CN116754111A - 一种实验用耙齿破土力测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实验用耙齿破土力测试方法，测试方法基于耙齿破土力测试装置实现，耙齿破土力测试装置包括基座、液压缸、耙齿刀架和刀齿，液压缸缸筒端与基座固定连接，液压缸伸缩杆端与耙齿刀架铰接，耙齿刀架与基座滑动连接，液压缸伸缩带动耙齿刀架沿竖直方向运动；液压缸上安装有用于测试刀齿位移的位移传感器，刀齿安装在耙齿刀架上，刀齿内部安装有用于测试刀齿所受压力的应力应变传感器。本发明测试方法操作简便，装置结构简单，易于实现不同入土速度耙齿破土力的有效测试，可将在不同入土速度下整个耙齿破土力测试过程中刀齿的位移与所受压力一对一的记录下来，用于后续耙齿齿形、耙头耙齿数量与耙齿入土速度优化的研发工作。
Description
技术领域
本发明属于疏浚工程技术领域，特别是涉及一种实验用耙齿破土力测试方法。
背景技术
耙头作为疏浚工程中的重要装备，其耙齿的形状与数量、入土速度直接影响耙头的入土效果，进而影响耙头的使用，为此需要对不同情况时耙齿的破土力进行测试，以便后续对耙齿齿形、耙头耙齿数量、与耙齿入土速度进行优化研究。但当前市面上没有能够很好满足此种实验需求的测试装置及测试方法，因此亟需开发一种装置结构简单、测试操作简便，易于实现不同入土速度耙齿破土力的有效测试方法。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提出了一种实验用耙齿破土力测试方法，该测试方法操作简便，配套装置结构简单，易于实现不同入土速度耙齿破土力的有效测试，可将在不同入土速度下整个耙齿破土力测试过程中刀齿的位移与所受压力一对一的记录下来，用于后续耙齿齿形、耙头耙齿数量与耙齿入土速度优化的研发工作。
本发明是这样实现的，一种实验用耙齿破土力测试方法，所述测试方法基于耙齿破土力测试装置实现，所述耙齿破土力测试装置包括基座、液压缸、耙齿刀架和刀齿，所述液压缸的缸筒端与基座固定连接，所述液压缸的伸缩杆端与耙齿刀架铰接，所述耙齿刀架与基座滑动连接，所述液压缸伸缩带动耙齿刀架沿竖直方向运动；所述液压缸上安装有耙齿破土力测试过程中用于测试刀齿位移的位移传感器，所述刀齿安装在耙齿刀架上，刀齿内部安装有用于测试刀齿所受压力的应力应变传感器；
实验用耙齿破土力测试方法，包括如下步骤：
S1、先对测试土体进行整平，平整度不大于1°，按照耙齿破土力测试装置的结构，将液压缸、耙齿刀架、刀齿组装好，将基座放置于测试土体上，并将基座与测试土体固定；
S2、检查与液压缸联通的液压泵站，确保其状态正常；完成液压缸内位移传感器、刀齿内应力应变传感器的采集卡接线，接通采集电脑，进行传感器的参数设置，将各传感器进行归零；
S3、开始破土力测试，控制液压缸的液压泵站的流量，确保刀齿以匀速运动或加速运动切土，刀齿下移过程中，分别记录位移传感器与应力应变传感器的数据，待刀齿切土至规定深度后，关停液压泵站，刀齿切土停止，此时完成一次破土力测试，记录数据反应刀齿匀速运动或加速运动下切土深度与刀齿受力的变化关系曲线。
在上述技术方案中，优选的，当一次破土力测试完成后，旋开膨胀螺栓，通过吊机将耙齿破土力测试装置整体移位至下一个破土力测试位置，再重复步骤S1至S3。
在上述技术方案中，优选的，所述基座上开设有多个供膨胀螺栓穿过的连接孔，使基座与测试土体通过膨胀螺栓连接固定，所述连接孔的直径为15～30mm。
在上述技术方案中，优选的，所述基座为中空的结构，使刀齿穿过基座的中部对测试土体进行破土力测试。
在上述技术方案中，优选的，所述基座与液压缸的缸筒端通过肘板固定连接，所述液压缸的工作行程为200～400mm，液压缸工作可产生的等效拉力或压力为50000N～100000N。
在上述技术方案中，优选的，所述液压缸的数量至少为两个，呈均匀分布安装在基座上。
在上述技术方案中，优选的，所述基座上固定设置有支杆，所述耙齿刀架上设置有与支杆相对应的套筒，所述支杆穿过对应套筒使基座与耙齿刀架滑动连接。
在上述技术方案中，进一步优选的，所述支杆的数量至少为两个，呈均匀分布安装在基座上。
