Стенд для испытания рамы и платформы транспортного средства Советский патент 1986 года по МПК G01M17/07 

Изобретение относится к устройствам дли нсньи-ания рам н платформ транспортных средств от воздейстЕ5ия переменных 1)0 времени нагрузок.

Цель нзобрет ения - обеспечение возможности проведения натурных стендовых пснытаний рамы и платформы транспортного средства, эквивале1 тных по достигаемому резу. ;ьтату эксплуатационным.

На фиг. 1 показана схема сил, воспринимаемых рамой и платформой транспортного средства нри пх симметричном пагру- женпи; па фнг. 2 -- схема cил,вocIIpиIiимa- емых рамой и платформой тра1 спортного средства (:ри их кососимметричпом пагруже- НИИ; На фиг. 3 -- схема сил, воспринимаемых рамой и платформой трапснортно|-о с редства в |-оризонталвной плоскости при его движе |ии по криво;- - (па поворотах); t;a фпг. 4 - предла1 аемый степд; па фиг . 5 -- вид А на -фиг. 4 при работе стенда (показана система си-л, действуюихая на раму н платформу транс 10ртного средства в нопереч- пой плоскости); на фиг. 6 - - вид Б на фиг. 4; па фиг. 7 -- вид В ь;а фиг. 4; па фиг. 8 - сдвоеппая передняя «п: аваю1цая в верти- ка.аыюм нанравлепии опора, вид сбоку; па фиг. 9 -- вид Г па фиг. 8; па фиг. 10 --- узел 1 I-U1 фиг. 8; на фиг. 11 -- комбинированный 1нарнир онирания осп балансирной подвески, обнигй вид; на фиг. 12 - - разрез Д--Д па фиг. 1.

Рама 1 и платформа 2 транспортпого сре:|,ства в эксп.туатации подвергаются воз- .дейс ,ч5ию различных систем сил (фиг. I - 3) как раздельно, так и в комплексе и при этом деформируются: на величину а от воздействия симметричной системы сил, вызвг- ваемой весом перевозимого полезного груза в н. штформе (фиг. 1); на величинв b и с, возникающие ири закручивании рамв па угол Р от воздействия кососимметричпой еисте- мы сил, причем перемеьцение двух противоположных сечений лонжеронов (продольных элементов) рамы 1 вызвано тем, что р01;ы при кручении рамы перемещаются в вертикальной нлоскости в противоположных 1 анра 5лениях (как лезвия ножнип), а перемеи1ение с является следствием депла- напии сечепий лопжеронов рамы 1 от их кручения, возпикаюп1е1 0 при закручивании рамы 1 на угол Р (фиг. 2), на угол Y от воз- дейетвия еистемы сил, возникающей в горизонтальной п;1оскости при движении транспортного средства по кривой (на повороте) (фиг. 3), что приводит к перемеп.1,е- НИ1О противопо. южных сечепий локжеропов рамы 1 одно от1 осителвпо другого и. в ко- счете, увеличивая величину С нри воздействии на транспортное средство, всех систем сил н комплексе.

Несуихая система транспортпого средства, состояния из рамы 1 с установленной на ней платформой 2. загруженной в соответствии с .распределением веса по осям трап

0

0

0

5

0

ми arpei-атами транспортпого средства (дви- 1 ат сл1., кабина и т.д.) vc ianaBj nBat TCH на спецприспособлен и и степда.

Стенд, устаповленпый па )ва- пии, состоит из передней сдвоешюй ч/iaiicio- в вертика. на: равлепии опо-ры (фи1 8) и задней (шиг. ), 1зынолпею ой li виде комбинированных luapnnpoB.

Перел1пяя часть рамы i пос)одс1 вом ресеор 4 опирается на пагр 3очнук балку 15 (рессоры с нагрузочной балкой ;отся, как и на тоапспортпол С1)ел.стве.. стремянками). }-5агр зоч1 ая балка 5 посред- ство.м двух сферических H.iapчиров i; сое.1и- :iena с двумя штоками / , геремегпаигиди- иися в вертика.1ьном направлпип но на: {)ав- ЛЯ1О1НИМ 8, жеспч-со связан1 Ь м с ), ус 1 адав;1иваемом на бе кмпюм ocnoi-sa1П1И.

