Устройство для определения профиля поперечного сечения борозды рыхления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ц962477

9(61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20. 10. 80 (21) 3221671/29-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3009Я2. Бюллетень ¹36

Дата опубликования описания 300982

Р1 М К з

E 02 F 5/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (И) УДК624.139.. 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.Â. Бакулин, Г. A. Шлойдо и А;Н ° Червяков

Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного, дорожного и коммунального маши остроения. (71) 3а яв ител ь (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ

ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ БОРОЗДЫ РЫХЛЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для исследования физико-механических свойств грунтов, а более конкретно к устройствам для определения профилей поперечных сечений борозд рыхления, получаемых в мерзлых и плотных грунтах При их разработке тракторными рыхлителями.

Известно устройство для определения профилей поперечного сечения борозды рыхления, состоящее из рейки и мерной линейки. Поперечное сечение борозды условно разбивается на две эоны: верхнюю трапецеидальную и нижнюю прямоугольную. Рейка устанавливается поперек борозды на дневной поверхности грунта, и мерной линейкой определяются размеры, необходимые для вычисления площадей эон (13.

Указанный способ основан на приближенной замене истинного .профиля поперечного сечения ломаной линией, что вносит существенные погрешности в получаемые значения площадей; а следовательно, и в расчет объемов разработанных грунтов и производительности рыхлителей.

Известно также устройство для определения профиля поперечного сечения борозды рыхления грунта, состоящее из опорного элемента и ряда измерительных щупов с мерными делениями. Измерительные щупы с заданным шагом расположены параллельно друг к другу в сквозных пазах опорного элемента и имеют возможность вертикальных перемещений (2 ).

В процессе исследований устройство устанавливается поперек борозды, а каждый щуп фиксируется на некотором уровне, соответствующем глубине данной точки профиля сечения. Получаемая при этом последовательность

15 . таких точек приближенно повторяет профиль сечения, причем степень приближения возрастает с уменьшением шага установки щупов. При исследовании многозубых рыхлителей, которые образуют полосу рыхления шириной

3 м и более, возникает необходимость установки до 150 щупов. Работа с таким прибором трудоемка и требует больших затрат времени, идущих на считывание и запись глубины установки каждого щупа. Кроме того, прибор не обеспечивает получения удовлетворительной точности замеров»

Цель изобретения — повышение проЗ0 изводительности и качества измерений.

962477

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения профиля поперечного сечения борозды рыхления, включающем опорную балку для установки поперек борозды рыхления и измерительный щуп, установ- 5 ленный с возможностью вертикального перемещения, щуп связан с опорной балкой посредством ползуна с воэможностью продольного перемещения„ а устройство снабжено датчиком вертикальных перемещений щупа„ установленным на лолзуне, и датчиком горизонтального перемещения полэуна, установленным на опорной балке.

На фиг. 1 изображено устройство для определения профиля, вид сзади; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — схема датчика типа

ДЛП-1; на фиг. 4 — схема включения датчика типа ДЛП-,1 в электрическую схему измерений; на фиг. 5 — схема записи на осциллограмме; на фиг. 6 схема построения профилограммы.

Устройство состоит из опорной балки 1 (фиг. 1), на которой монтируется с воэможностью горизонтальных перемещений ползун 2. В сквозном отверстии ползуна 2 вертикально устанавливается щуп 3 с копирующим роликом 4. Для регистрации горизонтальных перемещений ползуна 2 и вертикальных перемещений щупа 3 устройство имеет два датчика линейных перемещений. Датчик 5 жестко крепится на ползуне 2, например, хомутом 6 таким образом, чтобы его 35 приводной тросик 7 при любом положении щупа 3 был направлен вертикально. Для соединения с тросиком

7 на щупе 3 жестко закреплена тяга 8. 40

Датчик 9 неподвижно фиксируется на одном из концов опорного элемента хомутом 10 и тросиком 11, расс положенным горизонтально и соединенным с ползуном 2.

Для регистрации горизонтальных перемещений ползуна и вертикальных перемещений щупа в устройстве используются датчики линейных перемещений, например, реахордного типа ДЛП- 1, включенные в мостовую схему. Конструктивно датчики состоят из неподвижного кольцевого реахорда 12 с выводами 13 и валика 14 с установленными на нем бегунком 15 и роликом 16. Бегунок

15 имеет механический контакт с торцовой поверхностью реахорда 12.

Валик 14 устанавливается с возможностью вращения в опорах 17. На ролике 16 закреплен приводной гибкий тро- 60 сик 11. Для обеспечения натяжения тросика 11 на валике 14 установлена внутренняя спиральная пружина 18.

Свободный конец тросика 11 (или 7) соединяется с ползуном 2 (или щупом ) 65 устройства. Все элементы датчика размещаются в защитном кожухе с отверстием для выхода тросика 11 (или 7).

