СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАСЛЯНЫХ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ И ПОЛНОПОТОЧНЫХ МАСЛЯНЫХ ЦЕНТРИФУГ Российский патент 2006 года по МПК F04C2/08 G01M15/00 

Изобретение относится к технике стендовых испытаний и может быть использовано для испытания масляных шестеренных насосов двигателей внутреннего сгорания и коробок передач сельскохозяйственных и дорожно-строительных машин, а также полнопоточных масляных центрифуг.

Известны стенды для испытания насосов масляных шестеренных и масляных фильтров (центрифуг) - стенды для испытания масляных насосов и фильтров КО-1501-А, 2170 (Л.А.Белевич. Оборудование для испытаний агрегатов на авторемотных заводах, Москва, Автотрансиздат, 1958, с.82-29); стенд для испытания масляных насосов и фильтров тракторных и комбайновых двигателей КИ-5278М(см. В.В.Курчаткин. Оборудование ремонтных предприятий, Москва, Колос, 1999, с.178-184).

Стенд КО-1501-А выпускался с 1956 г., а стенд 2170 является его модификацией. Указанные стенды предназначены для испытания масляных насосов и фильтров двигателей ЗИМ, М-20, ГА3-Л, ЗИС-5, ЗИЛ-120. Стенды морально устарели, т.к. такие двигатели, в том числе их насосы и фильтры давно не выпускаются, а для испытания вновь разработанных насосов и фильтров двигателей внутреннего сгорания эти стенды непригодны. Точность измерения расхода рабочей жидкости насосом при испытании на указанных стендах очень низкая, так как время измерения расхода насосом измеряется песочными часами.

В качестве наиболее близкого аналога заявленного изобретения принят стенд КИ-5278М для испытания масляных шестеренных насосов и полнопоточных масляных центрифуг, содержащий приводной вал для подключения к нему вала испытываемого насоса, гидравлическую систему, имеющую гидробак, всасывающую гидролинию, вход которой подключен к гидробаку, а выход предназначен для подключения к входному отверстию испытываемого насоса, напорную гидролинию, вход которой предназначен для подключения к выходному отверстию испытываемого насоса, сливную гидролинию для возврата рабочей жидкости в гидробак, гидролинию для испытания центрифуги, вход которой подключен к напорной гидролинии, а выход - к гидробаку, а также средства для установки испытываемых насоса и центрифуги на стенд и средства для определения производительности испытываемого насоса. Этот стенд также не отвечает современным требованиям вследствие большой трудоемкости испытания насосов и фильтров и низкой точности измерения подачи рабочей жидкости насосом, так как учет ведется по уровню рабочей жидкости в специальном расходном баке относительно шкалы линейки. В известном стенде отсутствует средство для регулирования давления в напорной гидролинии, что ограничивает функциональные возможности стенда. При этом не используются технические характеристики насосов, например, рабочий объем насоса. Кроме того, стенд непригоден для испытания вновь разработанных насосов типа НМШ (насос масляный шестеренный), используемых во вновь разработанных двигателях и коробках передач машин.

Задача настоящего изобретения заключается в расширении функциональных возможностей стенда для испытаний масляных шестеренных насосов и масляных центрифуг при повышении точности определения производительности (подачи) испытываемого насоса и увеличении номенклатуры испытываемых насосов и центрифуг, а именно односекционных и многосекционных масляных шестеренных насосов и полнопоточных масляных центрифуг, устанавливаемых на вновь разработанных ДВС.

Решение указанной задачи достигается тем, что в стенде для испытания масляных шестеренных насосов и полнопоточных масляных центрифуг, содержащем приводной вал для подключения к нему вала испытываемого насоса, гидравлическую систему, имеющую гидробак, всасывающую гидролинию, вход которой подключен к гидробаку, а выход предназначен для подключения к входному отверстию испытываемого насоса, напорную гидролинию, вход которой предназначен для подключения к выходному отверстию испытываемого насоса, сливную гидролинию для возврата рабочей жидкости в гидробак, гидролинию для испытания центрифуги, вход которой подключен к напорной гидролинии, а выход - к гидробаку, а также средства для установки испытываемых насоса и центрифуги на стенд и средства для определения производительности испытываемого насоса, согласно настоящему изобретению гидравлическая система снабжена регулируемым дросселем для регулирования давления рабочей жидкости в напорной гидролинии, а средства для определения производительности испытываемого насоса включают в себя датчик оборотов вала испытываемого насоса, счетчик импульсов, снабженный индикатором и органом включения/выключения, счетчик жидкости, снабженный соответствующим органом включения/выключения, и двухходовой кран с переключающей рукояткой, причем выход датчика оборотов подключен к счетчику импульсов, вход и первый выход двухходового крана подключены к сливной гидролинии, второй выход двухходового крана подключен к входу счетчика жидкости, выход которого подключен к сливной гидролинии после точки подключения первого выхода двухходового крана, а переключающая рукоятка связана с органами включения/выключения счетчика импульсов и счетчика жидкости для обеспечения одновременного включения этих счетчиков с подачей рабочей жидкости из второго выхода двухходового крана на вход счетчика жидкости и одновременного выключения указанных счетчиков с прекращением указанной подачи рабочей жидкости на вход счетчика жидкости.