(дрерический niapimp 6 соединении n&i pv- 304ной балки 5 с перемепилклдкмнся в вертикальном направлении нпчжа.ми; 7 состоит пз флаипа 10., сухаря 1 1 п uiapoBoro на.ть- н,я 12, связанных посредствол: болтов 13. Сферический ларпир 6 с нагрузочной ба;1кой связан посредством болтов 14, а со Потоками 7 niapoBbiM 12, имеюши резь- бор,ой участок с i-айкой 15 (фиг. 10),

В свою очередь, нерел,няя нагрузочная ба..тка 5 через Bepxin-ie сферически.е )ни- -,уы связана с серво1 идрав:л1чсскими пи. ;ипд- parviH 16 (источником си.;|(жого s(JзбyждeiП1я), которые посредством нижних сферических нкарпиров за.мкнуты неподвнж ;о на основание (фиг. 4 и 5).

Благодаря палич 1Ю .чзу. с(Ьери сских н(аапиров б, двух потоков 7, направля О1л,их 8 ередпяя Г Лаваклдая опора обеспечивает пагрузочной балке о )ертика.лвпые перемещения S (фн; . 5), поаооот ма гол В с ; ада1;ным ускорением о) (сЬиг. о, 9), ;оворот на vгoл а (фнг. 8), необходимый дли имкта- пии преодоле1 ия нрспитст ;ия траьхпортным средством одновременно л, колесами, а также воспроизведения режима i-алопирова- нпя, а также обеспечивает устойчивость несуи1ей снстемь: транснортно11; срсл,стза от ее сползапия (опрокидываипя со спедприспо- соб,теняй в продольном к поперечном направлениях и от разворота относительно вертикальной оси нри ее искытани/-; с бо,ть- 1ПИМИ амплитудами пере.5еп1.енкй).

Зад.пяя часть рамы 1, оснап1С1И1ая осью ба;1ансирной 1К,|двески 3, опирае ся 1:(.)с|:)ед- ством комбинирован чых н:арпиров 8 i;a бетонное основание (фиг, 4, 6, 7). образом, задняя опора стенда нре;|,стазляет собой два комбинирс:в;апиы jnapFUif/a 8 онпра- ппн оси балйнсирной подвески 3, которая посредством кропнггейно 17 крепится к ра- .ме 1 (фнг. 11 и 12), с ; ругой сторо1 Ь ось балапсирной 1Юдвески 3 соединена башмаком 18 со П1тапгой 19 сфер гчуского Hiapiinподвески 3 -- 18 прсдс авляет собой ,клинд1)ичсский шарнир. На BUCNIHIIX концах оси ба:1анси;)иой подвески 3 выполнены резьбовые участки, на которые, для Г1редотвра1ие}1ия сползания башмака 18. наворачивается гайка 20. Башмак 18 со штангой 19 сферическо Ч) шарнира соедилон жес-:-- ко посредством стремянок 21. Сфери.еский шарнир помимо 1птанги 19 включает в себя сферическую онору 22 и корпус шарнира 23, закрен.. 1енный болтами 24 на тумбе 25, которая неподвижно замкнута на бетонное основание.

Бла1 одаря тому, что задняя онора выполнена в виде комбинированны.х 1иарниров, верхнего цилиндрического и нижнего сферического, это нозволяет несун1ей системе транснортного средства без стеснения осуществлять еледуюн1ие виды деформаций ее элементов: пере.мещение с относительно продольной оси транспортного средства (фиг. 2, 7); нере.мен1ение Ь относительно вертикальной оси транспортного средства (фиг. 2, 7): поворот сечений несун1,ей системы относительно вертика. Гоной оси (фиг. 3, 7); а также обеспечивает устойчивость несуш.ей системы транснортного средства от ее снолза- ния (опрокидывания) со спецприспособлений стенда в поперечном направлении (направление g. фиг. 6) при ее испытании с боль- 1НИ.МИ амнлитудами нере.меш.ений.

Схема закрепления и нагружения несущей системы транспортного средства на стенде разработана исходя из эксплуатационных видов нагрузок, а также видов деформаций рамы и платформы.

Кроме того, при разработке стенда д;1Я испытания рамы и платформы тран- спортпого средства гфи- воздействии переменных во времени нагрузок учитыва.юсь, что во время движения транспортного средства по неровной дороге н асси имеет поперечное покачивание на рессорах (фиг. 5). что приводит к смен1ени1О ocii вран1ения транснортного средства и может достигать сун.ественной величины. Поворот рамы 1 niac- си на угол р означает, что и рессоры 4 будут новорачиваться и смешаться в горизон- )Ной плоскости, че.му препятствуют оси KOJiec и сами колеса, связанные с дорогой силами трения, возникающими от вертикальной нагрузки.

