Методичне забезпечення лабораторних робіт

 

Лабораторна робота №1

 

Тема: Будова і робота ґрунтового каналу

Мета: вивчити призначення, будову, роботу і технічні дані ґрунтового каналу НУВГП.

Завдання:

1) ознайомитись з будовою ґрунтового каналу і його складових: тензометричного візка, моделями робочих органів, приводом візка, вимірювальною апаратурою;

2) вивчити динамометричний і тензометричний методи дослідження взаємодії робочих органів із середовищем.

 

Будова ґрунтового каналу

Ґрунтовий канал призначається для експериментального дослідження робочих органів машин і обладнання, в першу чергу, для визначення зусиль, що діють на окремі вузли і деталі машини, тягового опору, що виникає при пересуванні робочих органів машин і дослідження взаємодії моделей робочих органів з ґрунтом. Ґрунтовий канал НУВГП використовується як для навчальних цілей, так і для науково експериментальних досліджень викладачами і аспірантами в дисертаційних роботах.

Ґрунтовий канал являє собою бетонний лоток з розмірами 10х1,8х1,5 м. заповнений піщано-глинистою сумішшю, склад якої можна періодично змінювати.

Над каналом по рейках пересувається тензометричний візок, який являє собою зварну конструкцію, що спирається на чотири колеса з ребордами. Для пересування тензометричного візка спроектований привід. До привода ставляться такі вимоги: забезпечення необхідного тягового зусилля, широкого діапазону швидкостей пересування візка, плавність його ходу. В якості силового обладнання прийнято електродвигун трьохфазового струму, трансмісія трактора ДТ-75Б і барабан будівельної лебідки. Принципова схема і загальний вигляд привода тензометричного візка дано на рис. 1.1.

Обертовий момент двигуна 3 через ланцюгову передачу 5 передається на вхідний вал ходозменшувача 4 і далі на коробку зміни швидкостей 2. Для збільшення передаточного числа і полегшення керування пересуванням візка використовується задній міст трактора ДТ-75Б, який складається із головної передачі, бортового фрикціону і бортового редуктора.

Рис. 1.1. Схема приводу танзометричного візка: 1 – задній міст; 2 – КПП;

3 – електродвигун; 4 – ходозменшувач; 5, 19 – ланцюгова передача; 6, 13 – опора; 7 – рамки; 8 – лоток; 9, 12, 14, 15, 16 – направляючі; 10 – ходові котки; 11 – візок; 17 – трос; 18 – барабан

 

Обертовий момент двигуна 3 за допомогою ланцюгової передачі 5 передається на вхідний вал ходозменшувача 4 і далі на коробку зміни передач 2.

Для збільшення передаточного числа і полегшення керування переміщенням візка використаний задній міст трактора ДТ-75Б, що складає з головної передачі, бортового фрикціону і бортьового редуктора. На вихідному валові правого бортового редуктора встановлена зірочка ланцюгової передачі 19, що служить для передачі обертового моменту на вал барабана 18. Відома зірочка цієї передачі виконана змінною. Набір зірочок разом з ходозменшувачем і коробкою зміни передач дозволяє змінити швидкість пересування візка в широких межах від 0,01 м/хв. до 3 м/хв. із великим числом проміжних величин. Механізм пересування візка трособлочний. Трос закріплюється на опорі 6, проходить через направляючі блоки 9 і 16, виходить на барабан 13. З барабана трос іде на проміжний блок 14 і далі, знову на направляючі блоки 12 і 15, минаючи які закріплюється на опорі 13. Така конструкція дозволяє уникнути перекосу візка при русі уздовж каналу.

Схема вимірювання сил різання дана на рис. 1.2. При визначенні сил різання можливі два методи виміру: динамометричний і тензометричний.

Основним методом досліджень робочих органів землерийних машин у даний час є тензометричний ме­тод, заснований на ви­мірі ефектричного опору тензодатчика, міцно з’єднаного з до­сліджуваною деталлю, при його деформації разом з останньою.

При включенні у вимірю­вальну схему датчики з’єдну­ють за допомогою одинарно­го моста Уітстона. Основна задача якого полягає в тому, щоб перетворити зміни елект­ричного опору датчика в електричний струм або напругу.

У залежності від прийня­тої схеми з’єднання датчика в плечах моста можна вимірю­вати деформації розтягання, стиску, згину, кручення.

Головною перевагою тен­зометричного способу з ви­користанням тензодатчиків опорів при дослідженні зем­лерийних робочих органів є його універсальність, висока точність виміру (помилка не перевищує 10...12 %), а також можливість синхронно вести запис безлічі досліджуваних і взаємозалежних параметрів на одній стрічці у виді окремих ліній. Тому для виміру сил і моментів використовуємо метод тензометрування.

Динамометричний метод у лабораторних умовах можна використовувати як перевірочний.

 

Лабораторна робота №2

Тема: Будова і робота вимірювально-реєструючої апаратури.

Мета: Вивчити призначення, будову, роботу, технічні дані вимірювально-реєструючої апаратури для тензометрування.

Завдання:

1) Ознайомитись із будовою і роботою тензорезисторів і тензоланок.

2) Вивчити методи вимірювань напружень згину, зсуву, кручення та апаратуру для їх визначення.

3) Провести наклеювання тензорезисторів на тензобалку.

 

2.1. Будова тензоопорів (тензодатчиків).

Вимірювання механічних напружені тензоопорами основані на зміні електричного опору провідника струму при його деформації. Тензоопори бувають дротяні і фолієві.

Дротяні тензоопори (датчики) (рис. 2.1) являють собою зигзагоподібний константановий дріт діа­метром 0,02-0,05 мм, який розташований між двома тонкими смуж­ками паперу або плівки і приклеєний до них.

Для зручності електричного мон­тажу до кінців дротів припаюють мідні струмовивідні дроти діаметром 0,1-0,2 мм і довжиною 20-30 мм.

Недоліком дротяних тензоопорів є кінці ділянок, що складають петлі, мають поперечну чутливість. Це зни­жує чутливість датчика в порівнянні з чутливістю матеріалу дроту на 20-30 %, викликає зміну опору R від поперечних деформацій, що спотворює покази датчика. Разом з тим, дротяні датчики є самими поширеними дякуючи простоті виготовлення.

Фолієві тензоопори (датчики) (рис. 2.2) складаються із стрічки товщиною 4-12 мікрон, частина металу якої вибрана травленням, а та що залишилася є самим датчиком. Частини, що сприймають по­перечні деформації, мають більший пе­реріз і, відповідно, менший опір, тому реакція датчика на поперечні деформації незначна. Кінці товсті, тому легко здійснюються виводи. Розташування сітки може бути будь-яким, зокрема, радіальним.

Недолік – дуже тонка стрічка, яка може ламатися, що знижує надійність.