Стенд для испытания валов машин Советский патент 1991 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для исследования процессов изнашивания, сопротивления усталости, динамических характеристик и способов ускоренных испытаний валов машин и механизмов.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов испытаний за счет приближения условий испытаний к эксплуатационным путем воспроизведения реальных эксплуатационных нагрузок.

На фиг.1 показан стенд, общий вид; на фиг.2 - 4 - сечения А-А, Б-Б, В-В на фиг.1 соответственно; на фиг.5- функциональная блок-схема стенда.

Стенд содержит основание 1, на котором размещены стойки 2 - 6 и направляющие 7, 8 с планками 9, 10 между направляющими 7, 8 и планками 9, 10. На телах 11, 12 качения установлена платформа 13. На платформе 13 закреплены стойки 14 и 15. На стойках 2 -5,14 и 15 размещены электродвигатели 16 и 17 и с помощью подшипниковых узлов 18-23 электромагнитные порошковые тормозные муфты 24, 25, подвеска рамы 26 с крышкой 27 и зажимами 28 и 29 конца испытываемого вала 30. В раме 26 с помощью шарикового узла 31 установлен диск 32. Шариковый кардан 33 соединяет ведомый вал муфты 24 с водилом 34, а кардан 35 - ведомый вал муфты 25 с рамой 26. На стойке 6 с помощью траверсы 36 и скалок 37 и 38 установлены зажимы 39 и 40, жестко соединенные между собой, в которых размещен конец испытываемого вала 30. Стенд снабжен датчиками 41 и 42 угловой скорости, блоком 43 управления, датчиками 44 и 45 угла поворота, датчиками , 46 и 47 моментов сопротивления, устройством 48 согласования и регистрирующими приборами 49. Стенд содержит два механизма качания: механизм качания зажимного устройства и механизм качания подвески с рамой. Механизм качания зажимного устройства состоит из быстродействующей тормозной муфты 24, шарикового кардана 33 и водила 34, шариковый кардан 33 одним концом жестко соединен с ведомой частью тормозной муфты 24, а вторым - с водилом 34, прикрепленным к диску 32, установленному с помощью шарикового узла 31 в раме 26 подвески.

Механизм качания подвески рамы 26 состоит из быстродействующей тормозной муфты 25 и шарикового кардана 35, последний жестко соединен одним концом с ведомой частью тормозной муфты 25, а вторым - с рамой 26 подвески, расположенной с помощью стоек 14 и 15 на платформе 13.

Тормозные муфты 24 и 25 состоят из электромагнитов с катушками возбуждения, ферромагнитного порошка (наполнителя), ведущих и ведомых частей муфт, последние

(ведомые части муфт) нагружаются реактивными моментами с помощью динамометрических весов в процессе испытания вала. При возбуждении электромагнитов случайным поуровню и характеру током возбужде0 ния и возникновении электромагнитного поля между полюсами электромагнитов порошок втягивается и создает трение между ведущей и ведомой частями муфты. Возникающие при этом в тормозных муфтах кру5 тящие моменты сил сопротивления, имитирующие случайный закон эксплуатационных нагрузочных режимов, передаются испытуемому валу 30 через шариковые карданы 33, 35, водило 34, зажимные уст0 ройства28, 29 и 39, 40.

Шариковый кардан 33 обеспечивает равную угловую скорость при передаче момента сил сопротивления от ведомой части муфты 24 к зажимному устройству через во5 дило 34 и диск 32, установленный с помощью шарикового узла 31 к раме 26 подвески, а шариковый кардан 35 - к подвеске рамы 26.

Направляющие 7 и 8, установленные на

0 телах 11 и 12 качения, обеспечивают продольное перемещение рамы 26 подвески и платформы 13с закрепленными на ней стойками 14,15, что исключает возникновение растягивающих и сжимающих сил, влияющих на на5 груженность испытуемого вала.

Зажимные устройства 28,29 и 39,40 обес- печивают требуемый натяг из условий макси- мальных нагрузок, возникающих при эксплуатации валов машин, путем жесткого

0 соединения между собой двух зажимов 28, 29 и 39, 40 и с диском 32 рамы 26 подвески.