Кроме того, в стенде по настоящему изобретению днище гидробака расположено преимущественно выше точки подключения выхода всасывающей гидролинии к входному отверстию испытываемого насоса с целью создания некоторого напора рабочей жидкости во всасывающей гидролинии для более полного наполнения рабочего объема испытываемого насоса, что в свою очередь способствует более точному определению производительности насоса.

Настоящее изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема предложенного стенда с подключенными к нему испытываемыми масляным шестеренным насосом и масляной полнопоточной центрифугой.

Согласно изобретению заявленный стенд для испытания масляных шестеренных насосов и масляных полнопоточных центрифуг содержит смонтированный на раме и имеющий приводной вал электродвигатель 1 с муфтой 2 для привода вала испытываемого насоса 4, который установлен на раме стенда при помощи установочной плиты 3. Гидробак 19 сообщен посредством всасывающей гидролинии 23 с входным отверстием насоса 4. Выходное отверстие насоса 4 подключено через напорную гидролинию 24 с входным отверстием регулируемого дросселя 10. К напорной гидролинии 24 подключен манометр 5. Входное отверстие испытываемой полнопоточной масляной центрифуги 6, смонтированной на раме стенда с помощью установочной плиты 7, также подключено к напорной гидролинии 24 посредством гидролинии 27 для испытания центрифуги. Гидролиния 27 снабжена установленным перед центрифугой 6 краном 21, а выход этой гидролинии сообщен с гидробаком 19. Точки подключения манометра 5 и гидролинии 27 к напорной гидролинии 24 расположены перед дросселем 10. К масляной системе полнопоточной центрифуги 6 подключен манометр 8 для контроля давления срабатывания перепускного и предохранительного клапанов центрифуги (на чертеже не показаны). Напорная 24 и сливная 25 гидролинии соединены предохранительным клапаном 9 в обход регулируемого дросселя 10. Сливная гидролиния 25 снабжена фильтром 11 тонкой очистки рабочей жидкости, двумя манометрами 12, один из которых установлен до фильтра 11, а другой - после этого фильтра, а также двухходовым краном 13. При этом вход и первый выход крана 13 подключены к сливной гидролинии 25, а второй выход крана 13 подключен к входу счетчика 15 рабочей жидкости, выход которого подключен к гидролинии 25 после точки подключения первого выхода крана 13 к гидролинии 25.

Указанные двухходовой кран 14 и счетчик 15 жидкости входят в состав средств для определения производительности (подачи) испытываемого насоса 4. В состав этих средств входят также датчик (первичный преобразователь) 16 оборотов вала насоса 4 и подключенный к выходу датчика 16 счетчик 14 импульсов, снабженный индикатором (на чертеже не показан) и органом включения/выключения (также не показан), выполненный, например, в виде пусковой кнопки. Счетчик 15 жидкости имеет свой соответствующий орган включения/выключения (не показан), а двухходовой кран 13 имеет закрепленную на своем валу переключающую рукоятку (не показана), связанную с органами включения/выключения счетчика 14 импульсов и счетчика 15 жидкости таким образом, чтобы обеспечить одновременное включение этих счетчиков одновременно с началом подачи рабочей жидкости из второго выхода двухходового крана 13 на вход счетчика 15 жидкости и одновременного выключения указанных счетчиков 14, 15 в момент прекращения указанной подачи рабочей жидкости на вход счетчика 15 жидкости, т.е. в момент перевода подачи рабочей жидкости через кран 13 непосредственно в сливную гидролинию 25, минуя счетчик 15.

