СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОМАШИН ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА Российский патент 2008 года по МПК F15B19/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологическому оборудованию, предназначенному для использования при производстве, эксплуатации и ремонте гидромашин объемного гидропривода.

Одним из наиболее важных этапов при производстве и ремонте гидромашин, заключающимся в подтверждении основных характеристик гидромашин, являются испытания, проводимые на специальном оборудовании - стендах. Последние должны удовлетворять разнообразным требованиям, например позволять переналаживать свою работу для проведения испытаний на различных режимах. Как правило, на одном стенде не удается провести испытания объемных гидромашин, различных по конструкции и назначению. Это обстоятельство приводит к созданию целого ряда специализированных стендов, например только для испытания насосов либо гидромоторов. Требуются отдельные стенды для испытаний аксиальных гидромашин и гидромашин радиального типа и т.д. Так, для испытаний самовсасывающих насосов, как правило, используются стенды со схемой дроссельного нагружения [ГОСТ 14658-86, с.9-10]. Для испытаний гидромоторов обычно применяются стенды с использованием аналогичного по рабочему объему гидромотора с рекуперативной схемой нагружения [ГОСТ 20719-83, с.17].

Основным недостатком описанных выше стендов является то, что для испытаний гидромашин, различных по конструкции и назначению, каждый раз создаются стенды конкретного узкого применения, в частности создаются отдельные стенды для испытаний насосов и гидромоторов, гидромашин аксиального и радиального типа и т.д.

За прототип выбран стенд с рекуперативной схемой нагружения, предназначенный для испытания регулируемых гидромашин. Валы двух испытываемых гидромашин (насоса и гидромотора) соединены между собой. Их напорные и сливные гидролинии соответственно связаны между собой. Подпиточный насос низкого давления через обратные клапаны подает жидкость в сливную гидролинию и тем самым компенсируют утечки. Давление в сливной гидролинии определяется настройкой клапана, который сливает излишки рабочей жидкости в бак. Вращение тандема гидромашин обеспечивается жестко связанным с ним приводом вращения, выполненным в виде электродвигателя. В зависимости от того, какая из гидромашин испытывается, другая гидромашина является нагружающей. В целом, нагружение гидромашин производится за счет регулирования рабочих объемов этих гидромашин [Ю.Ф.Пономаренко, «Испытание гидропередач», М., Машиностроение, 1969, с.153].

Недостатком стенда с рекуперативной схемой нагружения является узкая область использования по типоразмерам гидромашин, по конструктивному типу машин, а также по виду проводимых испытаний.

Задачей изобретения является создание универсального стенда, позволяющего испытывать объемные гидромашины, разные как по конструктивному исполнению, так и по назначению, независимо от того, являются эти гидромашины низко- или высокооборотными, использование минимального количества гидрооборудования и приборов, упрощение перенастройки на разные режимы нагружения и разные виды испытаний.

Предложен стенд для испытания гидромашин объемного гидропривода, который включает привод вращения, например гидравлический, механически связанный с регулируемой обратимой нагружающей гидромашинной. Эта гидромашина механически и гидравлически связана с испытуемой гидромашиной. Механическая связь привода вращения с нагружающей гидромашиной выполнена в виде зубчатой передачи, свободные концы валов которой снабжены муфтами для соединения с испытуемой гидромашиной. В гидравлическую связь между испытуемой и нагружающей гидромашинами, параллельно последним, установлены, по меньшей мере, один регулируемый дроссель и гидрораспределитель, снабженный задатчиком закона нагружения, при этом гидролиния управления гидрораспределителем запитана от напорной гидролинии гидропривода вращения, а его слив соединен с ненагруженной гидролинией, связывающей испытуемую и нагружающую гидромашины.

Зубчатая передача может быть выполнена многоступенчатой, например в виде регулируемой коробки передач или в виде закрытого одноступенчатого цилиндрического редуктора, быстроходный вал которого связан с нагружающей гидромашинной, а тихоходный - с приводом вращения. При этом свободные концы обоих валов снабжены муфтами для соединения с испытуемой гидромашиной.

