Стенд для испытания на усталостную прочность коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК G01M13/00 

316

Изобретение отно.сится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, и может быть использовано для испытания узлов и деталей на -усталостную прочность.

Цель изобретения - повьшение досто верности испытания коленчатого вала.

На фиг,1 представлена общая схема стенда на фиг.2 - схема задания амплитуды и асимметрии циклов нагруже ния вала изменением радиуса кривошипа; на фиг. 3 - то-же,изменением тол- щины регулировочной прокладки; на фиг.4 - то же, смещением механизма нагруженияс

Стенд содержит замкнутую силовую раму 1, на вертикальной плите 2 ко- |Торрй размещены коренные опоры 3 с жестко закрепленным в 1шх верти- - кально коленчатым валом 4. На коренной шейке ваЛа, которая расположена сверху, жестко закреплена консольная балка 5.с пазом, в котором размещен палец 6„ Механизм 7 нагружения установлен на плите 8 и при помощи шатуна 9 соединен с пальцем 6, Внутри силовой рамы 1 горизонтально размещена регулировочная плита 10, жестко сое- - диненная с вертикальной.плитой 2. Между плитами 8 и 10 установлены прокладки 11 переменной толщины, посредством которых задается требуемая асимметрия циклов нагружения вала путем изменения их толщины.

В регулировочной плите 10 выполнены пазы 12, в которых установлены болты 13 крепления механизма 7 нагружения, .которьрт имеет возможность перемещения вдоль регулирово- ной плиты 10 (в пределах размера паза 12) что позволяет изменять амплитуду циклов нагружения вала, поскольку меняется рабочее плечо консольной балки 5, Для уменьшения износа механизма 7 нагружения стенд имеет систему 14 смазки, которая обеспечив.ает подачу масла к шейкам кривошипа 15 и его подшипникам (опорам) 16.

Стенд работает следующим образом.

При включении механизма нагружения крутящий момент через кривопшп 15 передается на шатун 9, который обесп ечивает возвратно-поступательное движение конца консольной балки 5 , Поскольку испытуемый коленчатый вал 4 жестко закреплен в опорах 3 и жестко соединен -с.консольной балкой 5, то за счет перемещения конца этой бал

5

0

Q

ки относительно нейтрального положения на участках вала создается изгибающий момент.

Амплитуда перемещений конца консольной балки 5. а точнее пальца б, зависит от радиуса кривошипа и при отсутствии, например, регулировочных прокладок 11 и расположении механизма нагружения в крайнем левом положении равна радиусу кривошипа 15 (Фиг.2)„

В процессе испытаний для заданной асимметрии циклов нагружения вала устанавливают прокладки 11 (фиг . 3) 5 толщину которых определяют в соответствии с выражением

,.Ш1г)- ,

5

0

где t - толщина регулировочных прокладок; R - радиус кривошипа элемента

нагружения;

г - коэффициент асимметрии цикла. Смещением механизма 7 нагружения вдоль регулировочной плиты 10 (консольной балки 5.) устанавливают амплитуду,А циклов нагружения вала 4 (фиг.4), которая определяется по формуле

А R s CD

где А - амплитуда перемещений конца

консольной балки; R - радиус кривошипа элемента

нагружения;

СЕ - длина консольной балки; CD .- расстояние от вертикальной оси вала до оси шатуна 9. Выбрав в качестве контрольной точки, например, галтель на шатунной шейке вала, обеспечивают задание нагрузок на ней таких же, как при работе коленчатого вала на двигателе в условиях эксплуатации.

Стенд позволяет за счет задания асимметрии и амплитуды циклов нагружения, осуществляя динамические режимы нагружения, получить более .достоверные сведения об усталостной прочности коленчатого вала. .,

Кроме того,.более рациональное вертикальное расположение коленчатого вала, npi-юменение кривошипного эле-i мента нагружения и консольной балки т1

позвошпот снизить габариты риалоемкость стенда.

и матеФормула

и 3 о б р е т е н и я

Стенд для испытания на усталостную прочность коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, содержащий силовую раму с плитой для размещения на ней опор коренных подшипников коленчатого вала и элемент нагружения, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности испытаний, стенд дополнительно снабжен консольной балкой с пазом и размещенным в нем пальцем, регулировочными прокладками, системой смазки и регулировочной плитой, размещенной гори

зонтально внутри силовой рамы и снабженной пазами, а элемент нагружения выполнен в виде кривошипно-шатунно- го механизма нагружения, причей плита для размещения опор коренньк подшипников коленчатого вала установлена вертикально и жестко соединена с регулировочной плитой, на которой при помощи болтов, проходящих через ее пазы, закреплен механизм нагружения, консольная балка концом жестко соединена с коренной шейкой вала, а пальцем - с шатуном механизма нагружения, регулировочные прокладки размещены между.регулировочной плитой и механизмом нагружения, а система смазки сое-, динена с опорами кривошипа механизма нагружения.

10

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, может быть использовано при испытании детале и узлов двигателей и позволяет повысить достоверность усталостных испытаний коленчатого вала двигателя. Стенд содержит замкнутую силовую раму 1 с вертикальной плитой 2 для размещения коренных опор 3. На опорах жестко закреплен коленчатый вал 4, к которому жестко крепится консольная балка 5, на конце которой в пазу расположен палец 6. Кривошипный механизм 7 нагружения установлен на плите 8 и посредством шатуна 9 связан с пальцем 6. Между плитой 8 механизма 7 нагружения и регулировочной плитой 10, размещенной горизонтально внутри рамы 1 и жестко связанной с вертикальной плитой 2, установлены регулировочные прокладки 11 переменной толщины. В регулировочной плите 10 выполнены пазы 12, в которые устанавливаются болты 13 крепления механизма нагружения. Система 14 смазки служит для подачи масла к шейкам кривошипа 15 и его опорам 16. 4 ил.

Фаг. 2

Фиг.З

Составитель В.Горбунов Редактор А.Огар Техред М.Дидьш Корректор С.Черни

Заказ 3377

Тираж 437

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

;- 4

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

УА

Г

ФигЛ

Подписное