Закручивание несущей системы на угол р и деформации рессор 4 вызывают появление в горизонтальной плоскости реактивных моментов и сил (например, Ру, фиг. 5), изгибаюи их ра.му и нлатфор- му транспортн.ого средства в их нлоско- сти. Величина этих усилий зависит от боковой жесткости рессор 4, величи ны cMeiue- ния оси вращения и пропорциональна углу закручивания р рамы 1.

В конструкцию стенда введена передняя и;1аБающая в вертикально.м нанравлснии опора (фиг. 8, 9), которая предназначена .тля oбecиe eния необходи.мого числ1а по;1.чых перемещений несущей системгл транснортного средства, с одной стороны, и ее устойчивости на снецприснособлениях стенда в процесса испытаний -- с другой. |1ере;1ния .хп.чаваю;цая в вертикальном направлении опора состоит из корнуса 9 . 8, 9. 10). штоков 7 и нанравляюших 8. сферических шарниров 6 и связываю- гдей их нагр 3очной балки 5. Такая конст0 рукция «плавающей оноры обеспечивает вертикальное Г1еремен1ение нри угловых поворотах ба.1ки в двух плоскостях, что позволяет воспроизводить на испытуемой iiecy- шей системе следующие режимы движения транспортного средства - галопирование,

5 боко1 ое качание, движение но кривой (на поворотах) и др.

Также учитывалась особенность работы независимой балансирной тележки, которая заключается в то.м, что она нлавно

,- окатывает неровности дороги, в связи с этим в своей задней части рама 1 опирается

посредством KON 6nHHpOBaHHbLX HiapHHpOB

8, верхнего цилиндрического и нижнего cd)epii4ecKoro, на бетонное основание (фиг. 4, 6 ..7, II. i2i. Рама 1 через ось 3 балаисир5 iKui подвески i; башмаки 19 рессор опирается на сферические шарниры. Соедине- i .iie оси 3 бала -;С11рной подвески с банлмака- м;. 18 рессор редставляет собой цилиндрический Н1арнир. сочлененный жестко со ссЬерическим шарниром, введение которого

0 дает необходимую свободу продольных, вер- гикальных и гловых перемеплений сече- 1иГ1 .юнжеронов рамы 1, возникающих гиги кососим.метричном и в комплексе нагружении рамы, а также обеспечивает не- которч Ю свободу бокового перемещения при

воспроизведенн режима движения транспортного средства но кривой (на повороте), фиг. 2. 3, 4. 7.

Гаким образом, несущая система тране- Q HOpTHOi O средства нри испытаниях в стендовых з словиях имеет все степени свободы, характерные для нее нри эксплуатации.

1- ассмотрим изменение системы еи, 1. tsoc- нриь:имаемой несущей систе.мой транснортного средства в дннамике, а для удобства 5 анализа сведем ее в центр тяжести О (фиг. 5) Центр тяжести О несущей системы транспортного средства лежит выще плоскости рамы 1 на величину плеча Н. В точке О прежде всего приложен вес несущей системы и груза в платформе 2 в виде силы Р. При 0 вертикальном S и угловом пере.мещении нагрузочной балки 5 на угол р с угловым ускорением и -ноявляются проекции Pj- силы Р на оси коорд11нат, связанных с рамой. ян, 1яется сила (проекция Р на ось Y, фиг. 5)

5

которая изгибает раму и платформу в их плоскости, а также будучи приложенной в точке О, дает крутящий момент, равный Р.уН. угловое ускорение ы порождает доно, 1и-;телыН)Н 1 крутящий момент mwr (где m Г /асса несущей системы и полезного г)узя, г - половина ширины колеи а15томоби- ля), а в сумме они дают крутящий моме;-гг MX. Соответственно каждая из ироекн;. силы Р на оси координат X.Y, Z (фиг. 5) по- рож.мает в динамике, помимо еносредствен- ного си;1ово|-о воз,1ействия, крутя1иие и изгибающие моменты, которые по своечу характеру ана:(огичны эксн.луатационг Ы и. fia фиг. 5 показана система сил, приложенная к точке О, где М.,- крутящий момент; Р.х продольная CH, ia, возникающая от перемещения пе}1Т а тяжест.и з вертикальной нлос- кости; Руноиеречгая си.ла: . vVv - момент, изгибаюни- Й несунАую ci-ii-тему з вертикальной :лоскости, вызываемый «галопированием ; р. - - вертмкал1 кая си.па; ,V. - .моме: 1т, И313 баюн1ий necvirivK ct-стему в горизонт ал плоскости.

