Стенд для испытаний рулевых механизмов Советский патент 1990 года по МПК G01M17/06 

Изобретение относится к области испытаний, контроля функциональных свойств и диагностики неисправностей агрегатов транспортных машин, а именно к испытанию автомобильных рулевых механизмов.

Цель изобретения - повышение производительности испытаний.

На фиг.1 представлена принципиальная схема стенда для испытания рулевых механизмов; на фиг.2 - схема подпружиненного фиксатора с электромагнитным управлением и концевым выключателем электродвигателя, на фиг. 3 - схеиа соединения датчиков

DJ, D- длины упругих торсионов и D , D, давлений в воздушных полостях торсидной фрикционной муфты или прохождения тока в управляющих обмотках электромагнитной муфты и автоматической системы настройки их значений.

Стенд состоит из основания 1 (на схеме условно обозначено заделкой) с закрепленным на нем испытуемым рулевым механизмом (РМ) и двух ме- ханизмов нагружения, каждый из которых содержит следующие элементы:

упругий торсион 2 и 3, один конец которого для регулирования его длины, а следовательно, и жесткости соединен с основанием стенда через автономный дистанционно управляемый следящий привод,в частности через электромеханический привод шлицевой конец торсиона 2 и 3 - шлицевой коне подвижной трубы 4 и 5 с установленными на ней электродвигателем б и 7 и редуктором 8 и 9, электрический

0 5

0

5

0

0

5

потенциометрический датчик D1 и D на выходном валу редуктора, шестерню, находящуюся в зацеплении с неподвижной зубчатой рейкой, связанной с основанием стенда. Другой конец торсиона 2 и 3 связан с внутренней цилиндрической полумуфтой 10 и 11J

дистанционно управляемую тормозную муфту 12 и 13, в частности фрикционную управляемую сжатым воздухом от внешнего источника 14 и 15 через клапан с электромагнитным управлением, с корпусом, закрепленным на основании стенда, и электрическим потенциометрическим датчиком давления DЈ и D4, установленным в воздушной полости муфты (датчиком управляющего тока в электромагнитной муфте) . Ведомая часть муфты 16 и 17 жестко посажена на полый вал 18 и 19, установленный на подшипниках в ступице в неподвижной части тормозной муфты и связанный выходным концом с второй внутренней цилиндрической полумуфтой 20 и 21, а внутри вала выполнена подшипниковая опора упругого торсиона 2 и 3,

силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем 22 и 23, червячное колесо которого жестко связано с полым валом 18 и 19 тормозной муфты, а его корпус 24 и 25 установлен на нем на подшипниках и снабжен подпружиненными фиксаторами 26 и 27 с электромагнитным управлением, установленными на его фланце 28 и 29 перпендикулярно торцевой поверхности корпуса тормозной муфты

(фиксаторы выполнены по известной схеме фиг.2: шток 30, расположенный в корпусе 31 и отжатый пружиной 32 в крайнее верхнее положение, катушка 33 электромагнита, сердечник которого выполнен за одно целое со штоком фиксатора, пластина 34 для выключения концевым выключателем 35 электродвигателя 22 и 23 червячного редуктора),

инерционную массу 36 и 37, расположенную на полом валу в подшипниковых опорах 38 и 39 и связанную с третьей внутренней цилиндрической полумуфтой 40 и 41,

вал 42, соединенный с валом сошки 43 рулевого механизма, и дополнительный вал 44, соединенный с ведущим его валом - оба расположены внутри полых валов инерционных масс 36 и 37 и имеют на своих свободных концах, установленных в подшипниках внешние цилиндрические полумуфты 45 и 46. В ступицу каждой из полумуфт встроена корректирующая червячная пара с приводным электродвигателем 47 vH 48, а на ее наружной поверхности установлены подпружиненные фиксаторы 49 и 50, конструкция которых аналогична описанным (фиг.2). При этом на всех трех внутренних цилиндрических полумуфтах 10 и 11, 20 и 21, 40 и 41 выполнены отверстия, диаметры которых равны диаметрам штоков 30 подпружиненных фиксаторов, а оси отверстий совпадают с осями фиксаторов.

Дополнительный вал 44 снабжен дистанционно управляемой муфтой, например, в виде фрикционного тормоза 51 с электромагнитным управлением для блокировки вала с основанием и обеспечения при включенном электродвигателе 47 и 48 проворачивания внешней цилиндрической полумуфты 45 и 46 относительно ее ступицы при поиске положения полумуфты, обеспечивающего попадание штоков 30 ее фиксаторов в отверстия одной из трех соединяемых с ней внутренних цилиндрических полумуфт 10, 29, 40 или 11, 21, 41. На упругих торсионах установлены измерительные тензодатчи- ки D., и Do крутящих моментов, а на валах 42 и 44, связанных с валами испытуемого рулевого механизма, - измерительные тензодатчики и потен- циометрические датчики Т) s и Db уг

10

15

20

25

5486936

ловых перемещений. На валу 42, кроме -того, установлен датчик D9 предельного угла поворота нала сошки. Датчики D т т D4 кроме функций измерения выполняют и функции элементов электрических мостовых схем (фиг.З), обеспечивающих дистанционное управ- ление стендом по схеме. Каждый из датчиков соединен со своим задающим потенциометром 52, а в измерительные диагонали моста включены катушки 53 электромагнитных реле Р, контакты 54 которых включены, соответственно, в цепи питания электродвигателя 6 и 7 (фиг.З) и электромагнитного клапана питания тормозной муфты от источника 14 и 15 сжатого воздуха.

