Установка для исследования элементов конструкции аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском и способ исследования элементов конструкции аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском Советский патент 1990 года по МПК F04B51/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в стендовом оборудовании для исследования элементов конструкции гидромашин.

Цель изобретения - повышение точности замеров параметров, характеризующих работу гидромашин, в частности определения сил и расхода в сопряжениях опоры.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки, общий вид; на фиг.2 - расположение датчиков в опоре; на фиг 3 - выполнение пружин сепаратора; на фиг.4- 6 - установка и выполнение чувствительного слоя.

в корпусе 1 выполнена расточка 2 в которой установлен поршень 3 с опорой 4 Опора 4 опирается на составной из двух частей 5 и 6 диск, соединенный с валом 7 Части диска 5 и 6 жестко соединены тремя датчиками 8 усилия. Опора 4 поджата к диску 5 сепаратором 9, нагруженным пружинами 10. В местах контакта пружин 10 с

фпаратором 9 установлены датчики 11 уси- л|ия, фиксирующие усилия в трех взаимно | ерпендикулярных направлениях, Сепара- фр 9 соединен с корпусом 1 гибкой мемб- |аной 12, а в корпусе 1 установлены датчики перемещения сепаратора 13. Пружины 10 могут быть выполнены в виде упругих балок, при этом датчики 11 их усилия устанавливаются в местах заделок балок 10 в.сепаратор (I, В корпусе установлен датчик угла поворота вала 14 и датчик 15 расхода. Опора 4 связана с сепаратором 9 гибкой мембраной 16, а на поверхности опоры и в ее канале установлены датчики перемещения 17, тем- юратуры 18 и 19 и давления 20 и 21 (фиг,2), Рабочие поверхности опоры 4 покрыты чувствительным к нагрузкам слоем 22. на который нанесен слой 23 металла опоры для Сохранения режима контакта деталей (фиг.4 и 5). Слой 22 может быть выполнен составным из слоев 24 и 25, один из которых опре- деляет усилие, а другой точку его приложения. Слой 22 может быть выполнен в виде сетки 26. в ячейках которой установ- 1лены полупроводниковые кристаллы 27. Установка снабжена гидропульсатором 28. устройством 29 синхронизации (УС), к кото- рому подключены все датчики и слои, и счетно-решающим устройством (СРУ) 30 для обработки результатов измерений. Датчик 15 установлен в сливной магистрали 31.

Установка работает следующим образом. : Вал 7 приводится в движение внешним приводом. При этом благодаря контакту опоры 4 с диском 5 поршень 3 с опорой 4 совершает возвратно-поступательное движение. В полость расточки 2 подается жидкость под давлением, задаваемым гидропульсатором 28 в зависимости от угла поворота вала 7, регистрируемого датчиком 14. Часть жидкости из расточки 2 по каналам поршня и опоры вытекает в зазор опора-диск, а затем в сливную магистраль 31. где фиксируется датчиком 15. Параметры потока в зазоре опора-диск фиксируются датчиками 18-21. а положение опоры -датчиками 17. Наличие трех пар датчиков 19 и 21 на поверхности опоры 4 позволяет учесть и безжидкостный контакт между сопряженными деталями 4 и 5. Усилия от действия опоры на диск фиксируются датчиками 8 в трех направлениях, а усилия от действия пружин 10 на сепаратор 9 - датчиками 11. Распределение усилий на поверхность опоры 4. контактирующую с диском 5 и на поверхность, контактирующую с поршнем 3 фиксируются чувствительными слоями 22 Сигналы от всех датчиков поступают на УС 29. где синхронизируются по углу поворота

5

. . .

вала 7, а затем для обработки в СРУ 30. При зтом учитывается изменение температуры, плотности, вязкости жидкости, сжимаемость среды, вытеснение среды, В качестве СРУ 30 может быть использована ЭВМ типа СМ или VAX, при этом с помощью, например, метода группового учета аргументов формируется аналитическая зависимость, например усилий на диск 5, усилий на опору 0 4. утечек через сопряжение опора-диск, от параметров системы (размеры, форма, свойства жидкости, частота обработки) и параметров рабочего процесса (давление, частота вращения).

