Стенд для испытания на термомеханическую усталость материала камеры сгорания двигателя Советский патент 1987 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях материалов двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение достоверности испытаний.

На чертеже представлена общая схема стенда.

Стенд содержит основание 1, образец 2, захваты 3 и 4, устройство для нагружеработы толкателя 16. Через подвеску 10, коромысло 9, тяги 5 и 6 и шпиндели 7 и 8 в рабочем сечении 34 образца 2 за один оборот кулачка 15 создается высоко- частотное нагружение бизг, моделирующее высокочастотное изменение напряжений, возникающих в деталях камеры сгорания две от сил давления газов. Для того, чтобы нагружение происходило по заданному закону постоянно в одной точке,

ния образца переменным чистым изгибом, Ю а не перемещалось по поверхности рабочего которое включает в себя тяги 5 и 6, сечения 34 образца 2, кулачок 15 и об- ведущий 7 и ведомый 8 щпиндели, коромысло 9, подвеску 10, рычаг 11 с осью

разец 2 в захватах 3 и 4 вращаются синхронно с передаточным отношением 1:1 и, следовательно, с одинаковой часто- кулачковый механизм для создания пере- .. той. При этом остальные точки рабочего менных изгибающих нагружений разной ам- сечения 34 работают по менее жесткому

12

вращения и грузом 13, пружинноплитуды, состоящий из пружины 14, кулачка 15, толкателя 16 с регулировочным болтом 17, рычага 18 с изменяемым плечом и тяги 19, механизм изменения плеча, состоящий из пружины 20, тяги 21 рычага 22 и кулачка 23, механизм для создания переменных растягивающе-сжимаю- щих нагружений, содержащий тягу 24, кулачок 25, толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, регулировочзакону нагружения.

Электродвигатель 39 постоянного тока через редуктор 40 вращает кулачки 23 и 25. Кулачок 25 через толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, тягу 24 и ведомый шпиндель 8 создает переменное осевое нагружение образца 2, которое моделирует переменные низкочастотные

ный болт 30 начальных нагружений, электро- напряжения, возникающие в деталях камеры

сгорания две при набросе- и сбросе нагрузки двигателя. Так как время цикла изменения напряжений зависит от материала детали камеры сгорания ДВС, то с помощью элекродвигателя 39 постоянного тока и редуктора 40 предусмотрено регулирование скорости вращения кулачка 25 с передаточным отнощением от образца 1- 10- 3- 10 что позволяет проводить испытания как материалов, применяющихся з двигателе- строении, так и перспективных материалов. 5 Вращение кулачка 25 связано с задатчи- ком программ, который обеспечивает нагрев образца 2 электропечами 31 и 32 по заданной программе, что позволяет моделировать изменение температуры в деталях

печи 31 и 32 для нагрева образца по заданной программе, лучистый нагреватель 33 для создания температурной волны на поверхности рабочего сечения 34 образца 2, устройство изменения мощности лучистого .. нагревателя, включающее кнопочный переключатель 35 и набор сопротивлений (не показан), первый электродвигатель 36 постоянного тока, редуктор 37, муфту 38, второй электродвигатель 39 постоянного тока, редуктор 40.

Стенд работает следующим образом.

Закрепляют образец 2 в захватах 3 и 4 шпинделей 7 и 8. Перемещая груз 13 по рычагу 11, создают минимальную нагрузку

измеение.м тем

чистого изгиба. Руглировочным болтом 17 40 ка.меры сгорания ДВС при набросе и сбро- убирают зазор между толкателем 16 и рычагом 18 с изменяемым плечом. Сжимая и отпуская пружины 28 и 29 регулировочными болтами 27 и 30, создают начальную нагрузку растяжения-сжатия. Засе нагрузки синхронно с пературных напряжений.

Лучистый нагреватель 33, установленный над рабочим сечением 34 образца 2,

тем одновременно запускаются электродви- 5 создает на поверхности образца 2 темпера- гатели 36 и 39 постоянного тока, электропечи 31 и 32 и лучистый нагреватель 33.

Электродвигатель 36 постоянного тока через редуктор 37, муфту 38 и ведущий ,„ ной волны на рабочее сечение 34 образщпиндель 7 приводит во вращение обра- -

зец 2 вокруг его продольной оси, а также кулачок 15. Вращаясь, кулачок 15 посредством толкателя 16 с регулировочным

турную волну, которая моделирует температурную волну, возникающую на поверхности деталей, составляющих камеру сгорания ДВС. При воздействии температурца 2 в поверхностных слоях последнего возникает волна напряжений.