Задающие потенциометры 52, включатели цепей питания электродвигателей и электромагнитов подпружиненных фиксаторов, выходы измерительных датчиков и датчика предельного угла Dg выведены на пульт управления стенда по схемам, обеспечивающим автоматизированный режим настройки параметров стенда и задания программы испытаний, а также режим полностью автоматизированный, когда выходы всех указанных цепей питания, измерения и контроля через интерфейсный блок стыкуются с управляющей ЭВМ.

Работа стенда осуществляется следующим образом.

Исходное состояние: все три внутренние цилиндрические полумуфты разъединены с внешними, все потребители электроэнергии обесточены, давление в тормозных муфтах равно атмосферному (управляющий ток в электромагнитг ной муфте равен нулю). После уста- новки на стенд испытуемого рулевого механизма и соединения его с валом 42 и дополнительным валом 44 либо вручную с пульта, либо программой, записанной в ЭВМ, реализуется любая последовательность определения его характеристик.

П р и м е р. Воспроизводится режим колебания инерционной массы 37 со стороны вала сошки 43 на упругом торсионе 2 для получения переходных характеристик, характеристик жесткости и демпфирования со стороны вала сошки. Предварительно устанавливается требуемое значение жесткости торсиона настройкой задающего

30

35

40

45

50

55

Потенциометра в схеме с датчиком D., Который обеспечивает отслеживание месте с системой труба 42 - электродвигатель 6 - редуктор 8 задан- Йой длины торсиона. Включением Электромагнитов Т муфты 51 блокировки дополнительный вал 44 блокиру- Йтся с основанием стенда, С включением электромагнитов фиксаторов, pac положенных на внешней цилиндрической г:олумуфте 45 в одной плоскости с плоскостью внутренней цилиндрической полумуфты 10 торсиона, и одновременным выключением питания электродвигателя 47 внешняя полумуфта 45 вращается относительно ступицы замкнутой муф-- 51 на основание стенда, осущест- Е(ЛЯЯ поиск соосного расположения осей отверстий и фиксаторов, после феода штоков 30 фиксаторов в отверстие полумуфты 10 электродвигатель it лас тиной 34 и концевым выключателем Отключается от питания. Создается Небольшая величина тормозного момента в представленной схеме созданием Избыточного давления в воздушной Полости тормозной муфты 13 (поворот Движка задающего потенциометра 52 -- разбаланс мостовой схемы (фиг„3) - Появление напряжения на обмотке 53 таеле - замыкание контактов 54 в цепи йитания обмотки электромагнитного кла ijiana источника 15 сжатого воздуха - Ъост движения в воздушной полости фрикционной муфты - изменение поло- зрения движка потенциометра датчика Давления D4 до момента балансиров- (си-мостовой схемы и прекращения питания муфты сжатым воздухом)„

Наличие небольшой величины тормозного момента обеспечивает блокировку червячного колеса редуктора 25 с полым валом 19 и через муфту с основанием стенда. Включается питание элек тродвигателя 23 и электромагнитов 27 фиксаторов. Вращение корпуса 25 редуктора вместе с фланцем 29 и фиксаторами обеспечивает поиск отверстий на торцевой части муфты и ввод в них штоков 30 фиксаторов. В момент ввода фиксаторов в отверстия электродвигатель 23 отключается, а корпус 25 редуктора оказывается сблокированным с основанием стенда через корпус тормозной муфты 13.

Движком задающего потенциометра 52 сбрасывается давление в воздушной полости тормозной муфты 13. Освобож

5

0

5

, o

д

30

35

40

50

55

дается от связи с основанием стенда дополнительный вал 44 отключением питания электромагнитов муфты 51. Потенциометром Dg устанавливается тре- б.уемый угол поворота вала 43 сошки - мостовой схемой, аналогичной описанной схеме (фиг.З). Контакты реле, также включенного в ее диагональ, расположены в цепи питания электродвигателя 23 последовательно с замкнутыми (в исходном положении) контактами концевого выключателя 35. Включается питание электродвигателя 48 и обмоток подпружиненных фиксаторов 50. Аналогично описанной схеме соединения внутренней попумуфты торсиона 2 с внешней полумуфтой 45 происходит соединение внутренних полу- муфт 41 инерционной массы 37 и 21 силового червячного редуктора с внешней полумуфтой 46. Включением питания электродвигателя 23 силовой червячный редуктор 25 через муфту 46 отклоняет от нейтрального (исходного) положения инерционную массу 37, одновременно через испытуемый рулевой механизм, дополнительный вал 44 и связанные цилиндрические полумуфты 45 и 10 закручивая торсион 2.

