Стенд для испытания рамы микроавтомобиля карт на усталостные разрушения Российский патент 2024 года по МПК G01M17/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к устройствам для испытаний рам микроавтомобилей карт на усталостные разрушения от циклических нагрузок, возникающих при работе рамы в поворотах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен стенд для испытания рамы транспортного средства, раскрытый в SU 981844 А1, опубл. 15.12.1982. Стенд содержит основание с установленными на нем передними и задними стойками и шарнирными опорами, переднюю и заднюю балки, смонтированный на передней балке силовозбудитель вертикальной нагрузки и силовозбудитель горизонтальной нагрузки. При этом стенд снабжен платформой, смонтированной на основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, задняя стойка соединена с платформой горизонтальным шарниром с возможностью качания в продольной плоскости, а с задней балкой - универсальным шарниром, при этом силовозбудитель горизонтальной нагрузки установлен в задней части платформы и снабжен универсальными шарнирами для связи с последней и задней частью испытуемой рамы, а между задней балкой и платформой установлен силовой цилиндр для поворота задней балки в вертикальной плоскости.

Недостатком раскрытого выше технического решения является неточность измерения рамы на усталостные разрушения, т.к. места приложения нагрузок, скручивающих раму не в полной мере идентичны реальным местам силовых воздействий на раму.

Кроме того, из уровня техники известен стенд для испытания рамы транспортного средства на кручение, раскрытый в SU 1576841 А1, опубл. 07.07.1990, прототип. Стенд содержит основание с установленными на нем стойками, силовой механизм и нагружающее устройство с измерительными приборами, выполненное с возможностью передачи усилий на раму в точках, симметрично расположенных относительно продольной оси рамы. При этом стойки расположены каждая по краям с одной стороны рамы и одна стойка расположена с противоположной стороны в средней части рамы, причем нагружающее устройство закреплено на стойке, расположенной в средней части рамы, а силовой механизм выполнен в виде расположенного в поперечной вертикальной плоскости рамы гибкого элемента, взаимодействующего с рамой через установленные на ней опорные элементы и связанного одним концом с основанием стенда, а другим концом - со стойкой.

Недостатком раскрытого выше технического решения является неточность измерения рамы на усталостные разрушения, т.к. места приложения нагрузок, скручивающих раму не в полной мере идентичны реальным местам силовых воздействий на раму.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка стенда для испытаний рам микроавтомобилей карт на усталостные разрушения от циклических нагрузок, возникающих при работе рамы в поворотах.

Техническим результатом изобретения является повышение точности испытаний рам микроавтомобилей карт на усталостные разрушения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что стенд для испытаний рамы микроавтомобиля карт на усталостные разрушения содержит основание, на котором закреплены ложементы задней оси рамы и силовые штоки для соединения со шкворнями рамы, и силовой механизм, расположенный под основанием и выполненный с возможностью передачи через силовые штоки циклической нагрузки на кручение рамы относительно продольной оси.

Силовой механизм выполнен в виде электродвигателя с редуктором, соединенным цепной передачей с коленчатым валом с двумя кривошипами, в которых закреплены шатуны, выполненные с возможностью передачи возвратно-поступательного движения силовым штокам.

Кривошипы развернуты друг относительно друга на 180°.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

Фиг. 1 - Схема закрепления рамы и приложения сил при испытаниях на усталостные разрушения: а) вид сбоку рамы; b) вид сверху; с) вид спереди.

Фиг. 2 - Стенд для испытания рамы на усталостные разрушения

1 - основание (стол); 2 - силовые штоки; 3 - рама; 4 - ложементы задней оси; 5 - задняя ось; 6 - направляющие силовых штоков; 7 - электродвигатель с редуктором; 8 - коленчатый вал; 9 - шатуны; 10 - цепная передача; 11 - шкворни; 12 - кривошип.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Стенд для испытания рамы (3) микроавтомобиля карт на усталостные разрушения содержит основание (1) в виде стола, на котором закреплены ложементы (4) задней оси рамы и силовые штоки (2) для соединения со шкворнями (11) рамы (2), и силовой механизм, расположенный под основанием (1) на каркасе стола и выполненный с возможностью передачи через силовые штоки (2) циклической нагрузки на кручение рамы (3) относительно продольной оси.