К установленному в гидробаке 19 радиатору 20 охлаждения рабочей жидкости подключена линия 22 для подвода охлаждающей жидкости через терморегулятор 17, предназначенный для создания в гидробаке 19 требуемого температурного режима по сигналу датчика 18 температуры рабочей жидкости в гидробаке 19. Датчик 18 связан с указателем 26 температуры.

Испытания на стенде по настоящему изобретению проводят следующим образом. Гидробак 19 заправляют рабочей жидкостью и подают в него через терморегулятор 17 охлаждающую жидкость. Испытываемый насос 4 устанавливают с помощью установочной плиты 3 на поперечную балку стенда по заранее нанесенным меткам (на чертеже не показаны) так, чтобы ось приводного вала насоса 4 совпала с осью вала электродвигателя 1, при этом валы насоса 4 и электродвигателя 1 соединяют друг с другом муфтой 2. Входное отверстие насоса 4 подключают к выходу всасывающей гидролинии 23, а выходное (нагнетающее) отверстие насоса 4 подключают к входу напорной гидролинии 24. Закрывают кран 21 и открывают дроссель 10 полностью, а двухходовой кран 13 устанавливают на свободный слив в гидробак 19, т.е. переключающую рукоятку крана 13 устанавливают в положение, соответствующее подаче рабочей жидкости на первый выход крана 13. Запускают электродвигатель 1 кнопочной станцией (на чертеже не показана). Регулировкой дросселя 10 устанавливают такое проходное сечение дросселя, чтобы прогреть рабочую жидкость до требуемой температуры, которую контролируют по указателю 26, получающему сигналы от датчика 18.

Далее в напорной гидролинии 24 с помощью регулируемого дросселя 10 создают давление, соответствующее испытываемому насосу 4, и рукоятку двухходового крана 13 переводят в положение, соответствующее подаче рабочей жидкости к счетчику 15 жидкости через второй выход крана 13. При этом включаются счетчики 14 и 15 импульсов и жидкости соответственно и осуществляется суммирующее измерение расхода рабочей жидкости счетчиком 15 с одновременным измерением суммарного числа импульсов счетчиком 14, получающим сигналы от датчика 16 оборотов вала насоса 4. Эти сигналы обрабатываются, и на индикатор (дисплей) счетчика 14 импульсов выдается суммарное число оборотов вала насоса 4 с момента включения счетчиков 14 и 15, соответствующее суммарному числу импульсов, зафиксированных датчиком 16. Как только счетчик 14 отсчитает определенное (заранее запрограммированное) количество импульсов, мгновенно рукояткой двухходового крана 13 выключают счетчики 14 и 15, и рабочая жидкость направляется на свободный слив в гидробак 19. По показаниям счетчика 15 оценивают техническое состояние насоса 4.

Для проверки технического состояния полнопоточной масляной центрифуги 6 последнюю монтируют на раму стенда с помощью установочной плиты 7. Центрифугу 6 подключают к гидролинии 27 так, чтобы входное отверстие центрифуги располагалось со стороны крана 21, а выходное (сливное) отверстие - со стороны гидробака 19. Открывают кран 21, предварительно запустив насос 4 от электродвигателя 1. Создавая определенное давление рабочей жидкости в напорной гидролинии 24 путем регулировки дросселя 10, регулируют имеющийся в центрифуге 6 предохранительный клапан (не показан) на давление его срабатывания, затем регулируют перепускной клапан (не показан) центрифуги на соответствующее давление. Выключают электродвигатель 1 и после его остановки определяют по шуму время вращения ротора центрифуги до его полной остановки, оценивая таким образом техническое состояние центрифуги.

Система охлаждения, включающая в себя указанные выше радиатор 20, терморегулятор 17, линию 22 и датчик 18 с указателем 26, в процессе проведения испытаний на предложенном стенде автоматически поддерживает температуру рабочей жидкости в заданных пределах.

При помощи установленного в напорной гидролинии 24 регулируемого дросселя 10 осуществляют как прогрев рабочей жидкости до требуемой температуры, так и устанавливают требуемые величины давления рабочей жидкости, необходимые для испытания как насоса, так и центрифуги, что в итоге расширяет функциональные возможности стенда. Определение подачи насоса при помощи совокупности таких средств, как датчик 16 оборотов, счетчик 14 импульсов, счетчик 15 жидкости и двухходовой кран 13, обеспечивает достаточную точность измерений.

