Стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машин методом послідовного зважування

Реферат: Стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машин методом послідовного зважування має привід стенда (4), блок управління (5) із засобами вводу-виводу і візуалізації інформації. З метою підвищення безпеки випробувань, зменшення енергетичних, матеріальних і трудових ресурсів при випробуваннях підвищення точності вимірювання кута поперечної стійкості машини стенд має дві (на кожен борт машини) платформи (1.1, 1.2), здатні переміщуватись у вертикальному напрямку, в яких вмонтовані контактні ваговимірювальні поверхні (2.1, 2.2), силові циліндри (3.1, 3.2), один вимірювач кута нахилу машини (6). UA 122871 U (12) UA 122871 U UA 122871 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробувального устатковання для випробувань по визначенню кута поперечної стійкості мобільних (тягових) і причіпних сільськогосподарських машин та автомобілів (далі - машини). Відомо стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машин [А. с. СССР 750316 Стенд для определения поперечной устойчивости транспортного средства / Н.И. Аксенов, В.М. Битюцкий, К.М. Герасимов, В.С. Жарков, Э.С. Каыкин, В. М. Соболев, Ю.Г. Светланов, В.Е.Сабанаев и С.Л. Чекалов. Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27], що має вантажну платформу, яка монтується на фундаменті і змінює кут нахилу до горизонтальної площини, повертаючись навколо своєї горизонтальної осі за допомогою гідроциліндрів. Машина, що випробується, встановлюється на робочій площині платформи таким чином, щоб її поздовжня вісь була паралельною вісі повороту платформи. Потім машина фіксується від поперечного зсуву спеціальними упорами і страхується стропами з деяким провисанням. Кут нахилу платформи збільшують плавно до тих пір, доки будь-яке з коліс або гусениць машини не втратить контакт з платформою. У цей момент подальший поворот платформи стенда відносно горизонтальної осі припиняється. Вимірювальна система стенда фіксує кут нахилу платформи, який є граничним кутом поперечної статичної стійкості машини під час її нахилу на відповідний бік. Випробування повторюються з нахилом машини у протилежний бік. Недоліком такого стенда є те, що можливі випадки, коли габаритні розміри машини перевищують розміри робочої площини стенда; значні енергетичні, матеріальні і трудові затрати на придбання і монтаж стенда, установку і закріплення машини, безпосереднє проведення випробувань; випробування на стенді належать до категорії робіт з підвищеною небезпекою. Найближчим аналогом є стенд [Лапшин Н.А., Дьяченко Р.А., Решетняк М.Г. Определение угла поперечной статической устойчивости с помощью мобильного стенда и программы "Устойчивость" // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 2], який монтується на тракторі типу ЮМЗ-6 і складається із вантажоприймальних платформ, блока керування вантажоприймальними платформами, давачів кута нахилу, аварійних кінцевих вимикачів, гідростанції для забезпечення нахилу досліджуваного зразка, причепу для розміщення стенда у транспортному положенні. Принцип роботи такого стенда полягає у зважуванні машини в горизонтальному положенні, підніманні машини по бортах почергово на кут до 15°, розрахунку координати положення центру мас машини і розрахунку кута поперечної стійкості машини. Недоліком прототипу є те, що при вимірюванні кута поперечної стійкості машини необхідно проводити розрахунки координат положення центру мас машини, наслідком чого є збільшення похибки непрямих вимірювань кута поперечної стійкості. Точність результатів залежить від того, наскільки точно відносно подовжньої координати центру мас випробовуваної машини було закріплено підйомне обладнання стенда. Також до недоліків прототипу можна віднести підвищену небезпеку при здійсненні вимірювань внаслідок підйому одного із бортів машини і необхідності утримування його у піднятому положенні. До недоліків також належить те, що машини, які випробовуються, повинні мати спеціальні місця для закріплення підйомного обладнання стенда. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення безпеки випробувань, зменшення енергетичних, матеріальних і трудових ресурсів при випробуваннях, підвищення точності вимірювання кута поперечної стійкості машини. