Устройство для проверки гасителей колебаний Советский патент 1992 года по МПК G01M17/04 

Р«.1

Изобретение относится к области контрольно-испытательной аппаратуры, преимущественно для проверки гасителей колебаний (амортизаторов) транспортных средств.

Известны устройства для проверки гасителей колебаний посредством силового воздействия на и записи характеристик сил неупругого сопротивления, которые они при этом развивают (кл. G 01 М 17/04, 662802, 651226, 118560 и др.). Известные устройства содержат станину, установленный на станине нагружающий привод и регистрирующее устройство. Нагружающий привод выполнен в виде эксцентрикового механизма для гармонического силового воздействия или в виде гидропневмоци- линдра для сжатия-растяжения гасителя колебаний (авт. св. 612155, 1107027, 575532, патенты США 2.660.678, Франции 2 185 187).

Регистрирующее устройство имеет упругий элемент (рессору или торсион), кото- рый упруго деформируется под воздействием сил сопротивления гасителя колебаний и фиксирует на планшете рабочую диаграмму гасителя. При использовании тензометрической аппаратуры изменение сил сопротивления фиксируется на экране осциллографа, на фотобумажном или магнитном носителе. В случае использования силовых цилиндров работоспособность гасителей проверяют по времени их сжатия или растяжения, Недостатком известных стендов является малая точность проверки гасителей колебаний. Деформация упругого элемента регистрирующего устройства вносит погрешность до 30%, при использовании тензометрии добавляется погрешность электроизмерительной аппаратуры. Оценка работоспособности по времени сжатия-растяжения носит приближенный характер.

Известны устройства (стенды) для проверки гасителей колебаний в рессорном подвешивании транспортных средств методами затухающих или вынужденных колебаний (авт. св. 624135, 523323, 706733 и др.). Производят разовые или периодические воздействия на транспортное средство и по реакции его рессорного подвешивания судят о техническом состоянии всех гасителей колебаний. Недостатком этих устройств является малая точность оценки работоспособности, т.к. невозможно произвести проверку каждого гасителя колебаний в отдельности. Кроме того, при колебаниях транспортного средства возникают боковые силы, действующие на рессоры, которые искажают запись колебаний и

уменьшают трчность оценки работоспособности гасителей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регистрирующее устройство по авт. св. 662802, кл. G 01 М 17/04, содержащее планшет, корпус, в котором установлен с возможностью перемещения ползун с закрепленным на нем кронштейном и шарнирно присоединенным

0 к нему головкой гасителя колебаний, вторая головка которого шарнирно присоединена к рычагу, жестко связанному с пишущим устройством и упругим элементом. Оно снабжено направляющими, пружиной,

5 закрепленными на кронштейне, и трособ- лочной системой, связывающей планшет с рычагом, причем подпружиненный планшет подвижно установлен на направляющих и соединен Через закрепленный блок с тро0 сом, пропущенным через шкивы, два из которых закреплены на кронштейне, а один - на рычаге соосно шарнирному креплению головки гасителя, при этом оба конца троса закреплены на корпусе. Недостатком этого

5 устройства является малая точность проверки гасителей колебаний. Отклонение упругого элемента под воздействием силы сопротивления гасителя в этом устройстве вносит погрешность до 15% в оценку рабо0 тоспособности гасителя колебаний.

Целью изобретения является повышение точности проверки гасителей колебаний, что обеспечивает расчетную плавность хода, снижает износы и повреждения транс5 портных-средств и пути, повышает безопасность движения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для проверки гасителей колебаний, содержащее рычаг, один конец которого шарнирно соединен со

0 станиной, а на другом конце прикреплен с возможностью перемещения груз, в средней части рычага закреплены опора на пружине и регистрирующее устройство в виде подвижного планшета, размещенного в ли5 нейных направляющих, жестко прикрепленных к стойке, жестко связанной со станиной, к планшету прикреплен один конец троса, который пропущен через шкив, закрепленный на линейных направляющих,

0 к рычагу прикреплен карандаш, имеющий возможность взаимодействия с подвижным планшетом, снабжено подвесом и направляющей трубой, выполненной с рядом отверстий, расположенных на ее

5 поверхности, фиксатором планшета, установленным на линейных направляющих, толкателем фиксатора, размещенным на рычаге, при этом к свободному концу троса прикреплен подвес, размещенный в направляющей трубе, а опора рычага выполнена в виде диска, шарнирно соединенного с коромыслом, опорная часть которого снабжена роликами.