Ненагруженная гидролиния испытуемой гидромашины может быть связана со сливом посредством установленных параллельно друг другу шарового крана и клапана давления.

В качестве испытуемых гидромашин выступают различные насосы и гидромоторы отечественного и импортного производства.

Существенными признаками являются:

- во-первых, наличие зубчатой передачи позволяет иметь, по меньшей мере, два выходных вала для подключения валов испытуемых гидромашин - быстроходный (низкомоментный) и тихоходный (высокомоментный), что в свою очередь позволяет испытывать различные виды гидромашин;

- во-вторых, установленный в гидравлическую связь между испытуемой и нагружающей гидромашинами, параллельно последним, регулируемый дроссель позволяет испытывать гидромашины с высокими объемными потерями;

- в-третьих, установка между нагружающей и испытуемой гидромашинами гидрораспределителя, снабженного задатчиком закона нагружения, позволяет производить реверс нагружения без перемонтажа гидролиний, а также обеспечивает требуемую характеристику динамической нагрузки при дискретном включении гидрораспределителя, что также способствует упрощению перенастройки;

- в-четвертых, соединение ненагруженной гидролинии со сливом через шаровой кран и клапан давления дает возможность испытывать как самовсасывающие насосы, так и гидромоторы, требующие подпора на сливе.

На фиг.1 - принципиальная схема стенда для испытания гидромашин объемного гидропривода;

на фиг.2 - схематическое изображение зубчатой передачи между приводом вращения и нагружающей гидромашиной, выполненной в виде регулируемой коробки передач;

на фиг.3 - пример подключения гидромашины - самовсасывающего насоса - для проведения испытаний;

на фиг.4 - пример подключения гидромашины - высокомоментного гидромотора - для проведения испытаний.

Стенд для испытания гидромашин объемного гидропривода состоит из регулируемого гидропривода, включающего регулируемый гидронасос 1, связанный через напорную линию 2, фильтр 3, обратный клапан 4 и распределитель 5 с гидромотором 6, в свою очередь механически связанным с нагружающей гидромашиной 7, представляющей собой регулируемый гидромотор (фиг.1). Механическая связь привода 6 вращения и нагружающей гидромашины 7 выполнена в виде зубчатой передачи 8 (фиг.2). Последняя представляет собой закрытый одноступенчатый цилиндрический редуктор, быстроходный вал которого связан с валом нагружающей гидромашины 7, а тихоходный вал - с валом гидромотора привода 6 вращения. Свободные концы обоих валов редуктора снабжены муфтами 9 для соединения с валом испытуемой машины 10. В гидравлическую связь между испытуемой и нагружающей гидромашинами 10 и 7, параллельно последним, введен регулируемый дроссель 11. Кроме того, в гидравлическую связь между названными гидромашинами установлен гидрораспределитель 12, снабженный задатчиком закона нагружения, выполненным в виде дроссельного блока регулировки времени переключения (не показан), обеспечивающего требуемую характеристику динамической нагрузки при дискретном включении гидрораспределителя 12. Гидролиния управления последним запитана от напорной гидролинии 2 привода 6 вращения, а слив соединен с ненагруженной гидролинией, связывающей испытуемую и нагружающую гидромашины 10 и 7. Ненагруженная гидролиния испытуемой гидромашины 10 связана со сливом посредством установленных параллельно друг другу шарового крана 13 и клапана давления 14. Напорная гидролиния насоса 1 связана со сливом через предохранителный клапан 15, установленный между фильтром 3 и насосом 1.

Работа стенда показывала на примере проведения испытаний самовсасывающего насоса (фиг.3).

Вал испытываемого насоса 10 соединяют с помощью муфты 9 с быстроходным валом редуктора 8, напрямую связанного с гидромашинной нагружения 7. Напорная гидролиния насоса 10 соединяется с гидролинией высокого давления гидравлического контура нагружения, а всасывающая гидролиния насоса 10 - с гидролинией низкого давления этого контура. Кран 13 открывают, соединяя всасывающую гидролинию насоса непосредственно с гидробаком. Такая схема позволяет испытывать насос как в режиме самовсасывания, так и в режиме нереверсивного гидромотора. При этом в первом случае (режим самовсасывания) рабочий объем гидромашины нагружения выставляется на величину меньшую, чем рабочий объем испытываемого насоса. Во втором (режим нереверсивного гидромотора) случае рабочий объем гидромашины нагружения должен превышать рабочий объем испытываемого насоса.

