Контрольные вопросы:

1. Раскройте смысл понятия «Номинальное тяговое усилие трактора».

2. Что представляет собой тензометрическая лаборатория? Ее назначение.

3. Какие величины измеряются при проведении тяговых испытаний трактора?

4. Выведите формулу для определения буксования трактора, применяемую при обработке результатов испытаний. Отчего зависит буксование?

5. Начертите по памяти тяговую характеристику трактора в произвольном масштабе.

1.2. Рабочее место №2

Тяговые динамографы

Цель: изучить назначение, устройство, работу и методику тарировки гидравлического и электрического тяговых динамографов. Время: 2 часа.

Содержание работы

2.2.1 Тяговые динамографы

Тяговые динамографы относятся к регистрирующим приборам (в отличие от динамографов, являющихся показывающими) и используются при проведении тяговых испытаний для регистрации тягового усилия, развиваемого трактором.

Любой динамограф конструктивно состоит из следующих частей:

• тягового звена, которое устанавливается между трактором и прицепным агрегатом;

• передачи, передающей измерительное воздействие на регистратор;

• регистратора, включающего в себя измеритель, лентопротяжный механизм и его привод.

При проведении тяговых испытаний тракторов применяются гидравлические и электрические динамографы.

Гидравлический тяговый динамограф. Принципиальная схема гидравлического динамографа приведена на рис. 3. Тяговое звено 1 динамографа состоит из цилиндра 3, поршня 4, полость между которыми заполнена маслом.

При работе динамографа давление масла через гидравлический шланг 5 передается в цилиндр силоизмерителя 7. В нем масло давит на плунжер 6 и перемещает его вместе с рамкой 9 пропорционально величине тягового усилия Р_кр. С рамкой 9 шарнирно соединена стрелка указателя 10 нагрузки. Величину нагрузки можно ориентировочно определить по шкале 15. Одновременно величина тягового усилия (перемещения стрелки 10) регистрируется пишущей иглой 12 на диаграммной бумаге 14. Игла 13 пишет на диаграмме нулевую линию. Игольчатый клапан служит для демпфирования колебаний указателя нагрузки.

Электрический тяговый динамограф состоит из тензометрического тягового звена, электрической передачи (в некоторых случаях включающей усилитель электрического сигнала) и регистратора, в качестве которого чаще всего используется светолучевой осциллограф (см. раб. место № 1). Принципиальная схема электрического тягового динамографа приведена на рис. 4.

На внутренней поверхности кольцевого тягового звена наклеены тензорезисторы (тензометрические датчики сопротивления, тензодатчики) 2 и 3. Тензорезисторы деформируются вместе с теми элементами тягового звена, на которое они наклеены. Деформация тензорезисторов и изменение их активного сопротивления пропорциональны величине тягового усилия Р_кр.

Тензорезисторы изготавливаются из тонкой константановой проволоки или фольги на бумажной или пленочной основе. Их применяют для измерения усилий, крутящих моментов, давлений, ускорений и др. неэлектрических величин, когда в результате воздействия измеряемой величины можно получить упругую деформацию чувствительного элемента (кольца, стержня, вала, мембраны и др.). Основной характеристикой тензорезисторов является коэффициент тензочувствительности, представляющий собой отношение относительного изменения сопротивления R/R к вызвавшей его относительной величине деформации Δl/l = :

k = (R/R)/(Δl/l) = (R/R)/.

Для константа k = 2,0…2,1.

Тензорезисторы 2 работают на растяжение и при приложении нагрузки Р_кр их сопротивления увеличиваются. Тензорезисторы 3 работают на сжатие – их сопротивление уменьшается. Тензорезисторы включены в измерительный мост таким образом, что тензорезисторы, испытывающие одинаковую деформацию находятся в противоположных плечах моста. Это позволяет суммировать сигналы всех датчиков и повышает чувствительность схемы, исключает дополнительные погрешности (например, температурные) и устраняет так называемый «Нулевой сигнал» - напряжение на измерительном выходе при отсутствии нагрузки.

Работает электрический динамограф следующим образом. При отсутствии нагрузки измерительный мост балансируется, то есть приводится в такое состояние, чтобы напряжение на выходе было равно нулю. Схема балансировки включает резисторы R₁ и R_п. При нагружении деформация тягового звена под действием силы Р_кр передается тензорезисторам, что приводит к изменению их активного сопротивления и нарушению равновесия моста. На измерительной диагонали моста появляется напряжение U_сигн. По измерительной диагонали потечет ток, величина которого пропорциональна нагрузке и регистрируется гальванометром светолучевого осциллографа 5 на осциллограмме.

Резистор R_м с включателем служит для подачи тарировочного (масштабного) сигнала – масштабный резистор. Потенциометр позволяет регулировать масштаб записи на осциллограмме.

2.2.2 Определение тягового усилия по диаграмме (осциллограмме)

На рис. 5 приведен вид запись тягового усилия на диаграммной бумаге или осциллограмме.

Для определения среднего значения тягового усилия за опыт необходимо знать среднюю ординату h_ср и масштаб записи μ_р:

Р_кр=h_срμ_р, кН.

Среднюю ординату записи h_ср можно определить по формуле:

h_ср=F/L, мм,

где F – площадь обрабатываемого участка диаграммы записи, мм²;

L – длина участка, мм.

Площадь F можно измерить планиметром или каким-либо другим способом.

Масштаб записи гидравлического динамографа определяется при его тарировке (см. ниже), а электрического – по записям масштабного сигнала в начале и конце опыта h_м:

μ_р=Р_кр.м/h_м.ср, кН/мм.

где Р_кр.м – масштабная нагрузка, величина которой определяется при тарировке динамографа.

Средняя нагрузка и другие ее статистические характеристики могут быть оценены методом ординат (см. рис.5). Средняя ордината записи:

n

h_ср = (Σh_i)/n, мм.

i=1

Дисперсия (рассеивание) нагрузки

n

s² = [μ_р²/(n-1)]Σ(h_i-h_ср)², кН².

i=1

Среднеквадратическое отклонение

s =(s²)^1/2.

Коэффициент вариации нагрузки

ν = s/Р_кр.

Есть и другие способы определения статистических оценок. Оценка статистических характеристик нагрузки, действующей на трактор необходима при исследовании работы тракторов в условиях эксплуатации, так как она имеет случайный (вероятностный) характер, оказывает существенное влияние на выходные показатели работы агрегатов.

При проведении тяговых испытаний трактора такая оценка позволяет достоверней определить точность замера величины.