).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием нескольких линейных подшипников, что негативно влияет на точность измерений.The disadvantage of the known device is the complexity of the design, due to the presence of several linear bearings, which adversely affects the measurement accuracy.
Задача, решаемая изобретением, - повышение точности измерения усилий навесных сельскохозяйственных машин и орудий в горизонтальном направлении.The problem solved by the invention is to improve the accuracy of measuring the efforts of mounted agricultural machines and implements in the horizontal direction.
Технический результат - упрощение конструкции и повышение точности при измерении усилий, действующих на рабочий орган сельскохозяйственной машины в горизонтальном направлении.EFFECT: simplifying the design and increasing the accuracy when measuring the forces acting on the working body of the agricultural machine in the horizontal direction.
Заявленный технический результат достигается устройством для определения горизонтальных усилий, действующих на рабочий орган сельскохозяйственной машины со стороны почвы, включающем установленный на транспортном средстве с промежуточной рамой рабочий орган и измерительное звено, отличающимся тем, что промежуточная рама снабжена парой шарнирных рычагов, свободные шарниры которых закреплены на основании, а измерительное звено смонтировано на тензометрической балке, жестко закрепленной на промежуточной раме, второй конец балки шарнирно соединен с основанием посредством горизонтально расположенной тяги регулируемой длины, при этом упомянутые рычаги выполнены охватывающими основание и промежуточную раму в поперечной плоскости, образуя параллелограммный механизм с углами между его звеньями 90 градусов, а оси вращения звеньев параллельны между собой и перпендикулярны направлению движения сельскохозяйственной машины.The claimed technical result is achieved by a device for determining the horizontal forces acting on the working body of an agricultural machine from the side of the soil, including a working body installed on a vehicle with an intermediate frame and a measuring link, characterized in that the intermediate frame is equipped with a pair of hinged levers, the free hinges of which are fixed on base, and the measuring link is mounted on a tensometric beam rigidly fixed to the intermediate frame, the second end of the beam is pivotally connected to the base by means of a horizontally located rod of adjustable length, while the mentioned levers are made covering the base and the intermediate frame in the transverse plane, forming a parallelogram mechanism with angles between its links are 90 degrees, and the axes of rotation of the links are parallel to each other and perpendicular to the direction of movement of the agricultural machine.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено устройство для определения горизонтальных усилий, на фиг. 2 - один из шарнирных рычагов в аксонометрической проекции.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 schematically shows a device for determining horizontal forces, FIG. 2 - one of the articulated arms in axonometric projection.
Устройство для определения горизонтальных усилий, действующих на рабочий орган сельскохозяйственной машины со стороны почвы, включает установленный на основании 1 транспортного средства (на чертеже не показано) с промежуточной рамой 2 рабочий орган 7 сельскохозяйственной машины, например, корпус плуга. Промежуточная рама 2 снабжена парой вертикально расположенных шарнирных рычагов 6 и 11, свободные шарниры 8 которых закреплены на основании 1. Измерительное звено 4 смонтировано на тензометрической балке 3, жестко закрепленной на промежуточной раме 2. Второй конец тензометрической балки шарнирно соединен с основанием 1 посредством горизонтально расположенной тяги 5 регулируемой длины. Упомянутые шарнирные рычаги 6 и 11 выполнены охватывающими основание 1 и промежуточную раму 2 в поперечной плоскости (фиг. 2), образуя параллелограммный механизм с углами между его звеньями 90 градусов (фиг. 1), выставляемыми с помощью тяги 5 регулируемой длины. Оси вращения шарниров 8, 9 звеньев параллелограммного механизма, образованного шарнирными рычагами 6 и 11, а также основанием 1 и промежуточной рамой 2, параллельны между собой и перпендикулярны направлению движения сельскохозяйственной машины.A device for determining the horizontal forces acting on the working body of the agricultural machine from the side of the soil includes mounted on the base 1 of the vehicle (not shown) with an intermediate frame 2 working body 7 of the agricultural machine, for example, the body of the plow. The intermediate frame 2 is equipped with a pair of vertically located hinged levers 6 and 11, the free hinges 8 of which are fixed on the base 1. The measuring link 4 is mounted on the strain gauge beam 3 rigidly fixed on the intermediate frame 2. The second end of the strain gauge beam is pivotally connected to the base 1 by means of a horizontally located rods 5 adjustable length. Said hinged levers 6 and 11 are made covering the base 1 and the intermediate frame 2 in the transverse plane (Fig. 2), forming a parallelogram mechanism with 90-degree angles between its links (Fig. 1), set by means of a rod 5 of adjustable length. The axes of rotation of the hinges 8, 9 of the links of the parallelogram mechanism formed by the hinged levers 6 and 11, as well as the base 1 and the intermediate frame 2, are parallel to each other and perpendicular to the direction of movement of the agricultural machine.
При работе устройства на рабочий орган 7, предварительно заглубленный в почву, действуют горизонтальные и вертикальные усилия.During operation of the device, the working body 7, previously buried in the soil, is subject to horizontal and vertical forces.
Горизонтальные усилия, передаются от рабочего органа 7 через промежуточную раму 2 на тензометрическую балку 3, горизонтально расположенную тягу 5 и основание 1. При этом, тензометрическая балка 3 воспринимает только горизонтальные усилия, воздействующие на рабочий орган 7.Horizontal forces are transmitted from the working body 7 through the intermediate frame 2 to the strain gauge beam 3, the horizontally located rod 5 and the base 1. At the same time, the strain gauge beam 3 perceives only horizontal forces acting on the working body 7.