5 При одновременном исследовании нескольких поршней 3 с опорами 4 можно получить вышеуказанные зависимости в соответствии с частотой обработки, конфигурацией рабочих поверхностей (разная 0 форма канавок на опоре 4 и т.д.). При атом измерительным каналом снабжается каждая поршневая группа, а УС 29. СРУ 30, датчики 8,11,13 и 14 остаются общими, если позволяет их техническая возможность. Та- 25 КИМ образом, можно определить усилие на диск 5 при работе целой машины, т.е. для регулируемой машины усилие на регулирующий орган и т.д., утечки в данном случае оцениваются интегрально. Гидропульсато- 30 ры 28 могут быть включены по рекуперативной схеме, обеспечивая экономию энергии. Данная установка и способ позволяют уменьшить энергозатраты, число опытов, получить аналитические зависимости для 35 целой гаммы гидромашин и повысить точность получаемых результатов.

Формула изобретений 1. Установка для исследования элементов конструкции аксиально-поршневых гид- 40 Ромашин с наклонным диском, содержащая корпус с выполненной в нем по крайней мере одной расточкой, в которой установлен поршень с шарнирно закрепленной опорой, и вращающийся вал с диском, по- 45 верхность которого контактирует с опорой, а в корпусе выполнено сливное отверстие, отличающаяся тем. что. с целью повышения точности определения сил и расхода в сопряжениях опоры, установка 50 дополнительно снабжена сепаратором с пружинами, поднимающими опору к диску, гибкими мембранами, соединяющими опору с сепаратором и сепаратор с корпусом, гидропульсатором, сообщенным с расточ- 55 кой в корпусе, устройством синхронизации сигналов датчиков и счетно-решающим устройством для обработки последних, датчиками температуры, установленными в опоре, давления, перемещения сепаратора, кроме того, диск выполнен составным из

двух частей, связанных тремя датчиками усилия, а на поверхность опоры нанесен чувствительный к нагрузкам слой.

2.Установка поп.1,отличающая- с я тем, что чувствительный к нагрузкам слой выполнен в виде сетки с установленными в ее ячейках полупроводниковыми кристаллами.

3.Установка поп.1,отличающая- с я тем, что пружины сепаратора выполнены в виде упругих балок, а датчики усилия пружин установлены в местах заделок балок в сепаратор,

4.Установка поп.1,отличающая- с я тем. что чувствительный к нагрузкам слой выполнен составным.

0

5

5. Способ исследования элементов конструкции аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском, заключающийся в измерении угла поворота вала, усилий на опорный диск и поршень, утечек в зазорах с последующей обработкой данных измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности замеров параметров, характеризующих работу машин, дополнительно измеряют пространственное положение элементов, усилия, действующие на них в трех плоскостях, температуру и давление жидкости в рабочих зонах, а данные измерений перед обработкой синхронизируются по углу поворота вала.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в стендовом оборудовании. Цель изобретения - повышение точности определения сил и расхода в сопряжениях опоры. Установка имеет корпус с расточкой, в которой установлен поршень с шарнирно закрепленной опорой, вращающийся вал с диском, сепаратор с пружинами, поджимающими опору к диску, гибкие мембраны. Устройство снабжено гидропульсатором, устройством синхронизации сигналов датчиков и счетно-решающим устройством для обработки сигналов датчиков температуры, давления, перемещения сепаратора и угла поворота вала, расхода и усилия пружин сепаратора. Диск выполнен составным из двух частей связанных датчиками усилия. На поверхность опоры нанесен чувствительный к нагрузкам слой, который может быть выполнен в виде сетки с ячейками из полупроводниковых кристаллов, причем слой может быть составным. Пружины сепаратора могут быть выполнены в виде упругих балок, в местах заделки которых установлены датчики усилия. Способ исследования элементов характеризуется кроме замера утечек в зазорах, усилий в паре диск - поршень и угла поворота вала измерением пространственного положения элементов и усилий, действующих в них, температуры и давления и синхронизацией этих параметров по углу поворота вала перед обработкой на ЭВМ. 2 с.и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

/А

///////

в .8 S h/J///////

/

Фиг.1

Фиг.2

23

ФивМ

/

26

т ////// //

f 1Q

23

X

25

, .с11

Ухх.лл чхчхччучууу чч о

Jl

V vvCvvvvvvy/

25

гз

Физ.З