Датчики 41 и 42 угловой скорости закреплены на основании 1 и связаны клино- ременной передачей с шариковыми

5 карданами 33 и 35 механизмов качания подвески и зажимного устройства. Механизмы качания подвески и зажимного устройства соединены с блоком 43 управления, эпект- рически связанным с муфтами 24 и 25, дат0 чиками угловой скорости 41 и 42, угла поворота 44 и 45 и моментов сопротивления 46 и 47, подключенными через устройство 48 согласования к регистрирующим приборам 49. 5 Стенд работает следующим образом.

После пуска электродвигателей 16 и 17 подключают динамометрическую ведомую часть тормозных муфт 24 и 25. Тормозные муфты 24 и 25 в режиме торможения сообщают валу заданные крутильные и изгибные

колебания случайной или произвольной формы и нагружают его моментами, имитирующими динамические оежимы нагруже- ния валов при установившихся и неустановившихся режимах движегжя ма- иины или высокодинамические погружения при наложении его ссбст г- ных колебаний, которые имеют место в эксплуатации и вызывают усталостные разрушения и повышенный износ.

Сигналы с блока 43 управтения поступают на вход тормозных муфт 24 « 25 . воспроизводят заданные случайные или произвольные процессы торможения испытываемого вала, имитирующие действие vo ментов сопро гизлсчия вала npi/i установившихся и неустановившихся оэжи- мах движения маыин Си налы датчичсв угловой скорости 4 i и 1 угла поворот 44 v 45 и моментов сотротивленич 46 и чеоез устройство48 согласовэ ия поступ,от к ре гистрирующим приборам 49

Стенд позволяет приблизить стендовые испытания валов ма-иик к наиболее лым условиям эксплуатации при соблюдении идентичности их динамических нагрузок и вынужденных колебаний, а также сократить время проведения испытаний за счет сообщений испытываемому вату сложных колебательных движений, характерных для экс плуатэционных режимов, что вызывает уменьшение циклов нагружения до возникновении усталостных разрушений

0

5

и интенсивный износ сопряжем ь,х деталей

Формула изобретепия

Стенд для испытания валов содержащий ос Ч вание, два зажимнь устрой стза для закрепления испытьваег вогс азла, д,чики параметров испытаний, электосдви- гатель, отличающийся rerv что, с целью повышения точности и достоверности оечуль- тагов испь таний за с°ет приближения условий испытаний к эксплуатационным путем воспроизведен11Я реальных зксплуагадион- НЫУ нагоузок, он снабжен подвеской с рамой, водилом, диском с опорам качения, платформой, стойками, втор5|м электродвигателе i датчиками уповой гкорссчи, механизмами одного из зажимных ; и подвес и с , состоящих из 0 п стродз ствующи тормозных муфт и шариковых карданов шариковые карданы H43MOL зажимногс устройства и подвески сиегичень1 одними своими концами г и подвески оответст- вс но, о диугим хестко хреплены с ведомыми частям-1 TopN OSHbix NvbT cooi- ветствующих меч аь змсв, ведущее части тормозных муфт ссединены каждая со своим электродвигателем, а водило соединен / с диском, установленным в раме подвески, при эгом рама размещена на стопках, установленных на платфооме, а последняя размещена на основании с возможностью перемещения

5

0

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для исследования валов. Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов испытаний за счет приближения условий испытаний к эксплуатационным. Стенд состоит из основания 1, зажимных устройств для закрепления испытываемого Вова вала 30, датчиков параметров испытаний, подвески с рамой (Р) 26, водила (В) 34, диска (Д) 32, платформы 13, механизмов качания одного из зажимных устройств и Р 26. состоящих из быстродействующих муфт 24 и 25 и двух шариковых карданов. Один из карданов механизма качания зажимного устройства соединен одним своим концом с В 34, а другой кардан механизма качания - с Р 26. Другие концы карданов жестко соединены с ведомыми частями муфт 24 и 25 соответствующих механизмов качания. Ведущие части муфт 24 и 25 соединены каждая со своим электродвигателем. В 34 соединено с Д 32. Д 32 установлен с помощью шарикового узла 31 в Р 26. Р 26 размещена на стойках, установленных на платформе 13. Платформа 13 с возможностью перемещения расположена на основании 1. Стенд позволяет приблизить испытания валов к наиболее тяжелым условиям их эксплуатации ч сократить время испытаний. 5 ил. сл с о ю о ю о k- -Л ПГ F1

32

28

23

25

28

К77/// ////////////////Л

т

8

Фиг Л

Фиг