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машин методом послідовного зважування в своїй конструкції містить дві платформи, здатні переміщуватись у вертикальному напрямку, за рахунок чого здійснюється нахил машини на один із бортів на невеликий кут, на яких розміщені ваговимірювальні пристрої, один вимірювач кута поперечного нахилу машини, а вимірювання кута поперечної стійкості машини і зменшення похибки його вимірювання здійснюється за методом послідовного зважування. На фіг. 1 та фіг. 2 (вид збоку та зверху відповідно) показано стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машини методом послідовного зважування, що містить дві (на кожен борт машини) платформи 1 (1.1, 1.2), здатні переміщуватись у вертикальному напрямку, в яких вмонтовані контактні ваговимірювальні поверхні 2 (2.1, 2.2), силові циліндри 3 (3.1, 3.2), привід стенда 4, блок управління 5 із засобами вводу-виводу і візуалізації інформації. В комплект стенда входить вимірювач кута нахилу машини 6 (наприклад акселерометр). Силові циліндри 3 (3.1, 3.2) забезпечують підйом платформи 1 (1.1, 1.2) на висоту до 0,3 м. На фіг. 3 показано алгоритм вимірювання кута поперечної стійкості машини, 1 - показ давача вимірювання нахилу машини 6 після встановлення його на машину; m10 - маса борту машини, виміряна платформою 1.1 за 1=0; m20 - маса борту машини, виміряна платформою 1.2 за 1=0; 2 - кут, на який здійснився нахил машини у поперечній площині при підйомі однієї із 1 UA 122871 U 5 10 15 20 25 30 35 платформ 1 (1.1, 1.2); m1a - маса борту машини, виміряна платформою 1.1 за 2; m2а - маса борту машини, виміряна платформою 1.2 за 2; cc - кут поперечної стійкості машини; Ucc невизначеність вимірювання кута поперечної стійкості машини; cc - похибка вимірювання кута поперечної стійкості машини. Сектори, позначені неперервними лініями - прямі вимірювання. Сектори, позначені штриховими лініями - непрямі вимірювання. Стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машини методом послідовного зважування працює наступним чином. Машина, що випробовується, встановлюється колесами усіх осей на платформи 1.1 і 1.2. На машину встановлюється вимірювач кута поперечного нахилу машини 6. Вмикається стенд. Вибирається тип машини: без підвіски, балансирна підвіска, із шарнірно-складеною рамою, автомобіль, машина з однією віссю. Вимірюється кут 1. Калібрується вимірювач кута поперечного нахилу 6 (1=0). Вимірювальна система фіксує результат зважування правого m10 і лівого m20 борту окремо. Після цього вмикається привід стенда 4, який створює тиск у силових циліндрах платформи, на якій знаходиться борт меншої маси (3.1 або 3.2). Силові циліндри піднімають платформу, разом з встановленою на ній машиною, на певну висоту. Вимірювальна система вимірює кут, на який нахилилась машина, та масу правого m1a і лівого m2а борту окремо. У силових циліндрах піднятої платформи починається зменшення тиску і платформа під дією власної ваги опускається. Інформація про виміряні параметри вимірювальними каналами надходить до блока управління 5, де за авторською методикою розраховується відношення маси борту машини у піднятому положенні до маси борту у горизонтальному положенні, граничне значення кута поперечної стійкості машини сс (без визначення координати центру мас машини), проводиться оцінювання стабільності результатів вимірювання та розраховується невизначеність Ucc і похибка cc вимірювання кута поперечної стійкості машини. Друкується звіт за результатами випробувань. Вимикається стенд. З машини знімається вимірювач кута поперечного нахилу 6. Запропонований стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машин підвищує безпеку випробувань за рахунок відсутності необхідності підйому машини на критичний кут, утримування машини у піднятому положенні, забезпечує оперативність проведення випробовувань за рахунок скорочення трудоємності виконання робіт з випробувань, забезпечує підвищення точності вимірювання кута поперечної стійкості машини за рахунок відсутності необхідності розрахунку координати положення центру мас машини. Технічний результат досягається за рахунок використання у конструкції стенда двох платформ, здатних переміщуватись у вертикальному напрямку окремо, в яких вмонтовані контактні ваговимірювальні поверхні, і одного вимірювача кута поперечного нахилу, що забезпечують послідовне вимірювання маси бортів машини у горизонтальному і нахиленому положенні, кут нахилу машини при підйомі однієї із платформ і відсутність необхідності у визначенні координати центру мас машини. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Стенд для вимірювання кута поперечної стійкості машин методом послідовного зважування, що містить привід стенда (4), блок управління (5) із засобами вводу-виводу і візуалізації інформації, який відрізняється тим, що з метою підвищення безпеки випробувань, зменшення енергетичних, матеріальних і трудових ресурсів при випробуваннях підвищення точності вимірювання кута поперечної стійкості машини містить дві (на кожен борт машини) платформи (1 (1.1, 1.2)), здатні переміщуватись у вертикальному напрямку, в яких вмонтовані контактні ваговимірювальні поверхні (2 (2.1, 2.2)), силові циліндри (3 (3.1, 3.2)), один вимірювач кута нахилу машини (6). 2 UA 122871 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3