Оценка работоспособности гасителей производится методом затухающих колеба- ний по декременту, переводимому в параметр сопротивления. Декремент определяется уменьшением амплитуд за один период колебаний подпружиненной массы по записанной на планшете вибро- грамме затухающих колебаний рычага с грузом. Регистрируемые на виброграмме амплитуды колебаний не зависят от неравномерности перемещения планшета, они точно отражают реальные отклонения рыча- га с грузом по оси пружины от нулевой ли- нии, Неравь мерность движения сказывается только на отражении в виброграмме периода колебаний и не влияет на оценку работоспособности. Проверка гаси- телей колебаний методом затухающих колебаний по декременту, переводимому в параметр сопротивления, является более точной по сравнению с оценкой работоспособности гасителя по рабочей диаграмме. Точность обусловлена независимостью результата от жесткости упругого элемента.

На фиг.1 показано устройство для проверки гасителей колебаний; на фиг.2 - регистрирующее устройство; на фиг.З - узел опирзния рычага на ролики коромысла; на фиг.4 - узел опирания рычага на ролики коромысла.

На фигурах обозначены: 1 - станина; 2 - пружина; 3 - стойка; 4 - труба; 5 - рычаг; 6 - груз; 7 - диск; 8 - коромысло; 9 - ролики; 10 - валики; 11 - карандаш; 12 - направляющие; 13 - шкив; 14 - планшет; 15 - трбс; 16 - подвес; 17 - отверстия; 18 - фиксатор; 19 - гаситель колебаний; 20 -ограничитель; 21 -толкатель.

Изобретение осуществляется следующим образом. На станине 1 установлены пружина 2, стойка 3 и труба 4. К станине шарнирно прикреплен рычаг 5, опертый че- рез опору на пружину. На другом конце рычага установлен груз 6. Груз может быть закреплен на рычаге на различном расстоянии от оси шарнира и колебаться вместе с рычагом на пружине относительно шарни- ра. Опора рычага выполнена в виде диска 7, шарнирно соединенного с коромыслом 8. Опорная часть коромысла снабжена роликами 9. Для установки испытуемого гасителя колебаний диск опоры и станина снабжены валиками 10. На рычаге установлен карандаш 11, напротив карандаша на стойке жестко закреплены -линейные направляющие 12 и шкив 13. Стойка жестко связана со станиной, В линейных направляющих с возможностью перемещения установлен планшет 14, к которому прикреплен трос 15, пропущенный через шкив и прикрепленный вторым концом к подвесу 16. Последний размещен в трубе, выполненной с рядом отверстий 17. Карандаш имеет возможность взаимодействовать с планшетом. Исходное положение планшета в линейных направляющих определяется фиксатором 18, установленным на линейной направляющей. Фиксатор размещен в вырезе планшета. Проверяемы и гаситель 19 устанавливают своими головками на валики диска опоры и станины. Стойка снабжена ограничителем 20, а рычаг - толкателем 21.

Для проверки работоспособности гасителя колебаний производят силовое воздействие на рычаг 5, опуская его до ограничителя 20. При этом сжимается пружина 2 и гаситель колебаний 19. Прекращение воздействия приводит к возникновению свободных затухающих колебаний рычага 5 с грузом 6 на пружине 2.

При этом рычаг 5 своим толкателем 21 откидывает фиксатор 18 и планшет 14 под воздействием тяжести подвеса 16 начинает перемещаться в линейных направляющих 12. При этом карандаш 11, установленный на рычаге 5, записывает на планшете виброграмму затухающих колебаний. По этой кривой определяют техническое состояние и параметр сопротивления гасителя колебаний 19. Подвес 16 перемещается в трубе 4, что исключает его отклонения от вертикали и за счет пневмосопротивления отверстий 17 обеспечивает плавность перемещения подвеса и планшета.

При колебаниях рычага с грузом коромысло 8 опоры поворачивается соответственно относительно шарнира, что обеспечивает центрирование нагрузки на пружину 2 и исключает ее перекосы, а значит, повышает точность контроля гасителя колебаний. Ролики 9 на опорной поверхности и коромысла 8 снижают до нуля влияние трения между коромыслом 8 и рычагом 5 на оценку сил неупругого сопротивления, развиваемого гасителем колебаний.

