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Misura dei carichi su ruote portanti, rullo tendicingolo e corona di trazione su un veicolo cingolato in condizioni reali

  • Forze e momenti alle ruote portanti
  • Forze sul rullo tendicingolo
  • Coppia alla corona di trazione
  • Tensione nelle barre di torsione
Treno di rotolamento cingolato di un carrello agricolo con una ruota dinamometrica e il suo dispositivo di bloccaggio dello statore
Una ruota dinamometrica sul treno cingolato di un carrello agricolo, con il suo dispositivo di bloccaggio dello statore. Foto Michigan Scientific.

In sintesi

I principali sforzi applicati a un veicolo cingolato passano dal suolo allo scafo attraverso il cingolo e le ruote. Ruote dinamometriche si montano sulle ruote portanti e sul rullo tendicingolo, su adattatori realizzati per ogni veicolo, e misurano tre forze e tre momenti su ciascuna di esse durante la marcia del veicolo. La corona di trazione è strumentata in coppia con un trasduttore su misura, ed estensimetri misurano la tensione nelle barre di torsione. I dati validano il modello a elementi finiti del treno di rotolamento e mostrano la ripartizione del carico tra le ruote.

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componenti di forza a ogni ruota strumentata
da 15,5 a 700 kN
capacità di forza radiale, serie LW

Percorso del carico

I modelli a elementi finiti dell’intero sistema cingolato prevedono la forza su ogni componente durante la progettazione e il prototipaggio. Queste previsioni vengono confrontate con i carichi misurati, sui singoli componenti e sull’intero sistema. Le vibrazioni del cingolo determinano la durata dei componenti del cingolo e l’energia vibrazionale trasmessa al veicolo; il peso del veicolo determina il consumo di carburante, l’usura della trasmissione e del treno di rotolamento, nonché il trasporto su strada o per via aerea.

Una ruota dinamometrica misura la forza verticale, longitudinale e laterale su una ruota, oltre ai tre momenti. Su un veicolo cingolato viene installata sulle ruote portanti e sul rullo tendicingolo. Le forze sul rullo tendicingolo forniscono anche indicazioni sulla tensione del cingolo. Gli strumenti subiscono terreni accidentati, forti vibrazioni, temperature estreme e carichi che variano da una missione all’altra.

Posizione dei trasduttori su un treno cingolato Vista laterale di un cingolo. Il rullo tendicingolo davanti e la corona di trazione dietro sostengono il ramo superiore del cingolo; quattro ruote portanti rotolano sul ramo inferiore, sotto lo scafo. Una ruota dinamometrica è posta al centro di una ruota portante e del rullo tendicingolo. La coppia alla corona di trazione My è misurata con un trasduttore su misura. La forza del suolo Fz entra a livello della ruota portante. Un braccio oscillante collega una ruota portante alla sua barra di torsione nello scafo, dove sono applicati estensimetri. Cassa My Fz Tenditore: WFT Rullo: WFT Estens. torsione Corona
Un cingolo visto di lato. Ruote dinamometriche su una ruota portante e sul tenditore, trasduttore di coppia sulla corona dentata, estensimetri su una barra di torsione. La forza del suolo Fz entra a livello della ruota portante.

Strumentazione

Ruote portantiRuota dinamometrica serie LW: tre forze e tre momenti, accelerazioni X e Z, velocità e angolo di rotazione della ruota
Ruota tenditoreruota dinamometrica o trasduttore di forza su misura; le forze forniscono indicazioni sulla tensione del cingolo
Corona dentata motricetrasduttore di coppia su misura, la tecnologia della ruota dinamometrica adattata alle dimensioni e alla resistenza della corona dentata
Denti della corona dentataestensimetri, per la forza di contatto tra un dente e ogni maglia del cingolo
Barre di torsioneestensimetri, per la tensione meccanica nelle barre
Portatada 15,5 a 700 kN radiale · 222 kN sulla LW-2T-50K e 445 kN sulla LW-2T-100K, utilizzate sui grossi macchinari agricoli
Ambientestagno, compensato in temperatura, da −40 a 125 °C

Procedura

  1. 01

    Adattatori realizzati per il veicolo

    Michigan Scientific progetta e fabbrica gli adattatori per ogni veicolo cingolato. Gli adattatori progettati dal cliente possono essere esaminati.

    Trasduttori e adattatori su misura
  2. 02

    Trasduttori sulle ruote portanti e sul tenditore

    Ogni ruota strumentata fornisce tre forze e tre momenti, con la velocità di rotazione della ruota.

    Ruote dinamometriche della serie LW
  3. 03

    Corona dentata, barre di torsione e denti

    Il trasduttore di coppia della corona dentata, gli estensimetri sulle barre di torsione e sui denti della corona dentata sono aggiunti dove la prova lo richiede.

  4. 04

    Registrare in tempo reale

    I trasduttori si collegano a sistemi di acquisizione dati disponibili in commercio. Le forze e le velocità di rotazione delle ruote sono monitorate e analizzate in tempo reale.

  5. 05

    Leggere la distribuzione dei carichi

    I veicoli cingolati circolano spesso con carichi variabili, come attrezzature o merci. Le forze misurate mostrano come il carico si ripartisce tra le ruote.

Utilizzo dei dati

Il primo utilizzo è la validazione del modello, componente per componente e per l’intero sistema. Il secondo è la durabilità: i carichi misurati sul campo mettono in evidenza i componenti deboli e i punti in cui la progettazione deve cambiare. I dati registrano anche la risposta del veicolo alla sterzata, all’accelerazione e alla frenata, per regolare la sospensione, lo sterzo e il comportamento sul terreno per cui il veicolo è concepito, e per individuare dove è possibile ridurre il peso.

Risultato

Forze e momenti misurati alle ruote portanti e al tenditore, con la coppia alla corona dentata e la tensione meccanica nelle barre di torsione dove necessario, registrati sul veicolo sul campo. Costituiscono il riferimento con cui viene confrontata la simulazione del treno di rotolamento.

Domande frequenti

Una ruota dinamometrica può essere montata su un veicolo cingolato?

Sì. Viene installata sulle ruote portanti e sulla ruota tendicingolo. Michigan Scientific progetta e realizza gli adattatori per ogni veicolo cingolato.

Come si misura la coppia della corona di trazione su un veicolo cingolato?

Con un trasduttore su misura. La tecnologia della ruota dinamometrica è adattata alle dimensioni e alla resistenza della corona di trazione per misurare la coppia trasmessa al cingolo.

Come valutare la tensione del cingolo durante una prova sul terreno?

Le forze misurate sulla ruota tendicingolo forniscono indicazioni sulla tensione del cingolo. Vengono misurate con una ruota dinamometrica o con un trasduttore di forza su misura sulla ruota tendicingolo.

Come si misura la tensione nelle barre di torsione di un veicolo cingolato?

Con estensimetri applicati alle barre di torsione. Gli estensimetri possono essere applicati anche ai denti della corona di trazione per misurare la forza di contatto tra un dente e ogni maglia del cingolo.

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