在上述技术方案中，优选的，所述刀齿安装在耙齿刀架的中间，刀齿长度为150mm～250mm，宽度为50mm～100mm。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明的实验用耙齿破土力测试方法，基于耙齿破土力测试装置实现，耙齿破土力测试装置的基座通过膨胀螺栓牢固固定在测试土体的表面，控制液压缸收缩，带动刀齿竖直向下移动，移动的过程中位移传感器与应力应变传感器将信号发送至采集电脑，不同入土速度下整个耙齿破土力测试过程中刀齿的位移与所受压力被一对一的记录下来，以便用于后续耙齿齿形、耙头耙齿数量与耙齿入土速度优化的研发工作，测试方法操作简便，配套装置结构简单，易于实现不同入土速度耙齿破土力的有效测试。
附图说明
图1是本发明实施例提供的实验用耙齿破土力测试装置的结构示意图。
图中：1、基座；11、连接孔；12、支杆；13、肘板；2、液压缸；3、耙齿刀架；31、套筒；32、刀齿。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明的实施例提供一种实验用耙齿破土力测试方法，所述测试方法基于耙齿破土力测试装置实现，所述耙齿破土力测试装置包括基座1、液压缸2、耙齿刀架3和刀齿32，所述液压缸2的缸筒端与基座1固定连接，所述液压缸2的伸缩杆端与耙齿刀架3铰接，所述耙齿刀架3与基座1滑动连接，所述液压缸2伸缩带动耙齿刀架3沿竖直方向运动。
所述基座1为中空的圆盘，便于刀齿32穿过基座的中部对测试土体进行破土力测试。所述基座1上开设有多个供膨胀螺栓穿过的连接孔11，所述连接孔11的直径为15～30mm，本实施例优选连接孔11的直径为20mm，通过膨胀螺栓将基座1与测试土体牢固固定。
所述基座1与液压缸2的缸筒端通过肘板13固定连接，使得连接更加牢固。所述液压缸的数量至少为两个，呈均匀分布安装在基座上，所述液压缸的工作行程为200～400mm，液压缸工作可产生的等效拉力或压力为50000N～100000N。本实施例优选液压缸的数量为两个，液压缸的工作行程为200mm，液压缸工作产生的等效拉力或压力为50000N。
所述液压缸2上安装有用于测试刀齿32位移的位移传感器，所述刀齿32安装在耙齿刀架3的中间，刀齿32内部安装有用于测试刀齿所受压力的应力应变传感器，该应力应变传感器为应变片)。实验过程中位移传感器与应力应变传感器将信号发送至采集电脑，整个耙齿破土力测试过程中刀齿32的位移与所受压力被一对一的记录下来，其中实验用的刀齿32长度为150mm～250mm，宽度为50mm～100mm，本实施例优选刀齿32的长度为200mm，宽度为75mm。
所述基座1上固定设置有支杆12，所述支杆的数量至少为两个，呈均匀分布安装在基座上。所述耙齿刀架3上设置有与支杆12相对应的套筒31，所述支杆12穿过对应套筒31使基座1与耙齿刀架3滑动连接，耙齿刀架3沿竖直方向运动时通过套筒31进行导向。
耙齿刀架3的结构强度满足使用要求。
实验用耙齿破土力测试方法，包括如下步骤：
S1、先对测试土体进行整平，平整度不大于1°，满足实验用耙齿破土力测试装置中基座的放置要求，按照耙齿破土力测试装置的结构，将液压缸2、耙齿刀架3、刀齿32组装好，将基1座放置于测试土体上，用膨胀螺栓穿过基座上的连接孔11，并将基座与测试土体固定；
S2、检查与液压缸2联通的液压泵站，确保其状态正常；完成液压缸内位移传感器、刀齿内应力应变传感器的采集卡接线，接通采集电脑，进行传感器的参数设置，将各传感器进行归零；
S3、开始破土力测试，控制液压缸的液压泵站的流量，确保刀齿以匀速运动或加速运动切土，匀速运动时可消除速度对破土力的影响；刀齿下移过程中，分别记录位移传感器与应力应变传感器的数据，待刀齿切土至规定深度后，关停液压泵站，刀齿切土停止，此时完成一次破土力测试，记录数据反应刀齿匀速运动或加速运动下切土深度与刀齿受力的变化关系曲线。
当一次破土力测试完成后，旋开膨胀螺栓，通过吊机将耙齿破土力测试装置整体移位至下一个破土力测试位置，再重复步骤S1至S3。
根据试验需要可通过吊机多次更换耙齿破土力测试位置，重复进行刀齿匀速运动或加速运动的破土力测试试验，并记录相关数据。分析试验数据，达到试验要求，试验结束，将整个装置进行拆解、存放，待下一次测试其他标贯强度的土体切削力时，继续使用。
本发明测试方法操作简便，配套装置结构简单，易于实现不同入土速度耙齿破土力的有效测试，可将在不同入土速度下整个耙齿破土力测试过程中刀齿的位移与所受压力一对一的记录下来，用于后续耙齿齿形、耙头耙齿数量与耙齿入土速度优化的研发工作。
