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 и на боковых стенках которого выполнены отверстия, в которых на внутренних поверхностях контейнера установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными штоками, установленными с наружной стороны контейнера, колесо с системой нагружения, установленное на каретке, и силовую передачу, отличающийся тем, что на раме каретки на разных расстояниях от боковых стенок контейнера выполнены отверстия, предназначенные для изменения положения колеса относительно боковых стенок контейнера и его фиксации.(56) 1. Патент на полезную модель 1244, МПК 01 17/00, 2003. Фиг. 1 Полезная модель относится к средствам для исследования свойств почв и грунтов, в частности для исследования взаимодействия с почвогрунтами ходовых систем сельскохозяйственной техники. 41222007.12.30 Известен стенд, содержащий контейнер для почвы, в основании и на боковых стенках которого выполнены отверстия, в которых на внутренних поверхностях контейнера установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными штоками, установленными с наружной стороны контейнера, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером, и силовую передачу, где основание контейнера выполнено подвижным, с возможностью изменения угла наклона в продольной плоскости и высоты относительно верхнего края контейнера и в основании установлены датчики нормального давления 1. Такой стенд позволяет более точно определить нижнюю границу ядра уплотнения почвы, изучить зависимость формы ядра уплотнения от глубины расположения плотного слоя почвы, определить уплотняющее воздействие на плужную подошву. Недостатком в конструкции такого стенда является то, что расстояние между боковыми стенками контейнера и линией движения колеса, далее следом колеса, не изменяется и зависит от конструкции стенда. Поэтому с помощью этого стенда невозможно изучить,как распространяются напряжения сдвига почвы, уплотняемой колесом, в поперечном направлении от следа колеса, то есть проследить формирование и определить боковые границы ядра уплотнения почвы в том же поперечном направлении от следа колеса. Задача, которую решает полезная модель, заключается в определении напряжений сдвига почвы на различной глубине и изучении процесса формирования ядра уплотнения почвы при уплотнении ее колесом в поперечном направлении от следа колеса. Техническая задача решается с помощью стенда для исследования взаимодействия колес с почвой, содержащего контейнер для почвы, в подвижном основании и на боковых стенках которого выполнены отверстия, в которых на внутренних поверхностях контейнера установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными штоками, установленными с наружной стороны контейнера, колесо с системой нагружения, установленное на каретке, и силовую передачу, в котором на раме каретки на разных расстояниях от боковых стенок контейнера выполнены отверстия, предназначенные для изменения положения колеса относительно боковых стенок контейнера и его фиксации. Отличительные признаки полезной модели позволяют определить напряжения сдвига почвы, уплотняемой колесом, в поперечном направлении от следа колеса на различной глубине, а также проследить формирование ядра уплотнения почвы в поперечном направлении от следа колеса. На фиг. 1 показан общий вид стенда сбоку, на фиг. 2 - общий вид стенда сверху, на фиг. 3 - вид на каретку с колесом, изменяющим положение относительно боковых стенок контейнера. Стенд содержит контейнер для почвы 1, подвижное основание 2, каретку 3, которая может перемещаться в горизонтальной плоскости вдоль контейнера 1, стойку 4 для установки колеса 5, которая может перемещаться в вертикальной плоскости по направляющей, неподвижно закрепленной в каретке 3, силовую передачу для перемещения каретки 3(на фигурах не показана). В верхней части стойки 4 имеется площадка 6 для установки груза 7. На раме каретки 3 на разных расстояниях от боковых стенок контейнера 1 выполнены отверстия 8, в которые устанавливают штифт 9, служащий для фиксации стойки 4 с колесом 5 на раме каретки 3 в разных положениях относительно боковых стенок контейнера 1. Количество отверстий 8, выполненных на раме каретки 3, зависит от необходимой степени точности проведения измерений по изучению процесса формирования ядра уплотнения почвы колесом в поперечном направлении от следа колеса. На внутренних поверхностях подвижного основания 2 и боковых стенок контейнера 1 в отверстиях на различной глубине установлены плунжеры 10 (в основании не показаны),с помощью которых определяется уплотняющее воздействие колеса 5 на почву соответственно в вертикальном и поперечном направлениях от следа колеса 5. 2 41222007.12.30 Стенд работает следующим образом. Подвижное основание 2 устанавливается на заданный угол к горизонтали. Каретка 3 с колесом 5 помещается в крайнее положение. Стойка 4 с колесом 5 устанавливается на раме каретки 3 на заданные расстояния от боковых стенок контейнера 1 и фиксируется в отверстии 8 с помощью штифта 9. Причем если колесо 5 находится не посередине контейнера 1,когда расстояния от колеса 5 до боковых стенок контейнера 1 одинаковы, а смещено от центра, то расстояния от колеса 5 до боковых стенок контейнера 1, а соответственно и до плунжеров 10, будут разными. То есть если колесо 5 со стойкой 4 установить ближе к одной из боковых стенок контейнера 1, то колесо 5 тем самым удалится от противоположной боковой стенки и наоборот. Далее на площадку 6 устанавливается груз 7 и каретка 3 с колесом 5 при помощи привода перемещается в другое крайнее положение. Затем производятся замеры твердости почвы при помощи плунжеров 10, установленных в отверстиях боковых стенок контейнера 1 и основания 2. Перемещая стойку 4 с колесом 5 вдоль рамы каретки 3 и проделав повторные опыты по передвижению каретки 3 с колесом 5 из одного крайнего положения в другое, определяют твердость почвы на различной глубине, а следовательно, и напряжения сдвига почвы на разных расстояниях соответственно от колеса 5 в поперечном направлении от следа колеса. По значениям твердости почвы, снимаемым с плунжеров 10, установленных в отверстиях боковых стенок контейнера 1, определяют формирование ядра уплотнения почвы в поперечном направлении от следа колеса на различной глубине, а по значениям твердости почвы, снимаемым с плунжеров, установленных в отверстиях подвижного основания 2 контейнера 1, определяют формирование ядра уплотнения почвы в вертикальном направлении от следа колеса на различной глубине. Таким образом, за один проход колеса 5 по поверхности почвы от одного крайнего положения до другого с помощью плунжеров 10, установленных в отверстиях на противоположных боковых стенках контейнера 1, определяется проникновение уплотняющего воздействия на почву на различной глубине от колеса 5 в поперечном направлении от следа колеса на разных расстояниях от колеса 5 одновременно при условии, что колесо размещено не посередине контейнера. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3