Многообразцовая машина для испытания пружин на усталость Советский патент 1983 года по МПК G01N3/34 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материало а именно к машинам для испытания пружин на усталость, и может найти применение для моделирования условий эксплуатации, например, клапан ных пружин двигателей внутреннего сгорания. Известна многообразцовая машина япя испытания пружин на усталость, содержащая силовую раму прямоугольной формы, кулачковый привод циклического нагружения в виде установленного на раме распределительного вала с кулачками, расположенные в ряд вдоль вала толкатели и упоры для установки испытуемых пружин ij Недостатком машины являются бояь шие габариты вследствие расположения испытуемых пружин вдоль вала. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является многообразцовая машина для испытания пружин на усталость, содержащая силовую раму, кулачковый привод циклического нагружения испытуемых пружин, радиально расположенные на силовой раме вокруг кулачка привода циклического нагружения приспособления для установки испытуемых пружин и толкатели для передачи нагрузки на испытуемые пружины, а также устройство для предварительного статического нагружения 2 . Известная машина имеет небольшие размеры благодаря радиальному расположению испытуемых пружин, однако не позволяет проводить их испытания в условиях, приближенных к условиям эксплуатации клапанных пружин двигателей внутреннего сгорания,.так как допускает проведение таких испытаний только при нормальной температуре. Цель изобретения - приближение ус ловий испытаний к эксплуатационным условиям клапанных пружин двигателей внутреннего сгорания. Поставленная цель достигается тем, что многообразцовая машина Для испытания пружин на усталость, содержащая силовую раму, кулачковый привод циклического нагружения испытуемых пружин, радиально расположенные на силовой раме вокруг кулачка привода циклического нагружения приспособления для установки испытуемых пружин и толкатели для передачи нагрузки на испытуемые пружины снабжена источником нагретого воздуха, а рама выполнена цилиндрической с .кольцевой полостью, в которой размещены приспособления для установки испытуемых пружин, и расположенными в зоне установки последних впускными и выпускными каналами для нагретого воздуха. Предлагаемая конструкция позволяет изменять температуру испытуегюлх пружин и добиваться приближения условий испытания к эксплуатационным, повышая тем самым их точность. На фиг. 1 представлена многообразцовая машина для испытания пружин на усталость, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - профиль кулачка реального двигателя; на фиг. 4 - профиль кулачка машины; на фиг. 5 машина при двухрядном расположении пружин, продольный разрез. Машина содержит силовую раму 1, кулачковый привод циклического нагружения испытуемых пружин, выполненный в виде кулачка 2, установленного на валу 3, размещенном на раме 1 в по,цшИпниках 4 и 5 соосно валу 6 приводного двигателя 7 и соединенном с ним муфтой 8. На силовой раме 1 вокруг кулачка 2 привода циклического нагружения радиально расположе1чь7 приспособления 9 для установки испытуемых пружин 10 и толкатели 11 для передачи нагрузки на испытуемые пружины 10. Рама 1 выполнена цилиндрической с кольцевой полостью 12, в которой размещены приспособления 9 для установки пружин 10. Кольцевая полость 12 сообщается посредством расположенных в зоне установки пружин 10 впускных 13 и выпускных 14 каналов для нагретого воздуха с источником нагретого воздуха, который содержит электрическую спираль 15 для нагрева воздуха и вентилятор 16 для его подачи к испытуемым пружинам 10. Каналы 13 и 14 расположены равномерно по окружности полости 12. Толкатели 11 снабжены роликами 17, взаимодействующими с кулачком 2. Машина работает следующим образомЧерез отверстие выпускного канала 14 пружины 1.0 устанавливаются между толкателями 11 и приспособлениями 9, которые перемещаются по резьбе к кулачку 2, сжимая пружины 10 до тех пор, пока не возникнет требуемое усилие начального сжатия, после чего приспособления 9 фиксируются. I. Двигат«гль 7 приводит во вращение кулачок 2, по-профильной поверхности которого катятся ролики 17 толкателей 11, передакмчих нагрузку на пружины 10. Вентилятор 16 подает воздух, нагретый спиралью 15, по впускным каналсил 13 к пружинам 10, которые нагреваются до требуемой температуры. Через выпускные каналы 14 воздух подается к вентилятору 16 и вновь поступает к пружинам 10. Для поддержания требуемой температуры спираль 15 периодически отключается.

Закон нагружения пружин 10 на исг I питательной машине должен соответствовать закону нагружения на реальНСМ4 двигателе, для чего профиль секторов кулачка 2 вьтолняется в соответствии с профилем кулачка распределительного валаfреального двигателя. Так как размер кулачка.2 выбирается большим размера кулачка :двигателя, то отрыв роликов 17 от ::поверхности кулачка 2 происходит ;при скорости его вращения, превЕлаающей скорость вращения распределительного вала реального двигателя, поэтому время испытания пружин может быть значительно сокращено.

. Число испытуемых пружин 10 может быть увеличено, если установить рядом два кулачка 2 и расположить пруркины 10 в два ряда в шахматном порядке. Для равномерного распределеI ния сил кулачки 2 в этом случае устанавливаются со смещением профилей относительно друг друга.

Для испытания пружин различных типоразмеров кулачки 2 заменяются другими. Благодаря соединению кольцевой полости 12 каналами 13 и 14 ;с источником нагретого воздуха снижается потребляемая мощность.

Применение многообразцовой машины для испытания пружин на усталость позволяет использовать более точную методику ускоренных испытаний, обеспечивающую сокращение времени испытаний и моделирование одинаковых тепловых условий для всех пружин.

МНОГООБРАЗЦОВАЯ МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРУЖИН НА УСТАЛОСТЬ, содержащая силовую раму, кулачковый привод циклического нагружения испытуемых пружин, радиально расположенные на силовой раме вокруг кулачка привода циклического нагружения приспособления для установки испытуемых пружин и толкатели для передачи нагрузки на испытуемые пружины, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационным условиям клапанных пружин двигателей внутреннего сгорания, она снабжена источнике нагретого йоздуха, а рама выполнена цилиндрической с кольцевой полостью, в которой размещены при.способления для установки испытуемых пружин, и расположенными в зоне установки последних впускными и вы,пускными каналгши для нагретого ;воздуха.

Фиг.2