Способ и устройство для тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой
Владельцы патента RU 2569159:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт" (RU)
Группа изобретений относится к испытанию и техническому диагностированию транспортных машин, в частности к способу и устройству испытания машин, преимущественно трактора, при трогании с места под нагрузкой. Машину присоединяют к тяговым устройствам с возможностью измерения силы тяги и касательных сил, приложенных к ободам ведущих колес, при этом применяют по крайней мере три динамометра, один из которых располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести трактора. Устройство имеет упор с тяговым динамометром, а в основании имеются углубления, внутри которых установлены динамометры касательных сил, присоединенные к подвижным кареткам на опорных катках. Подвижные каретки состоят из роликов холостого движения и выдвижных зацепов, а на дне ниш имеются наклонные направляющие. Достигается возможность определения силы тяги на ободе ведущих колес. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к испытанию и техническому диагностированию машин, в частности к способу и устройству для тяговых испытаний транспортных машин (преимущественно трактора) при трогании с места под нагрузкой.
Известен способ тяговых испытаний колесных тракторов с определением максимальной силы тяги на крюке транспортной машины в тяговом режиме трогания с места (Патент РФ №2164670, G01L 513, опубл. 27.03.2001). Недостатком известного способа является невозможность его реализации при недостаточном сцеплении ходового аппарата испытываемой машины с основанием, то есть при естественном буксовании. Для реализации известного способа требуются дополнительные устройства, обеспечивающие устранение буксования и повышения достаточного сцепления ходового аппарата испытываемой машины с основанием. Но более существенным недостатком известного способа тяговых испытаний транспортных машин является их невозможность определять реальные значения касательных сил, приложенных к ободу ведущих колес ходового аппарата машины.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой (Патент РФ №2490610, G01M 17/007, опубл. 20.08.2013). Известный способ прост в исполнении и реализуется посредством штатного крюка трактора, присоединяемого через динамометр непосредственно к поверхности. Известный способ реализуется следующим образом: подготавливают машину отдельно, а затем измеряют усилие на тросе штатного крюка, присоединенного к поверхности.
Однако данный способ нельзя считать достоверным, так как сила тяги трактора в данном случае не измеряется, а измеряется только ее составляющая, направленная под углом к поверхности. Как известно, сила тяги всегда горизонтальна. Помимо этого, для достоверной оценки силы тяги и возможных потерь потока мощности необходимо, помимо последней, измерение касательных сил тяги на ободе ведущих колес ходового аппарата машины (см. В.А. Савочкин. Тяговой расчет трактора. МинобрРФ, МГТУ «МАМИ», Москва, 2001 г., стр. 14).
Таким образом, известный выше способ не отвечает необходимым требованиям и не обеспечивает измерение непосредственно силы тяги трактора и касательных сил тяги на ободе ведущих колес ходового аппарата машины.
Кроме этого, известный способ тяговых испытаний при его осуществлении представляет собой достаточно опасную для здоровья операторов процедуру, так как по условию способа максимальный угол наклона силы тяги к основанию достигает исходя из начала отрыва передних колес машины от основания. Последнее не допускается по технике безопасности при эксплуатации, например, колесных тракторов.
Задачей изобретения является создание способа, обеспечивающего возможность проведения тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места, который заключается в определении силы тяги трактора и касательных сил на ободе ведущих колес ходового аппарата машины. Способ реализуется следующим образом: вначале подготавливают машину к испытаниям - устанавливают ходовой аппарат на ролики холостого движения подвижных кареток, расположенных в нишах площадки. Двигатель машины и трансмиссию привода ходового аппарата запускают в рабочее состояние движения машины и прогревают тем самым до необходимых температур. При этом остов и сама машина не перемещается относительно площадки, оставаясь на месте, а вращаются только ролики холостого движения подвижных кареток, на которых располагается работающий ходовой аппарат машины.
