Стенд для испытания винтовых передач Советский патент 1987 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытаниях винтовых передач по разомкнутой схеме нагружения и постоянной нагрузке.

Целью изобретения является упрощение конструкции стенда при создании постоянной по величине нагрузки путем использования в качестве на- гружателя электромагнита постоянного тока и пружины растяжения, сзгмма сил которых при работе стенда всегда постоянна.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема стенда; на фиг. 2 - график зависимости силы, действующей на сердечник со стороны обмотки электромагнита, и силы упругости пружины растяжения от величины перемещения гайки испытуемой передачи; на фиг. 3 - расчетная схема обмотки электромагнита.

Стенд содержит основание 1 с направляющими 2 и 3, предназначенную для крепления к гайке 4 испытуемой передачи траверсу 5 с опорами 6 и 7 качения на концах, которые размещены в направляющих 2 и 3. Реверсивны привод 8 предназначен для кинематической связи с винтом 9 испытуемой передачи.

К траверсе 5 прикреплены две тяги 10 и II, параллельные направляющим 2 и 3. Нагружатель состоит из связанных с регулируемым источником постоянного тока (не показан) электромагнитом 12 постоянного тока, сердечник 13 которого установлен в обмотке с возможностью перемещения и связан с первой тягой 10, и пружины 14 растяжения, связанной с второй тягой 11 и основанием 1.

Стенд работает следующим образом При включении реверсивного привода 3 начинает вращаться винт 9 испытуемой передачи, что вызывает перемещение испытуемой гайки 4 вдоль оси винта 9. При движении гайки 4, например, влево пружина 14 растяжения, которая до этого находилась в предварительно растянутом состоянии, начинает сжиматься, и сила упругости, передаваемаяг на гайку 1 со стороны пружины 14 посредством тяги 1 1 и траверсы 5, уменьшается по прямолинейному закону. При этом сердечник 13 выдвигается из обмотки электромагнита 12. Со стороны маг310666 -2

нитного ПОЛЯ на него действует сила, стремящаяся втянуть его обратно.

По мере выдвижения эта сила увеличивается до тех пор, пока сердеч

5 ник 13 не выдвинется из обмотки электромагнита наполовину, а затем она начинает уменьшаться. Существует участок, на котором сила, действующая на сердечник 13 со стороны

Ю обмотки, увеличивается по закону, практически не отличающемуся от линейного. Жесткость пружины 14 растяжения должна быть выбрана так, чтобы сила упругости пружины I4 и

сила, действующая на сердечник 13 со стороны обмотки электромагнита 12, в сумме давали постоянную нагрузку.

Таким образом, на гайку 4 действует постоянная сила сопротивления. При переключении реверсивного привода 8 и движении испытуемой гайки 4 вправо пружина 14 растяжения растягивается и сила упругости, следовательно, возрастает, а сердечник 13 вдвигается в обмотку электромагнита 12 и сила, действующая на него, уменьшается, В сумме эти силы вновь создают постоянную нагрузку. Для определения жесткости пружины 14 необходимо использовать следующие зависимости. Сила, действующая на единицу объема сердечника 13 в магнитном поле, равна

0

(x),

где М - намагниченность сердечника I3, которую считают равной значению насыщения;

В - вектор магнитной индукции; X - перемещение сердечника 13.

Тогда полная сила, действующая на сердечник 13, будет равна:

F S |i:(x)dx

где S - площадь поперечного сечения сердечника 13,

Nт . COS di COSct-I

В(х) lUju; -,

где

Mo- I 5

магнитная проницаемость; сила тока; u)g- число витков на единицу длины обмотки- электромагнита 12,

Преобразовывая данные выражения, получаем

(

L 1 . 2 - 2 - )

f

- I - K)

L 1 R Пусть L I 0,1 M,

1000.

сердечника I 3; длина обмотки электромагнита 12; длина сердечника 13; радиус обмотки. 0,4 м, R 0,125 м, 2н«с 08 I 80 А,

Построив график F F(x) для даных параметров, можно увидеть, что на участке .хЭ (0,09; 0,15) полученная линия является прямой. Выпол/.У

13106664

нив аппроксимацию этой линии, получим F 4683х-136,5. Участок хЭ (0,09; 0,15) является рабочей зоной нагружателя. Очевидно, что жесткость пружины 14 растяжения равна Z 4683 Н/м,

Формула изобретения

Стенд для испытания винтовых передач, содержащий основание с направляющими, предназначенную для крепления к гайке испытуемой передачи траверсу с опорами качения на

концах, размещенными в направляющих, реверсивный привод, кинематически связанный с винтом испытуемой передачи, нагружатель и прикрепленные к траверсе две тяги, параллельные

направляюгщм, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения конструкции при создании постоянной по величине нагрузки, нагружатель выполнен в виде электромагнита постоянного тока, сердечник которого установлен с возможностью перемещения и связан с одной из тяг, и пружины растяжения, связанной с второй тягой и основанием.

700600

500

WO

т200700

0,05

Pipp

0.2 Х,м

2

фигЗ

Составитель Ю. Красненко Редактор К, Волощук Техред А.Кравчук Корректор М. Пожо

Заказ 1882/38 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ш

О

Л