СТЕНД ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА КРУЧЕНИЕ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G01M15/02 G01M13/00 G01N3/36 

Описание патента на изобретение RU2570333C2

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний на усталость коленчатых валов при кручении, и может быть применено в заводских или исследовательских лабораториях.

Известен стенд для испытаний на усталостную прочность коленчатых валов (а.с. СССР №108240, опубл. 1960 г. ), содержащий электрический двигатель, нагружающее устройство в виде синхронно вращаемых приводом тяг с грузами, испытываемый образец коленчатого вала.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для испытаний трубчатых образцов на усталость при сложном напряженном состоянии (патент РФ №2462697, опубл. 27.09.2012 г.). Установка содержит электродвигатели, червячные редукторы, кривошипно-шатунный механизм, гидронасос, гидроцилиндры со штоками, которые через коромысла осуществляют передачу на испытываемый образец крутящего момента.

Недостатком установки является то, что она не обеспечивает возможности проводить усталостные испытания образца на кручение с произвольным отличным от синусоидального законом изменения крутящего момента по времени.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей путем проведения усталостных испытаний на кручение коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания с произвольным законом нагружения. Подобные испытания позволят более правильно моделировать условия, в которых работает коленчатый вал при эксплуатации.

1

Для решения этой задачи в стенде, содержащем элемент коленчатого вала, серво-гидравлическое нагружающее устройство, вертикальную неподвижную стойку, сферический упор, рычаг, коромысло, вместо системы гидроцилиндров со штоками для передачи на коленчатый вал крутящего момента на свободный конец вала напрессовывается цилиндрический каток, который под действием нагрузки от сервогидравлического нагружающего устройства катится по поверхности опорной плиты, совершая качательное движение вокруг оси, совпадающей с продольной осью коленчатого вала, и передает коленчатому валу крутящий момент.

Достигаемый технический результат - возможность задавать произвольный закон изменения крутящего момента по времени, при этом максимально возможная величина передаваемого крутящего момента ограничивается только условием обеспечения неподвижности во фрикционном соединении «коленчатый вал - каток».

Конструкция стенда показана на чертеже.

Стенд содержит элемент коленчатого вала 1, вертикальную стойку 7, опорную плиту 5, цилиндрический каток 2, рычаг 4, сферический упор 6, сервогидравлическое нагружающее устройство.

Стенд для усталостных испытаний натурных коленчатых валов на кручение работает следующим образом. Элемент коленчатого вала 1 через фланец отбора мощности посредством болтов 22 и призонных штифтов 13 жестко крепится к вертикальной неподвижной стойке 7. В свою очередь стойка 7 жестко крепится к столу нагружающего устройства. На второй, свободный конец вала напрессовывается каток 2 с высоким натягом D=0,0025-0,0030. Каток 2 имеет возможность свободно кататься по поверхности опорной плиты 5. Форма сопряженной с катком поверхности опорной плиты повторяет форму катка. Опорная плита жестко крепится к столу нагружающего устройства. С помощью болтов 22 и призонных штифтов 13 к катку крепится рычаг 4. Через сферический упор 6, присоединенный к нагружающему устройству, на рычаг передается эксцентричное усилие от поршня сервогидравлического нагружающего устройства.

Под действием заданного усилия Р рычаг опускается на величину d и вследствие эксцентриситета h точки приложения нагрузки относительно оси рычага одновременно поворачивается относительно продольной оси вала на угол j=d/h. На этот же угол j поворачивается и каток, жестко связанный с рычагом и коленчатым валом, тем самым совершая качательное движение и передавая крутящий момент M=P*h элементу коленчатого вала. При движении поршня в обратном направлении под действием сил упругости каток и элемент коленчатого вала возвращаются в исходное состояние. Таким образом осуществляется преобразование возвратно-поступательного движения поршня сервогидравлического нагружающего устройства в колебательное циклическое кручение элемента коленчатого вала вокруг продольной оси.

Учитывая, что современные сервогидравлические нагружающие устройства позволяют задавать произвольный закон нагружения, в том числе и блочное нагружение, конструкция стенда, осуществляя преобразование возвратно-поступательного движения поршня сервогидравлического нагружающего устройства в циклическое кручение коленчатого вала, позволяет при испытаниях на кручение задавать прозвольный закон нагружения, при этом максимально возможная величина крутящего момента ограничивается только условием обеспечения неподвижности во фрикционном соединении «вал-каток».

Результаты усталостных испытаний коленчатого вала дизеля ЧН26/26 на кручение подтвердили эффективность предлагаемого способа и позволили обеспечить максимальную величину крутящего момента 200 кН×м при отнулевом цикле нагружения.

Похожие патенты RU2570333C2

название год авторы номер документа
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765320C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765511C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765582C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765583C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765319C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765318C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765581C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Плахотник Борис Юрьевич
RU2765397C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Кузьмин Григорий Анатольевич
RU2765321C1
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств 2021
  • Новиков Вячеслав Владимирович
  • Поздеев Алексей Владимирович
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Колесов Николай Михайлович
  • Кузьмин Григорий Анатольевич
RU2765166C1

Реферат патента 2015 года СТЕНД ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА КРУЧЕНИЕ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к испытательной технике и испытаниям на усталостную прочность при кручении. Стенд содержит сервогидравлическое нагружающее устройство (СНУ), элемент коленчатого вала (1), один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке (7). Напрессованный с натягом на свободный конец вала каток (2) имеет возможность свободно кататься по опорной плите (5), которая жестко крепится к столу СНУ. Сопряженная с катком (2) поверхность опорной плиты (5) повторяет форму опорной поверхности катка (2). К катку (2) крепится рычаг (4), на который через сферический упор (6), присоединенный к СНУ, передается эксцентричная нагрузка от поршня СНУ, под действием которой жестко связанный с рычагом (4) каток (5) может совершать качательное движение вокруг оси, совпадающей с продольной осью коленчатого вала (1) и передавать крутящий момент элементу коленчатого вала (1). Технический результат заключается в обеспечении задания произвольного закона нагружения. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 570 333 C2

Стенд для испытаний коленчатых валов на усталостную прочность при кручении, содержащий нагружающее устройство, элемент коленчатого вала, один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке нагружающего устройства, отличающийся тем, что в нем используется напрессованный с натягом на свободный конец вала каток, имеющий возможность свободно кататься по опорной плите, которая жестко крепится к столу нагружающего устройства, причем сопряженная с катком поверхность опорной плиты повторяет форму опорной поверхности катка, при этом к катку крепится рычаг, на который через сферический упор, присоединенный к нагружающему сервогидравлическому устройству, передается эксцентричная нагрузка от поршня сервогидравлического нагружающего устройства, под действием которой жестко связанный с рычагом каток может совершать качательное движение вокруг оси, совпадающей с продольной осью коленчатого вала, и передавать крутящий момент элементу коленчатого вала.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2570333C2

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ 2011
  • Власов Владимир Петрович
RU2462697C1
Машина для испытания на усталостную прочность одновременно нескольких металлических стержневых образцов или деталей 1957
  • Липаткин М.М.
SU108240A1
JP S5770428 A, 30.04.1982
СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1995
  • Терехин А.Н.
  • Абрамишвили М.М.
  • Метелкин В.А.
RU2105963C1
US 2006070461 A1, 06.04.2006.

RU 2 570 333 C2

Авторы

Рыжов Валерий Александрович

Раенко Мстислав Иванович

Котельников Лев Дмитриевич

Девяткина Лариса Константиновна

Даты

2015-12-10Публикация

2012-12-29Подача