Затем ходовой аппарат и двигатель останавливают и присоединяют тяговой динамометр к остову машины, а динамометры касательных сил к подвижным кареткам, на которых при этом выдвигаются зацепы, обеспечивающие достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием. Тяговый динамометр располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести транспортной машины (трактора). После этого вновь запускают двигатель и включают в движение ходовой аппарат. Ходовой аппарат удерживается от движения выдвижными зацепами, обеспечивающими достаточное сцепление, а с помощью динамометров регистрируют соответствующие усилия, измеряя тем самым силу тяги и касательные усилия ходового аппарата. В зависимости от задач испытаний динамометры могут использовать по отдельности один или два, или три вместе, при этом подвижные каретки работают либо с выдвижными зацепами, либо с роликами холостого движения. Включение в работу выдвижных зацепов осуществляется за счет наклонных направляющих, установленных на дне ниши. При работе подвижных кареток с выдвижными зацепами устанавливают динамометры касательных сил, а при работе с роликами холостого движения динамометры касательных сил заменяют тягой.
Устройство для осуществления указанного способа (техническая реализация устройства), включающее приспособления для подготовки машины к испытаниям, динамометры, приспособление для обеспечения достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием, имеет дополнительно упор с прикрепленным к нему тяговым динамометром, а в основании выполнены углубления в форме отдельных ниш, размеры которых соответствуют ходовому аппарату испытываемой машины. Внутри ниш установлены каретки, состоящие из роликов холостого хода и выдвижных зацепов. К подвижным кареткам присоединены динамометры касательных сил. На дне ниш имеются наклонные направляющие, обеспечивающие возможность выдвижения зацепов и осуществление достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием. Возможность свободного перемещения подвижных кареток достигается за счет установленных на них опорных катков.
На фигуре 1 и 2 показан схематично способ тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой на примере колесного трактора 1 с передней 2 и задней 3 ведущей осью. При этом устанавливают колеса передней 2 и задней 3 ведущей оси на ролики 4 холостого движения подвижных кареток 5. Подвижные каретки 5 располагают в нишах 6 основания 7. На фигуре 2 показано два положения а) и в), в которых устанавливаются подвижные каретки 5. Положение а) - когда работают ролики 4 холостого движения и положение в) - когда работают выдвижные зацепы 8. Тяговой динамометр 9, динамометр касательных сил 10 и динамометр касательных сил 11 присоединяют соответственно к остову трактора 1, к подвижной каретке 5 колеса задней 3 ведущей оси и к подвижной каретке 5 колеса передней 2 ведущей оси. Имеется упор 12, на котором фиксируется динамометр 9. На дне ниш 6 имеются наклонные направляющие 13. На подвижные каретки 5 в положении холостого движения вместо динамометров касательных сил 10 и 11 установлена тяга 14 (см. фиг. 2а). Для наглядности на подвижных каретках 5 показана периферийная грань 15 колеса ходового аппарата, в положении а) она расположена на роликах 4 холостого движения, а в положении в) на выдвижных зацепах 8. На подвижных каретках 5 имеются опорные катки 16. На фиг. 1 условно показан центр тяжести машины ЦТ и горизонталь расположения тягового динамометра 9.
1. Способ тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой, при котором подготавливают машину и тяговые устройства с динамометрами к испытанию, присоединяют машину к тяговым устройствам и обеспечивают достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием, отличающийся тем, что применяют по меньшей мере три динамометра с возможностью измерения силы тяги, приложенной к остову трактора, и касательных сил, приложенных к ободу ведущих колес, при этом обеспечивается достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием и исключается возможность опасного для здоровья операторов отрыва передних колес машины от основания в момент испытания.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что остов машины присоединяют к тяговому динамометру, который располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести трактора.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при тяговых испытаниях записывают, по крайней мере, показания трех динамометров тягового и касательных на ободе ведущих колес одновременно или по отдельности, тем самым оценивают распределение потока мощности двигателя и выявляют источники непроизводительных потерь мощности.
4. Устройство для обеспечения способа по п.1, включающее приспособления для подготовки машины к испытаниям, динамометр, приспособления для обеспечения достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием, отличающееся тем, что имеется упор с прикрепленным к нему тяговым динамометром, а в основании имеются углубления в форме отдельных ниш, размеры которых соответствуют ходовому аппарату испытываемой машины, при этом внутри ниш имеются динамометры касательных сил и подвижные каретки на опорных катках, состоящие из роликов холостого движения и выдвижных зацепов, причем на дне ниш имеются наклонные направляющие, обеспечивающие возможность выдвижения зацепов и осуществление достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием.