Для включения в электрическую схему бегунок 15 имеет вывод 19, Датчик включен в электрическую схему, представляющую собой мост с диагоналями Ъ и cd . Сопротивление плеч моста обозначены через

R< и R, сопротивление реахорда через R p. Источник питания (> включен в дйагональ cd . Диагональ с 6 является измерительной, в нее вклю-ьны бегунок Б датчика ДЛП-1, гальванометр Г (вибратор) осциллографа амперметр (A ), Сопротивление к-,, является переменным, что обеапечи-. возможность балансировки моста п>и любом положении бегунка Б.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении ползуна или щупа 3 профиломера тросик 11 (или 7 ; вытягивается, заставляя вращаться ролик 16 и вместе с ним валик 14 и бегунок 15. В результате уг -.свого перемещения бегунка 15 измен--ется электрическое сопротивление реахорда

Rp, нарушается баланс моста, а в его измерительной диагонали аЬ появляется электрический ток, Величина тока, а следовательно, величи; †:: â€, угла поворота рамки гальванометра с зеркальцем и отклонение светового луча на осциллограмме пропо;=диена>.ьны величине изменения сопротизл=>-и; реахорда Rp. Поэтому при равномерном вращении бегунка датчика и одновременном протягивании фотоленты на последней записывается наклонная прямая линия AB (фиг. 5). Угол наклона прямой АВ зависит от соотношения скоростей протяжки фотоленты и перемещения ползуна или щупа

Чп . чем оно больше, чем меньше угол .- Так, на фиг. 5 прямая АВ записана при большей скорости перемещения ползуна Чп, чем прямая AB c углом д. .

В том случае, когда бегунок делает не один, а несколько оборотов на фотоленте осциллографа записывается пилообразная линия ABCDEF.

Места переходов от максимумов этой линии к минимумам (от точки В к точке С, OT D к Е и т. д.) соответствуют переходам бегунка участка AB (фиг. 3) потенциометра, на котором отсутствует токопроводная обмотка.

В процессе замера профиля борозды оператор, работая вручную, практически перемещает ползун 2 и,щуп 3 неравномерно при постоянной скорости протяжки фотоленты. На осциллограмме это приводит к тому, что ее отдельные участки имеют различные углы наклона. При этом горизонтальные площадки (24-30 и др.) соответству962477

$п - k-а, 10

20

30 (2) и

F йьх Е. .

1 1

40 дс = дх

50 ют полной остановке ползуна или щупа.

Для определения по осциллограмме действительных значений перемещений ползуна 2 и щупа 3 проводится тарировка обоих датчиков ДЛП-1 и опре- 5 деляются тарировочные зависимости в виде где Sä- перемещение ползуна или щупа, см;

a — - отклонение луча на фотоленте, мм. — масштаб записи,- —см мм

Кривые вертикальных перемешений щупа S> и горизонтальных .перемещений ползуна $ записываются в функции времени. Текущие значения S в и

S„, относящиеся к одному моменту времени, образуют две координаты

Х; и У„. одной из точек профиля.

Расчет площади поперечного сечения борозды рыхления основывае ся на возможности приближенной замены площади криволинейной трапеции суммой площадей прямоугольников с основаниями ь Х и высотами У по формуле т азница между действительной и расчетной площадями тем, меньше, чем меньше величина дх.

Обработка осциллограммы для расчета площади F ведется в следующем порядке: выбирается величина дх, дающая требуемую точность определения F, например ьх = 2 см, из формулы (1) определяется шаг квантования кривой Stгде k1 — масштаб записи датчика

ДЛП-1 линейных перемещений см полэуна, —,„

На осциллограмме проводятся горизонтальные прямые линии с шагом до пересечения с кривой S . Иэ полученных точек 1, 2, 3,... восстанавливаются перпендикуляры до пересечения с кривой S (точки 1, 2, 3,...) и далее до нулевой линии кривой (точки 1, 2"., 3",...); производится замер длин отрезков S „ =1

1", $я, = 2 — 2", $В„-n — h", ре. зультаты заносятся в таблицу. Находится сумма Е$б учитывая, что дх = k да, а у

= 1. $в, по формуле (2) определяется площадь поперечного сечения борозды рыхления и

F = k, k ° да $в, (4) 1 где k — масштаб записи.датчика

ДЛП-1 вертикальных перемещений щупа.

Формула изобретения

Устройство для определения профиля поперечного сечения борозды рыхления, включающее опорную балку для установки поперек борозды рыхления и измерительный щуп, установленный с возможностью вертикального перемещения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности и качества измерений, щуп связан с опорной балкой посредством ползуна с воэможностью продольного перемещения, а устройстВо снабжено датчиком вертикальных перемещений щупа, установленным на ползуне, и датчиком горизонтального перемещения ползуна, установленным на опорной балке..

Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе

1. Шлойдо Г. A. Энергоемкость процесса рыхления мерзлых грунтов рыхлителями. Труды ВНИИСтройдормаш, М., 1974, с. 65.

2. Пиоттух В.И. Исследование процесса послойного разрушения мерзлых грунтов навесными рыхлителями на базе тракторов мощностью 100

180 л. с. Дис. на соиск. учен ° степени канд. техн. наук. Новосибирск, 1968 (прототип) °