11ред, агаемый стенд позволяет воснроиз. 1юдить следующие виды кагруженик кручение несунлей системы ошосите.пьно ее про- оси; 1-аг)ужение иесуп1ей сис- те.мы транспортгюго средства инердионп1) си..ча.ми и юмен 1 ами от- ли; -1ей| ы.х пере.ме- пхий с ускорением платформы с 1 ;)узом, рамь; и дру|Л1Х элементов конетрукции в продол)- но-1 ертика;11 н()й плоскости; пагружение несущей системы иис-рпиониыми силами и MOMCJ;- тами при боковой качке с угловылчи ускорениями.

11ри н;и 11-:чии Ka;)uioro нз указап|1 1 Х видов иагружения происходит еовместная работа )амы трикснорт-ио1-о С), платформы с грузом и связующих элементов. Эти виды нагружекий зызьнззют мации, опре.аеля1()щие, в основном, ресурс HCcyHUiX элементов рамы и илатфо)мы тра| спортпого .дС7ва в эксплуатацми; изгиб в вертикальной и гор {зои7а. aiiiofi ;1лоско- сггях; круче1 ие г)тносит1:лы;о :ро/1.ольпой оси.

.Испьггания проводят следуюи:и; Л образом.

, лиг;а1мические нагпузки ;:а 1 и через нее на п. штформе 2 и других элементах тран- спс)1ггного средства сс;зда огс/; сервогид)авли- ческими иилипдрами 9. щтохи которв1х де- :iaicr 1)ертика,;д.1:ые :;одо1 но заданной нро- )e, вызьи ая : акручи|1анме, -xi-алопи- XMsanHC, Ч)рлзол : а/ ьмый м кС), л,;;ижепие кривой и .;;п. режимы на-ру/кеиия иесу- дей CMCTC Mid. Гори:;|). 1ь:1Ь Й иесу- лей cucTCMii транепортно -о crie.;,CTiia обес- псч -11 а(Ч ся конс Г рукцией .:тя (ось i;oBO)o- la i;ai-j)v304: oi балки стен.ча .1е/к;г:- ниже оси .ручеиии и йеси pai-cHop Horo средства, и силами иперг.ии, (;озникп:{; иими в момент 1; ме1;ег ия iiaiinaiiJK HMJi кp чeнii ;. Чакручи- ;:пг:и- к ,:1О1:;пи)ва| не ПчЧ ущсй .-истемы трачс ;о ;тно1Ч средства обесчючиваетсн вве- ..ei;H{ vi разфаз:-ч;опки работы сервогидрав- .1ич(ч:ких ди,-1иид)ов, и .тате че1Т) иро- ; сходит занру иыа 1ие ч вертика.чвпое че- ремен1ение че|1ед::ей час1Ч пссуитей системы с )и)еде. енпым ч:корением, ззвисяпгим от задаваемой цилиндрами частотвг

( ие.Ч)Ю оченкн jccypca рамы i: njiaT- форл:ы, а также соиостаничости интенсиг - пи:лч; и видов поврежден-и;, нри составлении м()()граммы 1 агружения .1ля того стенда используются за.1иск усиоре ий. УГЛОВ ;й)К|1учязания ламы и кчатфоил ы, iihie при движении трансчо|Ггного средства 1О ;а;5л;1чмым догкм. Путем соответ- ствуюп;.ег(з ре..чактнрования записей получа- дг |;уж ;ук) ииформадию ка . лен- :0 Л..ЧЯ чр(граммир()вания чс:чыта -1ий.

z.

м,

м.

Р, У

V

Вид А

16

p777

I

А

Фиг. 5

Вид г

ЗЭТЭ °™ Тр-Ч-™ 1

в я ч ; I

J™Ji

г..- /,,

ZD

Фиг.8

Фиг. 9

Фиг. to

Вид В

фиг. //

.™ja;22 llfl

J

Ф1Аг. 12