Плотномер для определения твердости почвы

Ло 103381 Класс 42 Е, 29 в К ЗАБ Цымоа 955 г, за Л 13356,452434 в Микис хозяйства СССР ство сельского явлено 3 мар реля 1953 г. на им а 96761 от 6 Основное йвт, с ого гее лина АНИЕ И ОМУ АВТОР ПЛОТНОМЕР ДЛЯ ОПР В основном авт. св,96761 описано устройство и действие плотно- мера - прибора для определения твердссти грунта - с применением конусного наконечника и регистрирующего механизма, на который усилие расклинивания грунта передается при помощи тросика, а усилие трения конусного наконечника о грунт - при помощи спиральной пружины.Недостатком конструкции плотно- мера по основному авт. св,96761 является то, что сн дает возможность определить лишь усилие трения конусного наконечника о почву, являющееся функцией усилия расклинивания и коэффициента трения почвы с металл.Плотномер согласно дополнительному изобретению дает возможность раздельного определения усилия расклинивания почвы и трения конусного наконечника о почву.Плотномер имеет ту особенность, что, с целью расширения функций плотномера, несущая наконечник штанга уравновешена одновременно против действия вертикального усилия расклинивания почвы наконец 7 ЗОБР-БКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЧВЫ ником и против момента трения почвы о наконечник двумя пружинами, каждая пз которых кинематпчески соединена с отдельным пером регистрирующего устройства.На фиг. 1 изображен плотпомер в продольном разрезе; фпг. 2 - 4 поясняют вывод формул, применяемых при цспользовашш плотномера.Плотпомер собран па штативе 1. в верхней части которого установлена втулка 2. В гайку 3 ес дна ввинчен ходовой винт 4 с продольной шпоночной канавкой, в которой скользит шпонка б, закрепленная внутри конической шестерни б, сцепленной с ведущей конической шестерней 7, имеющей рукоятку 8. Ниже прикреплены плоские пружины 9 и 10, имеющие в работе небольшой прогиб, что повышает точность плот- номера.На корпус 11 прибора свободно надет барабан 12 с двумя катушками 1 т для бумажной ленты и основание 14 с установленными на нем составляющими одно целое шестернями 15 и 1 б. Шестерня 15 находится в зацеплении.с шестерней 17 бараба ця 12, я шесте)ця 16; шесгернсй8 корпуса П.Внутрь трубчатого корпуса 1 ходит стержень 19, которыи, опираясьна шариковые опоры. может легксирово)ячивяться и иерсмсц 5 тьс 5вдоль оси корпуса.1-11 нижнОю часть стержн 5 19 циничен конусный наконечник 20.Дл) определения физико-мсхани 1 еских свойств почвы штати 1 стяИТС 51 Иа ПОВЕРХНОСТЬ ИОНЫ пол,лскащей исследованию. При ращении рукоятки 8 и конической шестерни ) ходовой винт 4 также вращаетсяц, вьинчиваясь в гайку Л втулки 2,церемещается вшз.Вместе с винтом 4 совершает врацатсльное и одновременно поступагельнос движение трубчатый корпус1 и стержень 19 с конуснь 1 м накоечником 20.При погружении почву конусный1 аконечник 20 преодолевает усилисрасклинивания, направленное ергикально вверх, и момент тренияскольжения почвы о поверхность коцусного наконечника.Усилие Р, расклинивания уравноешивается пружиной 10, так какерхний конец стержня 19 упираетсянее, сооощая ей изгиб, пропорцио.чальный действу)ощсму вертикальному усилию и регистрируемый пером21 на бумажной ленте, натянутой нянешней поверхности барабана 12.Момент сопротивления трения коцуся о почву при ыбранных параметрах металлического конуса оудетфункцией коэффициента трения почы о металл или прилипшей почвыцо почве и усилия расклинивания.Этот момент уравновешивается прукинои 9, к концу кото)ОЙ 1 ц)икреплен тросик 22, наитый ия барабанчик стержня 19,Величина момента сил трения бу, 1 ет регистрироваться на бумажной,ленте пером 23 коленчатого рычага24, шарнирно соединенного с пружиной 10,Поворот барабана 12 пропорционален глубине погружения конуса иосуществляется автоматически спомощью шестеренчатой передачитак, что при полном погружении конуса 20 барабан соергпает 0,(1 с) оборо Ицсцтс.,1 ьц трубфгс)гс) корнусс 11.