Пример. На стенд с помощью установочных плит 3, 7 смонтировали насос масляный шестеренный НМШ-25А и полнопоточную масляную центрифугу двигателя Д-240. Запустили стенд, прогрели рабочую жидкость до температуры 75°С. Регулируемым дросселем 10 довели давление в нагнетательной полости насоса до 1,6 МПа и счетчиком жидкости 15 измерили объемную подачу насоса в л/мин. Подача испытываемого насоса на стенде составила 37,5 л/мин.

Открыв кран 21, подключили напорную гидролинию 24 к полости центрифуги. Создавая регулируемым дросселем 10 соответствующее давление в напорной гидролинии 24, определили давление срабатывания предохранительного клапана центрифуги, которое составило 7 кгс/см². Затем определили давление срабатывания перепускного клапана центрифуги, которое составило 3 кгс/см². После регулировки клапанов центрифуги выключили электродвигатель 1 стенда и после его полной остановки, по легкому шуму, раздающемуся из-под колпака центрифуги, определили время вращения ротора центрифуги до его полной остановки. Время вращения ротора составило около 35 с.

Изобретение используется для испытания масляных шестеренных насосов ДВС и полнопоточных масляных центрифуг. Стенд содержит приводной вал для подключения к нему вала испытываемого насоса 4, гидравлическую систему, имеющую гидробак 19, всасывающую гидролинию 23, вход которой подключен к гидробаку 19, а выход предназначен для подключения к входному отверстию насоса 4, напорную гидролинию 24, вход которой предназначен для подключения к выходному отверстию насоса 4, сливную гидролинию 25, гидролинию 27 для испытания центрифуги 6, вход которой подключен к напорной гидролинии 24, а выход - к гидробаку 19, а также средства для установки насоса 4 и центрифуги 6 на стенд и регулируемый дроссель 10. Средства для определения производительности насоса 4 включают в себя датчик 16 оборотов вала насоса 4, счетчик 14 импульсов, снабженный индикатором и органом включения/выключения, счетчик 15 жидкости, снабженный соответствующим органом включения/выключения и двухходовой кран 13 с переключающей рукояткой. Выход датчика 16 подключен к счетчику 14 импульсов, вход и первый выход крана 13 подключены к сливной гидролинии 25, второй выход крана 13 подключен к входу счетчика 15 жидкости, выход которого подключен к сливной гидролинии 25 после точки подключения первого выхода крана 13, а переключающая рукоятка связана с органами включения/выключения счетчиков 14 и 15 для обеспечения одновременного включения этих счетчиков с подачей рабочей жидкости из второго выхода крана 13 на вход счетчика 15 жидкости и одновременного выключения указанных счетчиков с прекращением указанной подачи рабочей жидкости на вход счетчика 15 жидкости. Расширяются функциональные возможности при повышении точности определения производительности испытываемого насоса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стенд для испытания масляных шестеренных насосов и полнопоточных масляных центрифуг, содержащий приводной вал для подключения к нему вала испытываемого насоса, гидравлическую систему, имеющую гидробак, всасывающую гидролинию, вход которой подключен к гидробаку, а выход предназначен для подключения к входному отверстию испытываемого насоса, напорную гидролинию, вход которой предназначен для подключения к выходному отверстию испытываемого насоса, сливную гидролинию для возврата рабочей жидкости в гидробак, гидролинию для испытания центрифуги, вход которой подключен к напорной гидролинии, а выход - к гидробаку, а также средства для установки испытываемых насоса и центрифуги на стенд и средства для определения производительности испытываемого насоса, отличающийся тем, что гидравлическая система снабжена регулируемым дросселем для регулирования давления рабочей жидкости в напорной гидролинии, а средства для определения производительности испытываемого насоса включают в себя датчик оборотов вала испытываемого насоса, счетчик импульсов, снабженный индикатором и органом включения/выключения, счетчик жидкости, снабженный соответствующим органом включения/выключения и двухходовой кран с переключающей рукояткой, причем выход датчика оборотов подключен к счетчику импульсов, вход и первый выход двухходового крана подключены к сливной гидролинии, второй выход двухходового крана подключен к входу счетчика жидкости, выход которого подключен к сливной гидролинии после точки подключения первого выхода двухходового крана, а переключающая рукоятка связана с органами включения/выключения счетчика импульсов и счетчика жидкости для обеспечения одновременного включения этих счетчиков с подачей рабочей жидкости из второго выхода двухходового крана на вход счетчика жидкости и одновременного выключения указанных счетчиков с прекращением указанной подачи рабочей жидкости на вход счетчика жидкости.2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что днище гидробака расположено выше точки подключения выхода всасывающей гидролинии к входному отверстию испытываемого насоса.