Силовой механизм выполнен в виде электродвигателя (7) с редуктором, соединенным цепной передачей (10) с коленчатым валом (8) с двумя кривошипами (12), в которых закреплены шатуны (9), выполненные с возможностью передачи возвратно-поступательного движения силовым штокам (2).

Кривошипы (12) развернуты относительно друг друга на 180°.

Испытания на стенде осуществляют следующим образом. Заднюю часть рамы (1) жестко закрепляют за ось в ложементы (2). Шкворни (11) рамы (1), расположенные в передней ее части, рамы крепятся через шарнирное соединение к силовым штокам (2), установленные в направляющих (6) силовых штоков (2). Никакая часть рамы (3) не должна касаться основании (1) испытательного стенда. К правому и левому шкворням (3) прикладывают равные по величине, но противоположные по направлению силы F и -F, с помощью силовых штоков (4). При включении электродвигателя (7) редуктор через цепную передачу (10) вращает коленчатый вал (8) с кривошипами (16), развернутыми относительно друг друга на 180. Силовые штоки (2), закрепленные через шатуны (9) при помощи подшипника на кривошипах (12) коленчатого вала (8) осуществляют возвратно-поступательное движение внутри направляющих (6) силовых штоков при амплитуде колебаний (L) 30 мм. Амплитуда колебаний зависит от величины кривошипа, что позволяет настроить ход силовых штоков в любом диапазоне. Оптимальная величина L составляет 10-30 мм. Таким образом, крутящий момент с электродвигателя преобразуется в линейную силу на силовых штоках, работающих в противофазе и скручивающих раму относительно продольной оси.

В ходе испытаний подсчитывают общее количество циклов нагружений до появления первых трещин в конструкции рамы. Методика используется для проведения ресурсных и сравнительных испытаний рамы.

Для подсчета количества циклов нагрузки до разрушения рамы стенд оснащается счетчиком импульсов и датчиком, отслеживающим количество оборотов коленчатого вала.

Испытания рамы ведутся до появления первых разрушений в конструкции, определяемых визуально.

Как показали эксперименты, заявленный стенд по сравнению с аналогами позволяет повысить точность измерения за счет того, что заявленная конструкция стенда позволяет крепить раму в точках, идентичных реальным местам силовых воздействий на раму при ее эксплуатации в реальных условиях, и формировать в раме усталостные разрушения от циклических нагрузок, идентичных реальным.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как оно раскрыто в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к области машиностроения, к устройствам для испытаний рам микроавтомобилей карт на усталостные разрушения от циклических нагрузок, возникающих при работе рамы в поворотах. Стенд для испытаний рамы микроавтомобиля карт на усталостные разрушения содержит основание, на котором закреплены ложементы задней оси рамы и силовые штоки для соединения со шкворнями рамы, и силовой механизм, расположенный под основанием и выполненный с возможностью передачи через силовые штоки циклической нагрузки на кручение рамы относительно продольной оси. Достигается повышение точности испытаний рам микроавтомобилей карт на усталостные разрушения. 2 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Стенд для испытания рамы микроавтомобиля карт на усталостные разрушения, содержащий основание, на котором закреплены ложементы задней оси рамы и силовые штоки для соединения со шкворнями рамы, и силовой механизм, расположенный под основанием и выполненный с возможностью передачи через силовые штоки циклической нагрузки на кручение рамы относительно продольной оси.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что силовой механизм выполнен в виде электродвигателя с редуктором, соединенным цепной передачей с коленчатым валом с двумя кривошипами, в которых закреплены шатуны, выполненные с возможностью передачи возвратно-поступательного движения силовым штокам.

3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что кривошипы развернуты относительно друг друга на 180°.