本发明还可根据实验工况调整液压缸2与刀齿32，满足不同硬度土质在不同形状耙齿下的破土力测试，便于针对不同土质工况合理设计耙齿齿形及优化耙头耙齿数量。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述测试方法基于耙齿破土力测试装置实现，所述耙齿破土力测试装置包括基座、液压缸、耙齿刀架和刀齿，所述液压缸的缸筒端与基座固定连接，所述液压缸的伸缩杆端与耙齿刀架铰接，所述耙齿刀架与基座滑动连接，所述液压缸伸缩带动耙齿刀架沿竖直方向运动；所述液压缸上安装有耙齿破土力测试过程中用于测试刀齿位移的位移传感器，所述刀齿安装在耙齿刀架上，刀齿内部安装有用于测试刀齿所受压力的应力应变传感器；
实验用耙齿破土力测试方法，包括如下步骤：
S1、先对测试土体进行整平，平整度不大于1°，按照耙齿破土力测试装置的结构，将液压缸、耙齿刀架、刀齿组装好，将基座放置于测试土体上，并将基座与测试土体固定；
S2、检查与液压缸联通的液压泵站，确保其状态正常；完成液压缸内位移传感器、刀齿内应力应变传感器的采集卡接线，接通采集电脑，进行传感器的参数设置，将各传感器进行归零；
S3、开始破土力测试，控制液压缸的液压泵站的流量，确保刀齿以匀速运动或加速运动切土，刀齿下移过程中，分别记录位移传感器与应力应变传感器的数据，待刀齿切土至规定深度后，关停液压泵站，刀齿切土停止，此时完成一次破土力测试，记录数据反应刀齿匀速运动或加速运动下切土深度与刀齿受力的变化关系曲线。
2.根据权利要求1所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，当一次破土力测试完成后，旋开膨胀螺栓，通过吊机将耙齿破土力测试装置整体移位至下一个破土力测试位置，再重复步骤S1至S3。
3.根据权利要求1所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述基座上开设有多个供膨胀螺栓穿过的连接孔，所述连接孔的直径为15～30mm，所述膨胀螺栓将基座与测试土体牢固固定。
4.根据权利要求1所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述基座为中空的结构，使刀齿穿过基座的中部对测试土体进行破土力测试。
5.根据权利要求1所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述基座与液压缸的缸筒端通过肘板固定连接，所述液压缸的工作行程为200～400mm，液压缸工作可产生的等效拉力或压力为50000N～100000N。
6.根据权利要求1所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述液压缸的数量至少为两个，呈均匀分布安装在基座上。
7.根据权利要求1所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述基座上固定设置有支杆，所述耙齿刀架上设置有与支杆相对应的套筒，所述支杆穿过对应套筒使基座与耙齿刀架滑动连接。
8.根据权利要求7所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述支杆的数量至少为两个，呈均匀分布安装在基座上。
9.根据权利要求1所述的实验用耙齿破土力测试方法，其特征在于，所述刀齿安装在耙齿刀架的中间，刀齿长度为150mm～250mm，宽度为50mm～100mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN117054035A (zh) * | 2023-10-12 | 2023-11-14 | 江苏烨培干燥工程有限公司 | 一种耙式干燥机的耙齿性能模拟测试*** |
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| CN117054035B (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-19 | 江苏烨培干燥工程有限公司 | 一种耙式干燥机的耙齿性能模拟测试*** |
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