Стенд для випробувань на надійність ріжучих елементів машин

Реферат: Стенд для випробувань на надійність ріжучих елементів машин містить механізм приводу транспортера, транспортер, механізм кріплення робочих органів, ящик з ґрунтом, робочий орган. При цьому в ящик з ґрунтом вводиться магнітна рідина, яка має властивість змінювати свою в'язкість, аж до затвердіння, в магнітному полі залежно від його напруженості. UA 107668 U (54) СТЕНД ДЛЯ ВИПРОБУВАНЬ НА НАДІЙНІСТЬ РІЖУЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ МАШИН UA 107668 U UA 107668 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до машинобудування, і може знайти застосування при створенні гнучко переналаштовуваних триботехнічних комплексів, які максимально наближають лабораторні дослідження до реальних умов роботи деталей при експлуатації технологічних і транспортних машин. Відомий пристрій для проведення досліджень з імітаційного моделювання взаємодії робочих органів ґрунтообробних, посівних, посадкових та викопуючих знарядь з ґрунтом - "поле, що біжить", його принцип полягає у використанні транспортера для визначення рівномірності висіву насіння висіваючими секціями [1]. Відомий також пристрій для імітаційного моделювання процесу взаємодії "робочий органґрунт", вибраний як найближчий аналог, який містить механізм приводу стрічкового транспортера, стрічковий транспортер, ланцюг приводу стрічкового транспортера, механізм кріплення робочих органів, рольганг, на якому розміщується ящик з ґрунтом (ґрунтовий канал, що рухається), робочий орган [2]. Загальними суттєвими ознаками відомого пристрою та корисної моделі, що заявляється, є наявність механізму приводу транспортера, транспортера, механізму кріплення робочих органів, ящика з ґрунтом, робочого органа. Недоліком відомого пристрою є неможливість отримати достовірні результати випробувань в умовах: 1) змінного буксування ведучих коліс агрегату; 2) негативних температурних режимів ґрунту; 3) варіюючих фізико-механічних характеристик ґрунту за один цикл випробувань. В основу корисної моделі поставлена задача розширення технологічних можливостей машин і триботехнічних комплексів при експериментальних дослідженнях на надійність як окремих зразків, так і складальних одиниць, в які входять зменшені копії деталей існуючої та новостворюваної техніки. Поставлена задача вирішується введенням в ящик з ґрунтом магнітної рідини, яка має властивість змінювати свою в'язкість, аж до затвердіння, в магнітному полі залежно від його напруженості. Таким чином при проведенні експериментів передбачається зміна фізикомеханічних властивостей ґрунту, які відповідають різним порам року і погодним умовам. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено стенд для випробувань на надійність ріжучих елементів машин. Стенд для випробувань на надійність елементів машин містить основу 1, на якій встановлена магнітна система 2, що складається з соленоїда 3 і магнітопроводу 4, який містить внутрішню вертикальну частину 5 і горизонтальний елемент 6, а також зовнішні частини 7, 8, що несуть робочу ємність 9, виконану з немагнітного матеріалу. Замикання магнітного потоку (напрям показано стрілками), збуджуваного соленоїдом 3, відбувається через ванну 9, в корпусі якої поміщається абразив 10, що складається з фракцій різного розміру, і магнітна рідина 11, яка має властивість змінювати свою в'язкість, аж до затвердіння, в магнітному полі залежно від його напруженості. Соленоїд 3 може бути заживлений поперемінно від двох джерел струму. Джерело 12 призначене для подачі на соленоїд 3 постійної напруги, джерело 13 - змінної з регульованою частотою і шпаруватістю. Випробуваний на знос зразок 14 закріплюється на якорі 15 лінійного електричного двигуна, що має також магнітопровід, виконаний у вигляді зовнішнього корпусу 16 і внутрішньої його частини 17, по якій в зворотно-поступальному режимі може переміщатися якір 15. Зовнішній корпус 16 лінійного електричного двигуна прикріплений до пристрою гойдання, що складається, наприклад, з черв'ячного колеса 18 і черв'яка 19, що приводиться в рух електричним двигуном 20 з регульованою частотою обертання. В електричне обладнання стенда випробувань на надійність ріжучих елементів машин входить джерело живлення 21, яке через блок управління 22, з одного боку, електрично пов'язане з обмоткою соленоїда 3, а з іншої, через цифроаналоговий перетворювач 23, - з керуючим комп'ютером 24. Комп'ютер 24 програмно управляє всією електричною складовою в гнучко переналаштованому режимі. Робота в запрограмованому режимі забезпечується цифроаналоговим перетворювачем 27 та блоком керування струмом 28 джерела живлення 29. Так, через цифро-аналоговий перетворювач 25 і блок управління 26 відкривається обмотка 3 для проходження електричного струму з призначеною формою імпульсу і його тривалістю від джерела живлення. Комп'ютер 24 управляє одночасно і силою струму, через цифро-аналоговий перетворювач 30, і блоком 31, джерелом живлення 32 якірної обмотки 33 лінійного електричного двигуна. Обмотка збудження 34 лінійного електричного двигуна заживлена від джерела 35, в ланцюзі якого передбачено влаштування 36 для регулювання сили струму. Для синхронізації всієї роботи стенда в ньому передбачений датчик 37 кута повороту лінійного електричного двигуна, причому сигнал від датчика 37 через аналого-цифровий