Стенд для изучения трения о грунт

Для исследования износа и силы трения твёрдой поверхности при трении о грунт был создан лабораторный стенд карусельного типа. Главной задачей было измерение сил трения при различных параметрах модельного грунта и скоростях относительного перемещения близких к реальным при полевых сельскохозяйственных работах. Традиционные электронные динамометры рассчитаны на статическую или медленно меняющуюся нагрузку. Лабораторные стенды с такими датчиками имеют линейную конструкцию, ограниченный путь трения (до 2 м) и очень низкие скорости относительного перемещения (до 0,15 м/с). Малый путь трения усложняет процесс приработки в начале эксперимента. Интегральные силы трения зависят от скорости. Адгезионная компонента целиком зависит от присутствия почвенной воды на границе раздела и, таким образом, от времени необходимого воде для перемещения к поверхности трения. При карусельной схеме стенда путь трения бесконечен и скорость можно увеличить на порядок (до 1,5 м/с). Поскольку в исследованиях обычно сравнивается влияние на результаты экспериментов различных материалов или состава грунтов, то системная погрешность из-за отличия пути трения от прямолинейного является несущественной. Для измерения быстроменяющейся нагрузки была разработана силоизмерительная станция на базе плоской пружины и датчика малых перемещений — механотрона. Преимущество механотронных датчиков линейных перемещений заключается в высокой чувствительности, простоте включения и высокой надёжности. К недостаткам можно отнести зависимость от температурного режима и, как следствие, необходимость калибровки при каждом эксперименте.

1. Khan M.A., Qaisrani R., and Jian-qiao L.I. The Techniques of Reducing Adhesion and Scouring Soil by Bionic — Review of Literature // Advances in Natural Science, Proceeding of 3rd International Conference of Bionic Engineering. — 2010 (3), no. 2, 41—50

2. Кобец А., Деркач А., Кабат О., Макаренко Д., Аулин В., Муранов Е., Шаповал А. Идентификация материала «tekrone» и обоснование аналогов для изготовления отвалов лемешных плугов // Аgricultural machinery. — 2019 (1), 35—38

3. Якимцов В.П., Бразовский И.И., Сальникова И.А., Станчик А.И. Влияние гамма-излучения на триботехнические свойства композиционного антифрикционного материала на основе полиэтилентерефталата // Трение и износ. — 2008 (29), № 2, 181—183

4. Birch R.A., Ekwue E.I., and Phillip C.J. Soil–Metal Sliding Resistance Forces of Some Trinidadian Soils at High Water Contents // The West Indian Journal of Engineering. — 2016 (38), no. 2, 52—58

5. Abbaspour-Gilandeh Y., Hasankhani-Ghavam F., Shahgoli G., Shrabian V.R., and Abbaspour-Gilandeh M. Investigation of the Effect of Soil Moisture Content, Contact Surface Material and Soil Texture on Soil Friction and Soil Adhesion Coefficients // Acta Technologica Agriculturae 2 Nitra. Slovaca Universitas Agriculturae Nitriae. — 2018, 44—50

6. Берлин Г.С. Механотроны. — М.: Радио и связь. — 1984

7. Vilde A. and Tanas W. Determination of the Soil Friction Coefficient and Specific Adhesion // In TEKA Komisji Motoryzacji I Energetyki Rolnictwa. — 2005 (5), 212—216

8. Harsono S.S. Tillage Implement Effects on Wet Sticky Soil // Research Journal of Agricultural Science. — 2011 (43), no. 4