болтом 17 воздействует на рычаг 18 с

Кулачок 23, вращаясь совместно с кулачком 25, в зависимости от моделирования

изменяемым плечом, а через тягу 19 и на 55 образце 2 наброса или сброса нагруз- рычаг 11, который, поворачиваясь вокруг оси 12, нагружает подвеску 10 и пружину 14, которая служит для безударной

ки двигателя изменяет плечо рычага 18 с изменяемым плечом и мощность лучистого нагревателя 33. В момент, когда

работы толкателя 16. Через подвеску 10, коромысло 9, тяги 5 и 6 и шпиндели 7 и 8 в рабочем сечении 34 образца 2 за один оборот кулачка 15 создается высоко- частотное нагружение бизг, моделирующее высокочастотное изменение напряжений, возникающих в деталях камеры сгорания две от сил давления газов. Для того, чтобы нагружение происходило по заданному закону постоянно в одной точке,

а не перемещалось по поверхности рабочего сечения 34 образца 2, кулачок 15 и об-

закону нагружения.

Электродвигатель 39 постоянного тока через редуктор 40 вращает кулачки 23 и 25. Кулачок 25 через толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, тягу 24 и ведомый шпиндель 8 создает переменное осевое нагружение образца 2, которое моделирует переменные низкочастотные

напряжения, возникающие в деталях камеры

измеение.м тем

ка.меры сгорания ДВС при набросе и сбро-

се нагрузки синхронно с пературных напряжений.

ка.меры сгорания ДВС при набросе и сбро-

Лучистый нагреватель 33, установленный над рабочим сечением 34 образца 2,

создает на поверхности образца 2 темпера-

создает на поверхности образца 2 темпера-

ной волны на рабочее сечение 34 образтурную волну, которая моделирует температурную волну, возникающую на поверхности деталей, составляющих камеру сгорания ДВС. При воздействии температурной волны на рабочее сечение 34 образ -

ца 2 в поверхностных слоях последнего возникает волна напряжений.

Кулачок 23, вращаясь совместно с кулачком 25, в зависимости от моделирования

образце 2 наброса или сброса нагруз-

образце 2 наброса или сброса нагруз-

ки двигателя изменяет плечо рычага 18 с изменяемым плечом и мощность лучистого нагревателя 33. В момент, когда

происходит наброс нагрузки, кулачок 23 воздействует на рычаг 22, и тяга 21 нере- мещает тягу 19 в сторону увеличения плеча рычага 18, при этом происходит возрастание амплитуды изгибающих нагру- жений (фиг. 6). Одновременно рычаг 22 воздействует на кнопочный переключатель 35, и лучистый нагреватель 33 работает с максимальной мощностью. При сбросе нагрузки кулачок 23 отпускает рычаг 22, пружина

Формула изобретения

Стенд для испытания на термомеханическую усталость материала камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, включающий образец испытываемого материала, нагреватель, приводной электродвигатель и пружинно-кулачковый механизм нагружения образца чистым изгибом, связанный с приводным электродвигателем, отличающийся

20 возвращает тягу 19 в положение мень-Ю тем, что, с целью повыщения достовершего плеча, уменьщая амплитуду изгибаю-ности испытаний, стенд дополнительно сощих нагружений, а кнопочный переклю-держит связанные между собой рычаг с

чатель 35 через набор сопротивленийизменяющимся .плечом и пружинно-кулачкоуменьщает мощность лучистого нагревателя,вый механизм растяжения сжатия и второй

что приводит к уменьщению амплитуды,j- приводной элекродвигатель, причем мехатемпературной волны и волны напря-низм растяжения сжатия связан с обжений. ,разцом испытываемого материала.

Редактор В. Данко Заказ 5503/39

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенш и oTKpiiiini i

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., л. 4;5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Формула изобретения

Стенд для испытания на термомеханическую усталость материала камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, включающий образец испытываемого материала, нагреватель, приводной электродвигатель и пружинно-кулачковый механизм нагружения образца чистым изгибом, связанный с приСоставитель .4. Аристов

Техред И. ВересКорректор В.

Тираж 776Подписное

Изобретение позволяет повысить достоверность испытаний. Механизм для создания переменных изгибающих нагружений разной амплитуды состоит из пружины 14, кулачка 15, толкателя 16, рычага 18 с изменяемым плечом и тяги 19. Механизм изменения плеча состоит из пружины 20, тяги 21, рычага 22 и кулачка 23, Механизм для создания переменных растяги- вающе-сжимающих нагружений содержит тягу 24, кулачок 25, толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, регулировочный болт 30. Кулачок 23, вращаясь с кулачком 25, в зависимости от моделирования на образце 2 наброса или сброса нагрузки двигателя изменяет плечо рычага 18 и мощность лучистого нагревателя 33. При этом изменяется амплитуда температурной волны и волны напряжений. 1 ил. i -JJ 58 1 J L, 1 U/ -JJ 4 0 29 2 2827 2625 и . ., ,/ //л/ СО СП 4 О5 0