В первом случае испытываемая гидромашина - насос 10, работает в режиме самовсасывающего насоса, нагружающая гидромашина 7 работает в режиме гидромотора. При этом нагрузка создается за счет уменьшения рабочего объема гидромашины 7 по сравнению с рабочим объемом насоса 10. Во втором случае нагружающая гидромашина 7 работает в насосном режиме, а насос 10 - в моторном режиме с минимальным подпором на сливе. При этом для создания нагрузки рабочий объем гидромашины 7 должен превышать рабочий объем насоса 10. Если испытываемая гидромашина - насос 10, имеет нестабильные рабочие характеристики, то для обеспечения устойчивого нагружения подобных гидромашин необходимо установить специальным образом регулируемый дроссель 11, который открывается на величину, необходимую для стабилизации нагрузки.

В отличие от вышесказанного при испытании высокомоментных гидромашин, например гидромотора 10, испытания проводятся при закрытом кране 13 с подпором на сливе гидромотора 10, определяемым настройкой клапана давления 14 (фиг.4).

Предложенный стенд является универсальным, позволяет испытывать объемные гидромашины, разные как по конструктивному исполнению, так и по назначению, независимо от того, являются эти гидромашины низко- или высокооборотными, позволяет использовать минимальное количество гидрооборудования и приборов, упрощает перенастройку на разные режимы нагружения и разные виды испытаний.

Стенд предназначен для испытания при производстве, эксплуатации и ремонте гидромашин объемного гидропривода. Стенд включает привод вращения, например гидравлический, механически связанный с регулируемой обратимой нагружающей гидромашиной. Эта гидромашина механически и гидравлически связана с испытуемой гидромашиной. Механическая связь привода вращения с нагружающей гидромашиной выполнена в виде зубчатой передачи, свободные концы валов которой снабжены муфтами для соединения с испытуемой гидромашинной. В гидравлическую связь между испытуемой и нагружающей гидромашинами, параллельно последним, установлены, по меньшей мере, один регулируемый дроссель и гидрораспределитель, снабженный задатчиком закона нагружения, при этом гидролиния управления гидрораспределителем запитана от напорной гидролинии гидропривода вращения, а слив соединен с ненагруженной гидролинией, связывающей испытуемую и нагружающую гидромашины. Технический результат - уменьшение производственных и эксплуатационных затрат. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд для испытания гидромашин объемного гидропривода, включающий привод вращения, например, гидравлический, механически связанный с регулируемой обратимой нагружающей гидромашиной, которая механически и гидравлически связана с испытуемой гидромашиной, отличающийся тем, что механическая связь привода вращения выполнена в виде зубчатой передачи, свободные концы валов которой снабжены муфтами для соединения с испытуемой гидромашинной, а в гидравлическую связь между испытуемой и нагружающей гидромашинами, параллельно последним, установлены, по меньшей мере, один регулируемый дроссель, и гидрораспределитель, снабженный задатчиком закона нагружения, при этом, гидролиния управления гидрораспределителем запитана от напорной гидролинии гидропривода вращения, а слив гидропривода вращения соединен с ненагруженной гидролинией, связывающей испытуемую и нагружающую гидромашины.2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что зубчатая передача выполнена в виде закрытого одноступенчатого цилиндрического редуктора, быстроходный вал которого связан с нагружающей гидромашиной, а тихоходный - с приводом вращения, при этом свободные концы обоих валов снабжены муфтами для соединения с испытуемой гидромашинной.3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что зубчатая передача выполнена многоступенчатой, например, в виде регулируемой коробки передач.4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что ненагруженная гидролиния испытуемой гидромашины связана со сливом посредством, установленных параллельно друг другу, шарового крана и клапана давления.