Таким Образом, ия диаграммной ,снтс раздельно регистрируется как усилие раскли нива иия, характеризующеее механическу 1 о прочность скслстя почвы, так и величица силы трения, виде момента трения иоверхюсти конуса о почву, являющегося 1)ункцией коэффициента трения почвы о мстсл и нормального давления 1 таки(с являющегося функцией ус и- Л ИЯ РЯСКЛИНИБЯНИ 51) .Регистрируемое в данном случае 1 а также всеми плотномерами типа цлотномера В. П. Горячкина) уси ,1 ис расклинивания Р (фиг. 2) является суммой чистого усилия расклинивания Р и сртикальной составляющей силы трения конуса о почву Т так какР Р + У" =2 ЛЯ 1 па+ 2 УСова, (1)откуда чистое усилие раскпиниваниябудет равно:(2)Лначение силы трения Т; определяется из выражения момента силы трения.Момент силы трения, региСтрируемый приором, численно равен;ф 7 ислгпс: Тсоставляющая силы трения в плоскости, перпендикулярной оси вращения;Ср - средний радиус конуса.1 ри выбранных параметрах конуса, передачи и шага ходового вингя соотношение между окружной скоростью точек конуса и вертикальной поступательной скоростью графически изображается, кяк иокязяио на фиг. 3.Векторы вертикальной состяьляющей силы трения Т, и составляющей силы трения Тсовпадают по линии действия соответственно векторов скоростей , и 17, причем графиче. ским построением определяется значение силы трения Т (фиг. 41.Для этого от полюса Р под углом а ОтКЛадЫВа 1 От ЛИНИЮ 77 И, СирОЕКгировав на нее силу 1, получают численное значение силы Т; (в масштабе построения). После этого представляется возможным определить по формуле (2) истинное значение усилия расклицивания.Коэффициент трения грунта о металл определяется из выражения: Т 51 П 7 М япя Р КР сна Коэффициент трения грунта о грунт легко определить с помощью прибора, если заменить шлифованный наконечник 20 конусным наконечником с тпероховатой поверхностью, подобной напильнику, тяк как в этом случае будет происходить трение прилипшего грунта о грунт. Численное значение коэффициента внутреннего трения грунта определится по формуле (4).Удельная сила трения скольжения грунта о металл определяется из выражения: Т МЯ Бгсова(5) тФ, К 1+ 1 с 1 д а сде: К . - удельное сопротивлениеплуга, культиватора и т. п.;т -- переходный коэффициент,постоянный для данного типа орудия ц параметров коцчса прибора.Отноьцецие - для значения коэфК;фициецтов трения грунта о металл от О,З до 0,9 есть величина, почти постоянная для данного типа рабочих органов; лля плуга, например- =-. 11,5,К; Этя зависимость полностью подтверждается на практике. где 5плошадь боковой поверхности конуса.На основании опытов найдена следующая важная теоретическая зависимость:(,ле (овательцо, представляется возможным с помощью прибора определить, какое будет удельное сопротивление машины ця данной исследуемой почве.Для определения почвенного коэффициента, характеризующего транспортирующую способность почвы при перекатывании колесного хода сельскохозяйственной машины, ца стержне 19 закрепляется поводок 25 с колесом 2 б. При вращении рукоятки Ь поводок 25 опишет окружность около 300.Усилие перекатывания Рколеся цо данной почве регистрируется на бумажной ленте в виде момента М,. и будет численно равно:(7)л йде: Л длина поводка 25.По величине почвенного коэффициента для данных почвенных условий расчетным путем определяется сопротивление перекатывания колесцосо хода.Предмет изобретения1. Плотномер для определения твердости почвы по авт. св.9 б 76 с применением вращающегося конус- ного наконечника и регистрирующего усилие трения наконечника о почву устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью расширения функций плотном ера, несущая наконечник штанга уравновешена одновременно против действия вертикального усилия расклинивания почвы наконечником и против момента трения почвы о наконечник двумя пружинами. каждая из которых кинематическц соединена с отдельным пером регистрирующего устройства.2. Форма выполнения цлотцомеря по п. 1, отлцча ющаяс я тем, что для повышения точности его работы уравновешивающие штангу пружины выполнены плоскими с малым прогибом, предотвращающими возникновение в регистрации усилий искажений, зависящих от скачкообразного характера скорости вращения наконечника,