Стенд для испытания кабины транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК G01M17/00 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно, к устройствам для испытания кабин транспортных средств под воздействием переменных во времени нагрузок.

Известна конструкция стенда для испытаний кузовов и кабин, когда объект испытания жестко крепится на кривошипно-шатунных вибронагружате- лях, приводимых в движение специальными гидроусилителями (Цимбалин В.Б., Кравец В.Н. и др. Испытание автомобилей. М., Машиностроение, 1978, с. 178, рис. 105).

Недостатком такого стенда является то, что инерционные нагрузки панелей кабины, возникающие в реальной эксплуатации в результате боковой качки, галопирования, тряски кабины и комбинации этих режимов на стенде не реализуются, что удлиняет срок доводки и постановки на производство новых моделей кабин (кузовов) транспортных средств. Стенд имеет большие габарит- ные размеры и значительную металлоемкость, т.к. для каждого нагружа- теля требуется своя гидростанция и гидроусилитель.

Известен стенд для испытания кабин транспортных средств, выбранный в качестве прототипа, содержащий три сервогид- равлических цилиндра, пневматическую опору кабины в центре ее тяжести для разгрузки цилиндров от статических составляющих и три реактивные штанги для удержания рамы с кабиной на стенде. Из трех два цилиндра, которые выполняют роль передних опор, присоединены к креплениям передних рессор, а третий цилиндр крепится в цент ре дополнительной поперечины сзади кабины и является задней опорой рамы (H.Schnattinger: Schwingungsanalyse und Betriebsfestigkeitsprufung von LKW.- Fahrerhausern - OIAZ 1985,130. Jg. /Heft 1). Ежемесячный журнал инженеров автомобилистов Австрии).

Недостатком данной конструкции является использование большого количества дополнительных связей (третий подвесной

цилиндр, поддерживающая пневматическая опора, три удерживающих реактивных штанги), что снижает точность испытаний, увеличивает габаритные размеры и металлоемкость стенда.

Целью изобретения является повышение точности испытаний путем обеспечения соответствия моделируемых нагрузок реальным, снижение габаритных размеров и

металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в конструкции стенда для испытания кабины транспортного средства, содержащей основание, нагружающее устройство, уста-.

новленное на основании и выполненное в виде гидроцилиндров, связанных с кабиной посредством шарниров и расположенных вертикально по бокам кабины в ее передней части, переднюю и заднюю опоры кабины,

последняя из которых выполнена с возможностью поворота кабины относительно ее продольной оси, гидроцилиндры нагружающего устройства установлены на основании жестко, передняя опора кабины выполнена

в виде вертикального шлицевого штока, связанного с кабиной посредством карданного шарнира и установленного в направляющей, закрепленной на основании между гидроцилиндрами, шарнир соединения

каждого из гидроцилиндров с кабиной выполнен в виде узла из двух сферических шарниров, соединенных тягой, а задняя опора выполнена в виде трех цилиндрических шарниров, два из которых закреплены

на основании горизонтально и перпендикулярно продольной оси кабины и соединены валом, а третий установлен на кабине вдоль продольной ее оси и связан с упомянутым валом.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая конструкция стенда для испытания кабины транспортного средства отличается тем, что гидроцилиндры нагружающего устройства установлены на основании жестко, передняя опора кабины выполнена в виде вертикального шлицевого штока, связанного с кабиной посредством карданного шарнира и установленного в направляющей, за- крепленной на основании между гидроцилиндрами, шарнир соединения каждого из гидроцилиндров с кабиной вы- полней в виде узла из двух сферических шарниров, соединенных тягой, а задняя опора выполнена в виде трех цилиндрических шарниров, два из которых закреплены на основании горизонтально и перпендику- лярно продольной оси кабины и соединены валом, а третий установлен на кабине вдоль продольной ее оси и связан с упомянутым валом. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию но- визна.

Новая совокупность существенных признаков позволяет получить новый положительный эффект: повышение точности испытаний путем обеспечения соответствия моделируемых нагрузок реальным, снижение габаритных размеров и металлоемкости. Обоснованное введение минимального и достаточного количества связей (два цилиндра вместо трех, исключение поддержи- вающей опоры и реактивных штанг) приводит к повышению точности испытаний.

Габаритные размеры стенда и его металлоемкость уменьшаются по следующей причине. Выполнение передней опоры в виде карданного шарнира, соединенного со шлицевым штоком с возможностью вертикального перемещения обеспечивает вертикальные перемещения передней опоры, поворот ее с заданным ускорением, воспроизведение режима галопирования, боковой качки и кроме того, благодаря шлицам штока предотвращает кабину от опрокидывания со стенда, исключая при этом необходимость использования специальных удерживающих реактивных штанг, за счет чего уменьшаются габаритные размеры стенда и его металлоемкость.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана система сил, действующая на кабину при движении; на фиг.2 - схема предлагаемого стенда; на фиг.З - (вид А) показана система сил, деист- вующая на кабину транспортного средства при испытаниях на стенде; на фиг.4 - вид Б на фиг.2; на фиг.5 - передняя опора с карданным шарниром; на фиг.6 - (вид Г на фиг.2) показана опора передней нагрузоч- ной балки, выполненная на двухсторонних сферических шарнирах; на фиг.7 - вид Д на фиг.б; на фиг.З - разрез А-А на фиг.4; на фиг.9 - задняя опора стенда на цилиндрических шарнирах.

