Испытательный стенд для измерения составляющих сил резания плодоовощной продукции

Полезная модель относится к области обработки плодов, овощей, корнеплодов резанием и может быть использовано для измерения силы резания рабочими органами измельчителей плодоовощной продукции. Задача полезной модели - повышение эффективности измерения скорости резания и достоверности полученных измерений, а также исключение консольных нагрузок на режущий аппарат. Задача решается тем, что в устройстве установлен датчик частоты вращения приводного вала 3, а механизм вертикального перемещения 7 является спаренным, состоящим из двух аналогичных механизмов, работающих синхронно, соединенных между собой приводным валом 5, при этом режущий аппарат 8 неподвижно зафиксирован на станине 1.

Полезная модель относится к области обработки плодов, овощей, корнеплодов резанием и может быть использована для измерения силы резания рабочими органами измельчителей плодоовощной продукции.

Известно устройство для измерения составляющих сил резания, состоящее из основания, на котором закреплены неподвижные стойки с датчиками, а также пластины для установки обрабатываемого материала резанием с прихватами, причем стойки содержат дополнительные направляющие с узлами трения качения, а составляющие силы резания независимо измеряются устройством в трех ортогональных направлениях (патент РФ на изобретение 2397856, B23Q 17/09, G01L 5/16, опубликовано 27.08.2010).

Недостатком данного устройства является возможность измерения силы резания только при одной постоянной скорости подачи ножа к материалу, исключающее исследование влияния скорости на удельное усилие разрезания материала, что недостаточно для изучения факторов, направленных на минимизацию затрат энергии при выполнении процесса резания.

Известно устройство для определения прочностных свойств плодов, овощей и корнеплодов, содержащее опорную плиту, стойку, неподвижно закрепленный на ней электродвигатель с различной скоростью вращения, передающий крутящий момент на механизм вертикального перемещения рабочего органа измельчителя, причем толкатель, воздействует на балку восприятия нагрузки и тензометрический датчик усилия сжатия, передающего изменения сопротивления при работе на АЦП и далее на ПЭВМ, фиксируя и выводя на экран монитора возникающие нагрузочные характеристики (патент РФ на полезную модель 118519 РФ МПК A23N15/00, A01F 29/08, опубликовано 27.07.2012).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность измерения скорости резания, заключающаяся в отсутствии приспособления для его считывания и непрерывного вывода на АЦП и далее на ПЭВМ. Имеющаяся же система измерения скорости подачи толкателя с помощью изменения частоты вращения вала двигателя является малоэффективной и по ней трудно судить о реальной скорости резания. Также существует опасность возникновения консольных нагрузок при перемещении режущего аппарата в сторону толкателя в момент их взаимодействия, что снижает достоверность полученных измерений усилия резания.

Задача полезной модели - повышение эффективности измерения скорости резания и достоверности полученных измерений, а также исключение консольных нагрузок на режущий аппарат.

Задача решается тем, что в устройстве установлен датчик частоты вращения приводного вала, а механизм вертикального перемещения является спаренным, состоящим из двух аналогичных механизмов, работающих синхронно, соединенных между собой приводным валом, при этом режущий аппарат неподвижно зафиксирован на станине.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение эффективности измерения скорости резания за счет установки датчика частоты вращения приводного вала, передающего изменение сопротивления при работе на АЦП и далее на ПЭВМ, считывая и выводя на экран монитора при этом изменяющиеся показатели, а также повышение достоверности полученных измерений за счет того, что механизм вертикального перемещения является спаренным, состоящим из двух аналогичных механизмов, работающих синхронно, соединенных между собой приводным валом, при этом режущий аппарат неподвижно зафиксирован на станине.

На рисунке изображено предлагаемое устройство.

Приложение 2

Испытательный стенд для измерения составляющих сил резания плодоовощной продукции содержит опорную плиту 1 со стойкой 2, неподвижно закрепленный на ней датчик частоты вращения приводного вала 3, и электродвигатель 4 с различной скоростью вращения, передающего крутящий момент посредством вала 5 через муфту 6 на спаренный механизм вертикального перемещения 7 режущего аппарата 8, с установленной между ними тензометрической балкой восприятия нагрузок 9, передающей изменение сопротивления при работе на АЦП и далее на ПЭВМ (на рисунке не показаны) и пуансон 10.

Устройство работает следующим образом.

Посредством передачи крутящего момента приводным валом 5 через муфту 6 от электродвигателя 4 на спаренный механизм вертикального перемещения 7 тензометрическая балка восприятия нагрузок 9 с пуансоном 10 перемещается вниз навстречу режущему аппарату 8 с предварительно помещенным в него сырьевым материалом. Полученные сигналы от датчика частоты вращения приводного вала 3 и тензометрической балки восприятия нагрузок 9 передаются на АЦП и далее на ПЭВМ. При этом датчик частоты вращения приводного вала 3 считывает каждый оборот электродвигателя 4, выводя изменение частоты вращения последнего на экран монитора, а режущий аппарат 8 неподвижно зафиксирован на станине 1.

Данное устройство позволяет за счет применения датчика частоты вращения приводного вала повысить эффективность измерения скорости резания.

Применение спаренного механизма вертикального перемещения позволяет исключить консольные нагрузки на режущий аппарат, тем самым повысить достоверность полученных измерений.

Устройство легко в исполнении. Например, в роли механизма вертикального перемещения нами был использован штатный автомобильный винтовой домкрат (ВАЗ 2101-07), в роли электродвигателя с различной скоростью вращения - сверлильная машина «Интерскол», а в качестве датчика частоты вращения приводного вала - геркон, широко применяемый в советских клавишных синтезаторах и калькуляторах.

Испытательный стенд для измерения составляющих сил резания плодоовощной продукции, содержащий опорную плиту со стойкой, неподвижно закрепленный на ней датчик частоты вращения приводного вала и электродвигатель с различной скоростью вращения, отличающийся тем, что в устройстве установлен датчик частоты вращения приводного вала, а механизм вертикального перемещения является спаренным, состоящим из двух аналогичных механизмов, работающих синхронно, соединенных между собой приводным валом, при этом режущий аппарат неподвижно зафиксирован на станине.