Способ испытания шатунов на усталость Советский патент 1991 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях шатунов силовых установок, например двигателей внутреннего сгорания, компрессоров.

Цель изобретения - повышение достоверности испытания.

На чертеже изображена векторная диаграмма нагрузок на подшипник кривошипной головки шатуна за цикл нагружения на режиме максимальных оборотов двигателя, где а- угол между направлением нормально действующей на подшипник кривошипной головки шатуна силы и осью шатуна; Ра нормально действующая на подшипник кривошипной головки шатуна сила; й - радиальное сечение кривошипной головки шатуна при угле его относительно оси шатуна, равном а, геометрический момент инерции которого равен а .

При работе двигателя силы давления газов воспринимаются стержнем шатуна, а

нагруженность кривошипной головки зависит от величины сил инерции, которые достигают максимальных значений на режиме максимальных оборотов. Отношение величины силы к моменту инерции радиального сечения кривошипной головки в зоне приложения силы характеризует нагруженность данного участка. Максимальная величина этого отношения имеет место на наиболее нагруженном участке кривошипной головки, по которому оценивается прочность шатуна. Испытания кривошипной головки шатуна на усталость при приложении нагрузки под углом к его оси, для которого данное отношение имеет максимальное значение, позволяют определить нагрузку, соответствующую пределу выносливости. Сопоставление величины нагрузки, соответствующей пределу выносливости, с нагрузкой, действующей при работе двигателя, позволяет более достоверно оценить запас прочности шатуна. Способ осуществляется следующим образом.

о ел о со о

00

В таблицу заносятся текущие значения а, а также значения Р« , la и Pet/la . соответствующие углу a . Из таблицы находится значение угла, при котором Pa/let максимально. Данный угол является тем углом к оси шатуна, под которым следует прикладывать нагрузку при усталостных испытаниях кривошипной головки шатуна.

Пример. Проводились испытания шатунов двигателя Д-240. В таблице приведены величины сил Ра , действующих на подшипник кривошипной головки через каждые 10° относительно шатуна, величины моментов инерции радиальных сечений кривошипной головки в зоне действия этой силы la , а также отношение Pa/la для данного типа шатуна.

Как следует из таблицы, максимальное значение отношение Pa/la имеет при a 30° относительно оси шатуна, т.е. растягивающую нагрузку к подшипнику кривошипной головки шатуна при усталостных испытаниях следует прикладывать под данным углом.

Усталостные испытания шатунов Д-240 проводились на специальном стенде для усталостных испытаний шатунов. Растягивающая нагрузка по пульсирующему циклу прикладывалась к внутренней поверхности расточки кривошипной головки шатуна с помощью сегментных вставок, а направление нагружения устанавливалось поворотом шатуна относительно этих вставок.

Усталостными испытаниями шатунов при нагружении кривошипной головки под

углом 30° к оси шатуна установлено, что запас прочности ее относительно эксплуатационных нагрузок, действующих в том же направлении, составляет 1,4. Аналогичная

величина, полученная испытаниями с помощью тех же методик и оборудования при действии нагрузки по оси шатуна, равна 3. Таким образом, способ позволяет проводить более достоверные испытания для

оценки прочности шатуна,

Формула изобретения Способ испытания шатунов на усталость путем нагружения подшипника кривошипной

головки циклическими растягивающими нагрузками, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности путем приближения параметров разрушающих нагрузок к эксплуатационным, перед нагруженном производят деление головки шатуна на участок, на каждом участке определяют величину нормальной растягивающей силы, действующей на подшипник кривошипной головки шатуна на режиме максимальных оборотов

двигателя, момент инерции радиального сечения каждого участка кривошипной головки в направлении действия этой силы и нагруженность каждого участка делением нормальной растягивающей силы, действующей на участок, на момент инерции сечения этого участка, а циклическую нагрузку прикладывают под углом к оси шатуна в направлении, совпадающем с направлением действия нормальной растягивающей

силы на максимально нагруженном участке.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях шатунов на усталость. Цель изобретения - повышение достоверности испытаний. Способ испытания шатунов на усталость включает циклическое нагружение криволинейной головки растягивающими нагрузками, прикладываемыми под углом к оси шатуна Величину угла выбирают из условия, чтобы отношение величины нормальной растягивающей силы, действующей на подшипник кривошипной головки шатуна на режиме максимальных оборотов двигателя, к моменту инерции радиального сечения кривошипной головки в направлении действия этой силы было максимальным. 1 ил., 1 табл.