Образец для испытаний валов на усталостную прочность Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на усталость коленчатых валов

Цель изобретения - имитация испытаний коленчатого вала или партии коленчатых валов.

На чертеже представлен образец - имитатор коленчатого вала.

Образец содержит соосные цилиндрические, участки 1 и 2 двух типоразмеров, соединенные посредством галтелей и расположенные с последовательным чередованием таким образом,

что каждый участок 1 большего диамет- ig разрушения, т.е. до разрушения лишь ра размещен между участками 2 мень- в одном опасном сечении (вероятность

шего диаметра. На участках 1 большего диаметра выполнены сквозные отверстия 3, оси которых расположены в центрах симметрии этих участков перпендикулярно оси образца.

При этом два соседних участка 2 меньшего диаметра имитируют шатунную и коренную шейки коленчатого вала, а участок 1 большего диаметра - щеку коленчатого вала, с которой сопрягается коренная и шатунная шейки.0т40

сечении находят по формулам: t

1 I I t, Vg V , где n - число

опасных сечений образца, b f(V,), где f - известная функция. Коэффициент ускорения К,

находят

верстия 3 на участках большого диамет- по формулам: ра уменьшают площадь сечения этих участков в плоскости, проходящей че- зо рез галтель и ось симметрии этого участка, перпендикулярную оси образца. Изменяя размер этих отверстий, подбирают момент сопротивления при Средний ресурс образца t, и коэф- изгибе образца, равный моменту сопро- ф„ц„е„ вариации его в одном опасном тивления опасного сечения натурного коленчатого вала. Момент сопротивления коленчатого вала при кручении определяется диаметром образца в зоне галтельных переходов к щеке.

Щека имеет два опасных сечения m-m и п-п.

Если образец имеет 3-4 щеки (цилиндрические участки большего диаметра) , то он заменяет собой партию натурных отсеков коленчатого вала в количестве 6-8 шт.

Образец может имитировать коленчатый вал с учетом натурного масштаба его основных элементов (моментов сопротивления при изгибе и кручении, геометрии, чистоты поверхности галтелей, способов их термообработки и упрочнения) и может быть уменьшенной его моделью.

Таким образом каждый образец заменяет собой партию натурных отсеков коленчатого вала. При этом резко ускоряются испытания, так как образец

45

следующим образом. Длительность Т, испытаний К образцов с п опасными сечениями равна Т| К -t,, длительность испытаний К п образцов с одним

опасным сечением

50

пНПГ

55

Т, К п-с,, К п t, , тогда коэффициент ускорения

К.П.Е, . 4п

- К с7 учитывает, что , оцениваем численно коэффициент ускорения (п 5: 6) :

31

К

Это минимальный коэффициент ускорения, так как вблизи предела усталосК «36.

ти b - 1 и

2. Образцы испытываются до первого разрушения, потом на этом же уровне

можно испытывать так, чтобы под идентичной нагрузкой находились все опасные сечения его (нагрузку прикладьша- ют к крайним участкам меньшего диаметра) ,

Образец технологичен и прост в изготовлении, так как он представляет собой одноосный стержень, а шейки коленчатых валов располагаются на 3-4 осях.

Образцы могут подвергаться нагру- жению по двум видам испытаний:

1. Образцы испытываются до первого

разрушения образца сразу в нескольких опасных сечениях можно пренебречь) .

Пусть испытано К образцов до первого разрушения и получена информация: t ,, t,, с- ,..., с , где t; - наработка i-ro образца до первого разрушения. Средний ресурс, среднее квадратическое отклонение ресурса и коэффициент вариации для образца в целом до первого разрушения находят

сечении находят по формулам: t

1 I I t, Vg V , где n - число

опасных сечений образца, b f(V,), где f - известная функция. Коэффициент ускорения К,

находят

о формулам: Средний ресурс образца t, и коэф- ф„ц„е„ вариации его в одном опасном

следующим образом. Длительность Т, испытаний К образцов с п опасными сечениями равна Т| К -t,, длительность испытаний К п образцов с одним

опасным сечением

пНПГ

Т, К п-с,, К п t, , тогда коэффициент ускорения

К.П.Е, . 4п

- К с7 учитывает, что , оцениваем чисенно коэффициент ускорения (п 5: 6) :

31

К

Это минимальный коэффициент ускорения, так как вблизи предела усталосК «36.

ти b - 1 и

2. Образцы испытываются до первого разрушения, потом на этом же уровне

нагружения образцы продолжают испытывать до второго и последующих разрушений, меняя места закрепления образца. Коэффициент ускорения при этом снижается по сравнению с макси- мально возможным его значением в 2- 3 раза, но объем информации резко возрастает, как следствие достоверность статистических выводов по результатам испытаний также возрастает

Статистическая обработка результатов при этом производится по формулам:

J п

G

А

;(t:; 1

ч)

:v сэ„ /Е,

Редактор В.Данко

Составитель В.Лазарева

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максмишинец

Заказ 5989/41Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Произ водственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

fO

Формула

4

3 о

бретения

Образец для испытаний валов на усталостную прочность, содержащий соосные цилиндрические участки разных диаметров, соединенные посредством галтелей, отличающийся тем, что, с целью имитации испытаний коленчатого вала или партии коленч а- тых валов, участки разных диаметров выполнены двух типоразмеров и расположены с последовательным чередованием так, что каждый участок большего .диаметра размешрн между участками меньшего диаметра, а на участках большего диаметра выполнены сквоз-ные отверстия, оси которых расположены в центрах симметрии этих участков перпендикулярно к оси образца.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на усталость коленчатых валов. Цель изобретения - имитация испытаний коленчатого вала или партии коленчатых валов путем выполнения образца одноосным. Образец содержит соосные цилиндрические участки 1 и 2 разных диаметров, чередующиеся между собой, соединенные гасителями. На участках большего диаметра выполнены отверстия 3, диаметр которых выбирается из условия равенства момента сопротивления при изгибе образца в плоскости, проходящей через гаситель и ось симметрии этого участка, перпендикулярную оси образца и натурного коленчатого вала. 1 ил. ш со СП -4j 00 /7