По достижении угла отклонения инерциснной массы заданного (датчиком Dg) его значения электродвигатель обесточивается. Одновременно обесточиваются и катушки фиксаторов полумуфты 46, которые соединяли ее с полумуфтой 21. Полумуфты размыкаются. С этого момента инерционная масса 37 совершает свободные затухающие колебания, процесс которых либо записывается на осциллограф, либо дискретно запоминается и обрабатывается в управляющей ЭВМ. По окончании процесса колебаний задается требуемая величина тормозного момента в муфте 12 (созданием определенного уровня давления в ней), инерционная масса 37 разъединяется с валом 42 обесто иванием катушек фиксаторов, расположенных на внешней полумуфте 46, а цилиндрические полумуфты 21 и 46 вновь замыкаются. С полумуфтой 45 разъединяется полумуфта 10 торсиона 2 и соединяется полумуфта 20, связанная с подвижной частью барабаном 16 тормозной муфты 12, Датчиком D3 вновь настраивается предельный угол поворота вала сошки. Включением электродвигателя 23 чер

9

вячного редуктора 25 обеспечивается равномерное вращение валов, соединяющих редуктор с барабаном 16 тормозной муфты до тех пор, пока датчик DJ не обесточит электродвигатель 23. При записи показаний датчиков обеспечивается получение характеристик потерь на трение в РМ при передаче движущего момента со стороны вала сошки и статической чувствительности нагруженного РМ.

Опыт повторяют при различных давлениях в муфте 16. При отсутствии в ней давления определяют характерис тики кинематической чувствительности Аналогично строится эксперимент для определения характеристик РМ для режима передачи движущего момента со стороны входного вала РМ. Полный набор характеристик РМ, обеспечивающий получение оценки всей совокупности его функциональных свойств, на стенде может быть получен за одну установку испытуемого образца РМ при устранении операций сборки и разборки и полной автоматизации всего процес- са испытаний по заранее выбранной программе: от задания параметров упругих торсионов и тормозных муфт, изменения структуры силовой части стенда в любой комбинации образующих

его элементов, до съема, обработки информации и выдачи итогового документа .

Формула изобретения

Стенд для испытания рулевых механизмов, содержащий основание для жесткого закрепления на нем испытуемого рулевого механизма, вал сошки которого жестко соединен с валом, соосно с которым расположена инерционная масса, и торсион для соединения с ведущим валом испытуемого рулевого механизма, один конец кото1548693

10

5

рого соединен с основанием стенда, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности испытаний, стенд снабжен дополни- тельным валом и двумя механизмами нагружения, каждый из которых содержит упругий торсион, одним концом соединенный с основанием стенда через автономный дистанционно управляемый следящий привод настройки его рабочей длины, а другим - с внутренней цилиндрической полумуфтой, дистанционно управляемую тормозную муфту, корпус которой закреплен на основании, а ее ведомая часть жестко насажена на полый вал, выходным концом связанньй с второй внутренней цилиндрической полумуфтой, силовой

червячный редуктор с приводным электродвигателем, червячное колесо которого связано с полым валом тормозной муфты жестко, а его корпус установлен на нем на подшипниках и снабжен подпружиненными фиксаторами с электромагнитным управлением, установленными на его фланце перпендикулярно торцевой поверхности корпуса тормозной муфты, инерционную массу,, расположенную в подшипниковых опорах и связанную с третьей внутренней цилиндрической полумуфтой, при этом на всех внутренних цилиндрических полумуфтах выполнены радиальные отверстия, а на сопрягаемых с ними внешних цилиндрических полумуфтах, установленных на валу, соединенном с валом сошки, и дополнительном валу расположены фиксаторы с электромагнитным управлением, причем в ступицу каждой внешней полумуфты встроена корректирующая червячная пара с приводным электродвигателем, а дополнительный вал снабжен дистанцион- но управляемой муфтой его блокировки с основанием стенда.

05Z

Iraj

5J

A,At

+- tSV-O

Ш.З

Изобретение относится к испытаниям, контролю функциональных свойств и диагностике неисправностей агрегатов транспортных машин, а именно к испытанию автомобильных рулевых механизмов. Цель изобретения - повышение производительности испытаний. Стенд содержит основание 1 для жесткого закрепления на нем испытываемого рулевого механизма, инерционную массу 37, упругий торсион 2 для соединения соответственно с валом сошки и входным валом рулевого механизма и снабжен дополнительным валом и двумя механизмами нагружения, каждый из которых содержит упругий торсион 2, 3, имеющий на одном конце цилиндрическую полумуфту 10, 11, а на другом устройство регулирования его длины, оснащенное приводом, электромагнитный клапан источника 14, 15 сжатого воздуха и фрикционную муфту 12, 13, корпус которой закреплен на основании стенда, а ведомая ее часть жестко посажена на полый вал 18, 19, имеющий на конце цилиндрическую полумуфту, силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем, червячное колесо которого жестко связано с полым валом 18, 19. При работе стенда устраняются операции по разборке и сборке стенда и автоматизируется процесс испытаний. 3 ил.

Составитель В.Ионова Редактор В.Данко Техред л.Сердгокова

Заказ 137

Ыраж 440

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор Л.Бескид

Подписное