Стенд, установленный на пазовую плиту и бетонный фундамент, содержит перемещающуюся в вертикальном направлении переднюю опору с карданным шарниром (фиг.5) и заднюю опору (фиг.9) на цилиндрических шарнирах.

Передняя часть рамы 1, на которой установлена кабина 2, опирается на нагрузочную балку 3. Нагрузочная балка 3 посредством карданного шарнира 4 соединена со штоком 5, перемещающимся в вертикальном направлении по шлицевым направляющим 6, жестко связанным с корпусом стойки 7, установленной на пазовой плите и бетонном основании (фундаменте). Карданный шарнир 4, соединяющий нагрузочную балку 3 с перемещающимся в вертикальном направлении штоком 5,состоит из фланца 8, крестовины 9, подшипников 10, проушин 11, шлицевых направляющих 6. Карданный шарнир 4 с нагрузочной балкой 3 связан посредством болтов 12, а со штоком 5 соединен крестовиной 9 и проушинами 11.

Задняя опора стенда содержит два цилиндрических шарнира 13, служащих опорами оси 14 балансирной подвески, которая посредством башмаков 15 крепится к стойкам 16, установленным на пазовой плите, и центральный цилиндрический подшипник 17, расположенный в плоскости перпендикулярной оси балансира, который служит задней опорой рамы 1 транспортного средства, на которую установлена на серийных креплениях испытуемая кабина. Нагрузочная балка 3 установлена на два сервогид- равлических цилиндра 18 и соединена с ними посредством сферических подшипников 19.

Стенд для испытания кабины транспортного средства работает следующим образом.

Силовые воздействия двух сервогид- равлических цилиндров 18 стенда, жестко закрепленных на пазовой плите, передаются на кабину через верхние сферические подшипники 19, нагрузочную балку 3 и раму транспортного средства 1. Посредством карданного шарнира 4 и штока 5 со шлице- выми направляющими 6, обеспечиваются вертикальные перемещения S передней опоры, поворот ее на угол а с заданным ускорением W, воспроизведение режима галопирования, боковой качки, а также предотвращение опрокидывания кабины со стенда. Благодаря выполнению задней опоры в виде трех цилиндрических шарниров, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, обеспечивается необходимое и достаточное количество степеней

свободы рамы транспортного средства при работе стенда и воспроизведение нагрузок на кабине аналогичных эксплуатационным. Кабина транспортного средства в эксплуатации подвергается воздействию опреде- ленных комбинаций сил (фиг.1). Эксплуатационные нагружения панелей кабины воссоздаются в стендовых условиях комбинацией режимов тряски в вертикальной плоскости, боковой качки и галопиро- вания при использовании минимального количества сервогидравлических цилиндров.

Методика испытаний кабин транспортных средств на стенде основывается на анализе замеров напряженно-деформированного состояния кабины транспортного средства в реальных условиях эксплуатации и воспроизведении этих напряжений на стенде с по- мощью магнитографа или управляющей ЭВМ.

Техническими преимуществами предлагаемого изобретения по сравнению с про- тотипом являются повышение надежности работы стенда, уменьшение его габаритных размеров и металлоемкости, сокращение трудозатрат при изготовлении стенда, а также сроков проведения работ по доводке и испытаниям на долговечность кабин транспортных средств.

Формула изобретения Стенд для испытания кабины транспортного средства, содержащий основание, нагружающее устройство, установленное на основании и выполненное в виде гидроцилиндров, связанных с кабиной посредством шарниров и расположенных вертикально по бокам кабины в ее передней части, переднюю и заднюю опоры кабины, последняя из которых выполнена с возможностью поворота кабины относительно ее продольной оси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний путем обеспечения соответствия моделируемых нагрузок реальным, снижения габаритных размеров и металлоемкости, гидроцилиндры нагружающего устройства установлены на основании жестко, передняя опора кабины выполнена в виде вертикального шлице- вого штока, связанного с кабиной посредством карданного шарнира и установленного в направляющей, закрепленной на основании между гидроцилиндрами, шарнир соединения каждого из гидроцилиндров с кабиной выполнен в виде узла из двух сферических шарниро в, соединенных тягой, а задняя опора выполнена в виде трех цилиндрических шарниров, два из которых закреплены на основании горизонтально и перпендикулярно продольной оси кабины и соединены валом, а третий установлен на кабине вдоль продольной ее оси и связан с упомянутым валом.

Использование: в транспортном машиностроении, а именно в устройствах для испытания кабин транспортных средств под воздействием переменных во времени нагрузок. Сущность изобретения: стенд содержит перемещающуюся в вертикальном направлении переднюю опору с карданным шарниром и заднюю опору на цилиндрических шарнирах. Передняя часть рамы 1, на которой установлена кабина 2, опирается на нагрузочную балку. Нагрузочная балка посредством карданного шарнира 4 соединена со штоком 5, перемещающимся в вертикальном направлении по шлицевым направляющим, жестко связанным с корпусом стойки 7, установленной на плите и бетонном основании. Карданный шарнир 4,

Фиг. /

Вид А

81

JSW

if Мф

, V

Ј/

W-- /

6LZL9L.

Фиг. 8

/3

А

Фиг. 9