перетворювач 38 надходить на вхід комп'ютера 24, який і виробляє команди управління для всього комплексу. Для обмеження ходу 1 UA 107668 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 якоря 15 в обидві сторони передбачені упори 39 і 40, які визначають величину робочого ходу останнього. Упор 40, до якого притиснутий торець якоря 15, визначає фіксоване положення його і досліджуваного зразка 14 до початку роботи, притискання здійснюється пружинами 41. Стенд для випробувань на надійність ріжучих елементів машин працює в такий спосіб: завантажується робоча ємність 9 твердим наповнювачем 10 спочатку вибраного складу, який повинен відповідати наприклад тим ґрунтам, з якими буде працювати досліджуваний об'єкт в реальних умовах експлуатації. У цю ж робочу ємність заливається магнітна рідина, відмітними особливостями якої є: здатність намагнічуватися в зовнішньому магнітному полі і приймати його форму та змінювати свою в'язкість, аж до затвердіння, залежно від величини напруженості вищеназваного поля. Обсяги робочого середовища "твердий наповнювач-рідка фаза" визначаються умовами та методикою проведення експериментів, в яких передбачається зміна фізико-механічних властивостей середовища, які відповідають різним порам року і погодним умовам. У разі необхідності в робоче середовище додають каталізатори корозії. Налаштовується датчик 37 на потрібні кути повороту. Далі встановлюється і закріплюється в потрібному положенні випробуваний на знос зразок 14. Включається джерело 35 живлення і регулювальним пристроєм 36 налаштовується необхідна сила струму в обмотці 34 збудження лінійного електричного двигуна. При проходженні струму в обмотці 34 в магнітопроводі виникає магнітний потік (позначений стрілками), який перетинає обмотку 33 якоря 15. В комп'ютер 24 вводяться програми, що моделюють який-небудь технологічний процес. Команда комп'ютера 24, яка надходить на цифро-аналоговий перетворювач 23, а потім на блок 22, відкриває електричний ланцюг для проходження струму від джерела 21 до обмотки соленоїда 3, що створює магнітний потік, що проходить через весь магнітопровід, включаючи робоче середовище 11, надаючи їм потрібну в'язкість і опірність при проходженні крізь неї твердого тіла. Сигнал від комп'ютера 24, що проходить через цифро-аналоговий перетворювач 30 і блок 31, встановлює необхідну силу струму в якірній обмотці 33. При наявності електричного струму в якірній обмотці 33 і одночасно магнітного потоку, який діє на нього, виникає, згідно з законом Ампера, електродинамічна сила, величина якої визначається з виразу: F=ВІl, де F - сила, що діє на провідник зі струмом в магнітному полі, Н; В - індукція магнітного поля, Тл; І - сила струму в провіднику, А; l - довжина провідника, м. Величина сили F вибирається з міркувань її достатності для подолання сил дії пружин 41, що утримують якір 15 у вихідному положенні, і сил опору, що виникають при зануренні досліджуваного зразка 14 в робоче середовище на глибину, що визначається положенням упора 40. Під час занурення зразка 14 по команді комп'ютера 24 включається електричний двигун 20 і приводить в рух черв'як 19 а також черв'ячні колесо 21, чим забезпечується переміщення зразка 14 в робочому середовищі до розрахункового місця III, де по сигналу датчика 37 видається команда на підйом якоря 15 шляхом зміни напрямку струму в його обмотці 33, відбувається виведення зразка 14 з робочого середовища. У цей же момент обмотка соленоїда 3 відключається від джерела 21 живлення і підключається до генератора 13 імпульсів. Такого роду дія необхідна для приведення робочого середовища 9 в початковий стан шляхом накладення на неї знакозмінного магнітного поля, яке руйнує борозну, залишену при проходженні зразка з місця І в місце III. Переведений в місце І зразок 12 знову повертається в робоче середовище 11, для чого реверсують напрямок струму в обмотці 15 якоря лінійного електричного двигуна. Потім процес повторюється до завершення експерименту. Застосування пропонованого стенда дозволяє розширити технологічні можливості машин і триботехнічних комплексів при експериментальних дослідженнях на надійність як окремих зразків, так і складальних одиниць, в які входять зменшені копії деталей існуючої та новостворюваної техніки. Джерела інформації: 1. Чвартацький І.І. Стенди для дослідження характеристик висівних апаратів / І.І. Чвартацький, П.М. Гнатько, Р.І. Чвартацький // Механізація сільськогосподарського виробництва: Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. П.Василенка. - 2008. - Т. 1, № 75. - С. 188-193. 2 UA 107668 U 2. Кушнарев А. Стенд для имитационного моделирования процесса взаимодействия "рабочий орган-почва"/ Кушнарев А., Кравчук В., Шустик Л., Иваненко И., Мазурик Л., Маринин С. // Метода досліджень і вимірювальні прилади: Науково-виробничий журнал Техніка і технологія АПК. - 2010. № 4(7). - С. 40-42. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Стенд для випробувань на надійність ріжучих елементів машин, який містить механізм транспортера, транспортер, механізм кріплення робочих органів, ящик з ґрунтом, орган, який відрізняється тим, що в ящик з ґрунтом вводиться магнітна рідина, властивість змінювати свою в'язкість, аж до затвердіння, в магнітному полі залежно напруженості. приводу робочий яка має від його Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3