Устройство для испытания на усталость цилиндра двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК G01M15/00 

L К Н 1 Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестро нию, а именно к устройствам для исп тания деталей на усталость, и может быть использовано в различных отрас лях народного хозяйства. Известны устройства для испытани на усталость цилиндра двигателя вну реннего сгорания, содержащие нагрузочные поршни, пульсатор, рабоче тело и технологические заглушки, причем пульсатор связан с поршнями, размещенными в испытуемом цилиндре, рабочее тело размещено между поршня ми, а технологические заглушки в отверстиях испытуемого цилиндра Для испытания на усталость полых образцов, имеющих в стенках сквозные отверстия, известным устройством необходимо заглушать отверстия в образцах, так как в качестве рабо чего тела используется жидкость. Эт приводит к снижению точности определения предела выносливости из-за искажения напряженного состояния образцов. Кроме того, известное устройство не обеспечивает возможность проведения многоцелевых испытаний. Точность определения предела выносливости снижается также из-за возможных утечек жидкого рабочего тела, а устройство надежных уплотне ний, особенно при высоких давлениях сложно и дорого. Целью изобретения является повышение точности определения предела выносливости, а также обеспечение возможности проведения многоцелевьк испытаний. Поставленная цель достигается тем, что рабочее тело выполнено из многослойной амортизационной резинй а технологические заглушки выполнен в виде металлических вставок, армирующих резину. На фиг. 1 показано устройство, продольньй разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А, на фиг. 1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг. 1. Устройство содержит пульсатор 1 с поршнями 2, испытуемый цилиндр 3 со сквозными отверстиями 4 и рабочее тело 5, установленное в полости цилиндра 3 между поршнями 2. Рабоче тело 5 выполнено из маслостойкой, амортизационной резины в форме полости цилиндра и снабжено металлическими вставками 6 и 7 - технрло8гическими заглушками, укрепленными заподлицо на внешней поверхности рабочего тела 5, по его ребрам и соосно отверстиям 4. При проведении испытаний на усталость поршни 2 пульсатора 1 совершают возвратно-поступательное движение, передавая заданное усилие на рабочее тело 5, размещенное в полости цилиндра 3. Так как рабочее тело 5 выполнено из упругого несжимаемого материала, не имеющего остаточных деформаций в диапазоне рабочих давлений цилиндра 3, давление от поршней 2 передается через рабочий элемент 5 равномерно к цилиндру 3, что позвоцяет определять с большой тЪчностью его предел выносливости. Чтобы материал рабочего тела 5 не вьщавливался через отверстия 4, на внешней поверхностирабочего тела 5 соосно фтверстиям 4 цилиндра 3 укреплены заподлицо металлические вставки 7. Вставки 7 одновременно .предохраняют от разрушения рабочее тело при его трении о края отверстия. Такой же цели служат-и вставки 6, размещенные по ребрам рабочего тела 5. Чтобы вставки 7 во всем диапазоне перемещений поршней 2 перекрывали отверстия 4 и в то же время не сказывались на упругих свойствах рабочего тела 5, их площадь, должна быть связана с площадью соответствующих им отверстий соотношением , 0,5-0,9, где fj - площадь поверхности вставки; обращенной к -отверстию, F( - площадь отверстия. Для воспроизведения реальных условий нагружения цилиндра высота рабочего тела 5 превышает высоту камеры сжатия двигателя или насоса в 1,051,25 раза. Это позволяет устанавливать рабочее тело в полость цилиндра с некоторым зазором и ограничить участок действия сил при испытании цилиндра только рабочей зоной. Кроме повьш1ения точности определения характеристик усталости, предлагаемое устройство позволяет проводить многоцелевые испытания. Так, кроме определения предела выносливости, одновременно могут проводиться испытания на коррозионную усталость в различных средах и испытания внешней поверхности образца 3. В качестве материала рабочего тела 5 может быть использована рези3

на амортизационная марки 6620. Вставки 6 и 7 могут крепиться на поверхности рабочего тела 5 вулканизацией. Такое выполнение рабочего тел-а позволяет значительно повысить точность усталостных испытаний полых образцов, имеющих в стенках Сквозные отверстия, например втулок и рубашек цилиндров двигателей внутреннего сгорания, и дает значительный экономический эффект.

Применение предлагаемого устройства позволит в большинстве случаев ограничиться только стендовыми испытаниями втулок и рубашек цилиндров двигателей и насосов, уменьшив объем эксплуатационных испытаний. Уменьшение объема эксплуатационных испытаний по определению долговечности и работоспособности цилиндров тепловозных дизелей позволит сократить затраты на их проведение.

Предлагаемое устройство позволит тазОке, зная действительную эпюру сил, .действующих на стенки цилиндров двигателей и насосов, воспроизвести ;их на стенде и с помощью этого раз.рабатывать методы повышения долго|вечности данных деталей.

08А

Применение предлагаемого устрой- ства в лабораторных условиях позволило рекомендовать для внедрения в производство технологию местного термоупрочнения рубашек цилиндров дизелей типа Д100, позволяющую увеличить их долговечность более чем в 2 раза. Для проведения эксплуатационных испытаний требуется не менее, 3 лет. Ликвидация этого периода позволит при существующей мощности заводов по производству запасных частей обеспечить полную замену на эксплуатируемом парке тепловозных дизелей рубащек цилиндров на более долговечные, что, в свою очередь, уменьшит ежегодный выход их из строя на 2 тыс. шт.

Средние эксплуатационные затраты на замену одной втулки цилиндра, вышедшей из строя по повреждению рубашки, составляют около 62 руб. Годовой эко-номический эффект составит

Ср 62 X 2000 124000 руб. Таким образом, ожидаемый годовой экономический эффект от применения предлагаемого устройства только на тепловозостроительных и тепловозоремонтнвдк заводах значительно превысит 100 тыс. руб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее нагрузочные поршни, пульсатор, вибропередающий элемент и технологические заглушки, причем пульсатор связан с поршнями, размещенными в испытуемом цилиндре, содержащем вибропереда1ющий элемент, а технологические заглушки расположены в отверстиях испытуемого цилиндра, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности определения предела выносливости, вибропередакнций элемент выполнен из маслостойкой резины, армированной технологическими заглушками.