Стенд для испытания шарнирных соединений на усталость при фреттинг-коррозии Советский патент 1988 года по МПК G01N3/56 G01N17/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки износостойкости материалов шарнирных резьбовых, шпице- вых соединений и установления влияния фреттйнг-коррозии на сопротивляемость деталей усталостному разрушению.

Цель изобретения - расширение видов напряженного состояния соедине- НИИ и приближения условий испытания к условиям эксплуатации соединений шатунов.

На фиг.1 показана схема стенда; на фиг.2 - вид на сечение крепления испытуемой детали.

Стенд содержит основание 1, размещенные на нем с помощью пружин 2 параллельно одна другой две траверсы 3 и 4, соединенные между собой рей- кой 5, шарнирные соединения 6 и 7 которой установлены параллельно шарнирным захватам 7 и 8, т.е. на равном от них расстоянии, предназначен- Hi;iM для крепления испытуемой детали, например шатуна 9. Устройство снабхсе- но закрепленными на противоположных рейке 5 концах траверс 3 и 4 возбудителями 10 и П изгибных и крутильных колебаний. Верхняя головка шату- на 9 закреплена поршневым пальцем 12, а нижняя - конусной втулкой 13 и конусным шкворнем 14 с помощью гаек 15 до необходимого для задач испытания усилия.

Стенд работает следующим образом.

Траверсы 3 и 4 соединяют рейкой 5 с необходимым усилием в шарнирных соединениях 6 и 7. В качестве рейки 5 может быть использован шатун с анало- гичными шарнирными соединениями (фиг. 1). После установки и закрепления испытуемой деталм - шатуна 9 включают, например, электропривод возбудителя 10 изгибных колеба- НИИ. В результате подпружиненна часть устройства входит в колебательный режим, возбуждая в поперечных сечениях шатунов нормальные напряжения сжатия и растяжения и дополнительное знакопеременное напряжение изгиба, которые достигают максимальных значений при резонансной частоте колебательной системы. При этом для создания в поперечных сечениях испытуемых деталей напряжений, вызывающих усталостное разрушение, нет необхоДимос

5

0 5 О

Q 5 Q

5

ти в жестком креплении шарнирных соединений, что позволяет инициировать в них фреттинг-коррозию. Время испытания определяется усталостной долговечностью одного из испытуемых шатунов. С возникновением и развитием трещины в испытьюаемой детали увеличивается податливость колебательной системы, что пр;иводит к сдвигу резонансной частоты и снижению числа оборотов электродвигателя. Это позволяет фиксировать начало и кинетику разрушения.

При инициировании изгибакхцих и крутящих моментов возбудителями 10 и 11 в стержне шатуна возникают растягивающие, изгибающие напряжения и чистый сдвиг, а в шарнирах микроперемещения вдоль шатуна, вокруг поршневого пальца и конусной втулки. Регистрация деформации шатуна и микроперемещения его головок в шарнирах осуществляется одним из известных способов. Путем регулирования нормальных и изгибающих напряжений в наиболее опасных сечениях шатуна достигается такой характер его разрушения, который возникает в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

Стенд для испытания шарнирных соединений на усталость при фреттйнг- коррозии, содержащий основание, две размещенные на нем параллельно одна другой подпружиненные траверсы с жестко установленными захватами для крепления испытуемого соединения, возбудитель изгибных колебаний на одном конце одной траверсы и возбудитель крутильных колебаний на одноименном конце другой траверсы в плоскости, перпендикулярной плоскости крепления возбудителя изгибных колебаний, отличающийся тем, что, с целью расширения видов напряженного состояния соединений и приближения условий испытания к условиям эксплуатации соединений шатунов, стенд снабжен рейкой, шарнирно закрепленной на противоположных возбудителям концах траверс, а каждый захват установлен между центром масс траверсы и рейкой на одинаковом расстоянии от места ее крепления.

f

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки износостойкости подвижных соединений и влияния фрет тинг-коррозии на сопротивление детали усталостному разрушению. Цель изобретения - расширение видов напряженного состояния соединений и приближение условий испытания к условиям эксплуатации шатунов. На основании стенда размещено плоскопараллельное подвижное соединение, состоящее из двух подпружиненных траверс 3,4 связанных шарнирно рейкой 5 и шатуном 9, и возбудителей 10,11 изгиб- нь:х и крутильных колебаний. При инициировании нагрузок возбудителями 10, И в шатуне возникают растягиваняцие, изгибающие напряжения и чистый сдвиг, а также фреттинг-коррозия шарнирных соединений, регулируя которые, достигают характера разрушений, подобного наблюдаемым при эксплуатации. 2 ил. с $ (Л Й1 4iib Од СП со «si

Редактор Л.Зайцева

Составитель К.Афанасьев

Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчик

Заказ 6742/49

Тираж 847

ВИИИПИ Государственного конитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Фиг. г

Подписное