Стенд для исследования взаимодействия колес с почвой

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕС С ПОЧВОЙ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Орда Александр Николаевич Шкляревич Виктор Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Стенд для исследования взаимодействия колес с почвой, содержащий контейнер для почвы, в подвижном основании которого выполнены отверстия, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером, и силовую передачу, отличающийся тем, что на разных уровнях подвижного основания установлено по несколько металлических пластин с тензометрическими датчиками.(56) 1. Патент на полезную модель 1966, МПК 01 17/00, 2005. Фиг. 1 Полезная модель относится к средствам для исследования свойств почв и грунтов, в частности для исследования взаимодействия с почвогрунтами ходовых систем сельскохозяйственной техники. 34932007.04.30 Известен стенд для исследования взаимодействия колес с почвой, содержащий контейнер для почвы, в подвижном основании которого выполнены отверстия, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером, и силовую передачу, в котором на внутренней поверхности контейнера установлены резервуары, выполненные из эластичного материала, заполненные жидкостью, соединенные с прозрачными пластичными трубками, закрепленными на боковой стенке с наружной стороны контейнера рядом со шкалой для снятия результатов 1. Такой стенд позволяет определять и наглядно отслеживать изменение реологических свойств почвы в процессе ее уплотнения на различной глубине при приложении внешней нагрузки через колесо. Недостатком такого стенда является невозможность точного определения формы и границ ядра уплотнения почвы колесом в продольном и поперечном направлениях относительно линии движения колеса, а также на различной глубине, то есть по всему объему контейнера. Задача, которую решает полезная модель, заключается в более точном определении формы и границ ядра уплотнения почвы колесом по всему объему контейнера в процессе уплотнения почвы при приложении внешней нагрузки на колесо. Техническая задача решается с помощью стенда для исследования взаимодействия колес с почвой, содержащего контейнер для почвы, в подвижном основании которого выполнены отверстия, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером, и силовую передачу, в котором на разных уровнях подвижного основания установлено по несколько металлических пластин с тензометрическими датчиками. Отличительные признаки полезной модели позволяют определять форму и границы ядра уплотнения почвы по всему объему контейнера, а также деформации и напряжения в почве на различной глубине в процессе уплотнения почвы колесом. На фиг. 1 показан общий вид стенда сбоку, на фиг. 2 - общий вид стенда сверху, на фиг. 3 - металлическая пластина с тензометрическим датчиком, шарнирно установленная на подвижном основании контейнера. Стенд содержит контейнер для почвы 1, подвижное основание 2, каретку 3, которая может перемещаться в горизонтальной плоскости вдоль контейнера, стойку 4 для установки колеса 5, которая может перемещаться в вертикальной плоскости по направляющей, неподвижно закрепленной в каретке 3, силовую передачу для перемещения контейнера (на рисунке не показана). В верхней части стойки 4 имеется площадка 6 для установки груза 7. В подвижном основании 2 контейнера 1 на разных уровнях, то есть на разной глубине,выполнены отверстия 8, над которыми шарнирно установлены металлические пластины 9,к которым специальным клеем наклеены тензометрические датчики (на рисунке не показаны). Количество металлических пластин 9 на каждом уровне наклонного основания 2 и количество уровней выбирается в зависимости от необходимой степени точности определения формы и границ ядра уплотнения почвы, то есть для получения более высокой точности необходимо большее количество уровней и металлических пластин с тензометрическими датчиками, установленными на каждом уровне, и наоборот. Так как в плоскости, перпендикулярной к линии движения колеса, границы ядра уплотнения симметричны относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести колеса, то металлические пластины 9 на каждом из уровней можно размещать как по одну, так и по разные стороны от линии движения колеса. Наклейка тензометрических датчиков должна быть настолько прочной, чтобы при приложении нагрузки на металлические пластины 9 поверхностные волокна пластин и тензометрические датчики деформировались как одно целое. Толщина металлических пластин 9 выбирается в зависимости от величины нагрузки на пластины 9 и их деформации под действием этой нагрузки, так как деформация поверхностных волокон пластин не должна превышать допустимой деформации тензометрических датчиков. 2 34932007.04.30 Угол наклона металлических пластин 9 относительно подвижного основания 2 изменяется с помощью винтового механизма 10. Проводка 11, проходящая через отверстие 8 подвижного основания 2, соединяет выводы тензометрических датчиков с измерительной аппаратурой (на рисунке не показана). Стенд работает следующим образом. Подвижное основание 2 устанавливается на заданный угол к горизонтали. Каретка 3 с колесом 5 помещается в крайнее положение. Металлические пластины 9 с помощью винтового механизма 10 устанавливают горизонтально. Включают измерительную аппаратуру и снимают показания с каждого тензометрического датчика, принимая их за нулевые значения. На площадку 6 устанавливается груз 7 и каретка 3 при помощи привода перемещается в другое крайнее положение. Деформации почвы от колеса 5 передаются металлическим пластинам 9. Каждая пластина 9 в зависимости от степени давления на нее почвы начинает прогибаться на определенный угол по отношению к горизонту и деформироваться. Вместе с этим происходит деформация тензометрических датчиков, что приводит к изменению их омического сопротивления. При этом вызываемое изменение сопротивления каждого тензометрического датчика регистрируется с помощью измерительной аппаратуры. Затем регистрируют показания каждого тензометрического датчика после снятия нагрузки. Таким образом, в зависимости от показаний, снимаемых с тензометрических датчиков,установленных на разных уровнях наклонного основания, определяются форма и границы ядра уплотнения почвы по всему объему контейнера, а также деформации и напряжения в почве в процессе ее уплотнения на различной глубине при приложении внешней нагрузки на колесо. Фиг. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3