Вертикальные составляющие усилий, действующих на рабочий орган 7, передаются через шарниры 8, 9 рычагов 6 и 11 рамы 2 на основание 1. Следовательно, измерительное звено 4 на тензометрической балке 3 воспринимают только горизонтальные составляющие усилий, действующих на рабочий орган 7. Остальные составляющие усилий, действующих на рабочий орган 7, а также возникающие крутящие моменты, передаются через рычаги 6 и 11 на основание 1 и не воздействуют на измерительные элементы.The vertical components of the forces acting on the working body 7 are transmitted through the hinges 8, 9 of the levers 6 and 11 of the frame 2 to the base 1. Therefore, the measuring link 4 on the strain gauge beam 3 perceive only the horizontal components of the forces acting on the working body 7. The remaining components of the efforts acting on the working body 7, as well as the resulting torques, are transmitted through the levers 6 and 11 to the base 1 and do not affect the measuring elements.
За счет введения параллелограммного механизма, связывающего промежуточную раму с основанием транспортного средства, и жесткого закрепления тензометрической балки на промежуточной раме, второй конец которой шарнирно связан с основанием транспортного средства посредством горизонтально расположенной регулируемой тяги, обеспечивается достижение заявленного технического результата.Due to the introduction of a parallelogram mechanism connecting the intermediate frame with the base of the vehicle, and the rigid fixation of the strain gauge beam on the intermediate frame, the second end of which is pivotally connected to the base of the vehicle by means of a horizontally located adjustable rod, the claimed technical result is achieved.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2800401C1 true RU2800401C1 (en) | 2023-07-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006072667A1 (en) * | 2005-01-05 | 2006-07-13 | Sandvik Mining And Construction Oy | Arrangement for weighing transport vehicle load |
| RU2717383C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-03-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Device for measuring forces on working member of agricultural machines, mainly in soil channel |
| RU2749578C1 (en) * | 2020-11-10 | 2021-06-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method and device for determining horizontal force from mounted tillage tool |
| RU2776099C1 (en) * | 2021-04-28 | 2022-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Apparatus for determining the horizontal force from a mounted tillage implement and an adding hydraulic cylinder |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006072667A1 (en) * | 2005-01-05 | 2006-07-13 | Sandvik Mining And Construction Oy | Arrangement for weighing transport vehicle load |
| RU2717383C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-03-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Device for measuring forces on working member of agricultural machines, mainly in soil channel |
| RU2749578C1 (en) * | 2020-11-10 | 2021-06-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method and device for determining horizontal force from mounted tillage tool |
| RU2776099C1 (en) * | 2021-04-28 | 2022-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Apparatus for determining the horizontal force from a mounted tillage implement and an adding hydraulic cylinder |
| RU2776191C1 (en) * | 2022-03-09 | 2022-07-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Device for measuring the horizontal force from an agricultural machine mounted on a tractor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2717383C1 (en) | Device for measuring forces on working member of agricultural machines, mainly in soil channel | |
| US8984928B2 (en) | Moment calibrating apparatus for multi-component force gauge and method of moment calibration | |
| JP2521358B2 (en) | Balance load detection element | |
| RU2682085C1 (en) | Installation for spatial dynamometer of hinged agricultural machines and tools | |
| RU2800401C1 (en) | Device for determining the horizontal forces acting on the working body of an agricultural machine from the soil | |
| RU2461809C1 (en) | Test bench to measure resistance of soils and snow/ice to cutting | |
| Alimardani et al. | Design and development of a three-point hitch dynamometer | |
| EP0171876A2 (en) | Torsional-axial extensiometer with additional restraint to limit unnecessary movements | |
| RU2769848C1 (en) | Device for determining forces acting on the working member of agricultural machines from the soil, mainly in soil channel | |
| RU2748865C1 (en) | Strain gauge plate, mainly for measuring the horizontal force on a mounted agricultural tool | |
| RU2722872C1 (en) | Device for determining forces on working member of agricultural machines | |
| RU2589217C1 (en) | Volumetric strain-gauging apparatus | |
| RU2749656C1 (en) | Stand for measuring the resistance of soils and snow-ice formations to cutting | |
| RU2770796C1 (en) | Device for determining the horizontal force from a mounted tillage tool | |
| RU2749578C1 (en) | Method and device for determining horizontal force from mounted tillage tool | |
| GB2128345A (en) | Weigh frame | |
| US3402472A (en) | Extensometers | |
| RU2768072C1 (en) | Soil channel for laboratory research of working elements of agricultural tillage machines | |
| RU2770233C1 (en) | Stand for measuring resistance of soils and snow-ice formations to cutting | |
| RU2801775C1 (en) | Method and device for determining the point of application of the resultant longitudinal force acting on the working body of a tillage machine | |
| RU2803589C1 (en) | Field installation for testing tillage working bodies | |
| RU2704881C1 (en) | Strain gauging for soil digging resistance measurement | |
| SU924531A1 (en) | Device for deformation meter callibration | |
| SU964502A2 (en) | Device for dynamometer test of mounted machines | |
| Thinley et al. | Development of Three-Dimensional Force Measurement Instrument for Plough in Mountain Region |