По виброграмме затухающих колебаний рычага с грузом независимо от неравномерности перемещения планшета точно фиксируются амплитуды колебаний рычага. По уменьшению (декременту) этих амплитуд рассчитывают параметр сопротивления гасителя, который характеризует его работоспособность. Параметр сопротивления является основным критерием оценки работоспособности гасителей и определяется как отношение силы сопротивления к скорости сжатия-растяжения гасителя колебаний.

С помощью виброграммы параметр сопротивления Д кН с/м вычисляется по формуле:

/« {i 1где С - жесткость пружины Н/мм;

In - момент инерции рычага с грузом, кг/м ;

In - расстояние между осями пружины и шарнира рычага, м;

ао, ат - начальная и следующая через период амплитуды колебаний, замеренные по виброграмме.

Оценка работоспособности гасителей колебаний по параметру сопротивления является весьма эффективной и универсальной.

После проверки гасителя и полного прекращения колебаний рычага планшет 14 возвращают в исходное положение и фиксируют его положение фиксатором 18, вводя его в прорезь планшета.

При возвращении планшета в исходное положение карандаш 11 прочерчивает прямую линию, отмечающую ось колебаний рычага с грузом (нулевую линию).

Предлагаемое устройство может быть использовано для контроля гасителей колебаний (амортизаторов) рельсовых экипажей всех типов, автомобилей, гусеничных и колесных тракторов, вездеходов и др.

Проверенные гасители колебаний обеспечивают расчетную плавность хода транспортных средств, снижают динамические воздействия на подрессоренные массы и путь. Это позволяет снизить затраты на ремонт подвижного состава и пути, повысить срок их службы, сохранность перевозимых грузов, комфортность и безопасность проезда пассажиров. При этом стоимость устройства в 3-4 раза меньше стоимости известных конструкций для проверки гасителей колебаний.

Формула изобретения Устройство для проверки гасителей колебаний, содержащее рычаг, один конец которого шарнирно соединен со станиной, а на другом конце прикреплен с возможностью перемещения груз, в средней части рычага установлены опора на пружине и регистрирующее устройство в виде подвижного планшета, размещенного в линейных направляющих, жестко прикрепленных к стойке, жестко связанной со станиной, к планшету прикреплен один конец троса,

пропущенный через шкив, закрепленный на линейных направляющих, к рычагу прикреплен карандаш, имеющий возможность взаимодействия с подвижным планшетом, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности проверки гасителя колебаний, оно снабжено подвесом и направляющей трубой, выполненной с рядом отверстий, расположенных на ее поверхности, фиксатором планшета, установленным на линейных направляющих, толкателем фиксатора, размещенным на рычаге, при этом к свободному концу троса прикреплен подвес, размещенный в направляющей трубе, а опора рычага выполнена в виде диска, шарнирно

соединенного с коромыслом, опорная часть которого снабжена роликами.

Использование: приборостроение и для записи характеристик гасителей колебаний при испытании на стендах. Сущность: устройство содержит станину 1, на которой установлены пружина 2, стойка 3 и труба 4. К станине шарнирно прикреплен рычаг 5, опертый через опору на пружину. На другом конце рычага установлен груз 6. Опора имеет основание, к которому шарнирно прикреплено коромысло 8. Опорная часть коромысла снабжена роликами 9. Для установки испытуемого гасителя основание опоры и станина снабжены валиками 10. Проверяемый гаситель 19 устанавливают своими кре- пительными головками на валики основания опоры и станины. Стойка снабжена ограничителем 20, а рычаг - толкателем 21. Колебания динамической системы стенда груза с рычагом на пружине с проверяемым гасителем колебаний записываются карандашом на планшете. При этом планшет перемещается под воздействием силы тяжести подвеса после того, как толкателем откидывается фиксатор планшета. Плавность перемещения планшета обеспечивается за счет пневмодемпфирования при перемещении планшета в трубе. По затухающим колебаниям судят о работоспособности гасителя колебаний. 4 ил. СП

УЗ

7

Фиг. 2.

А ГгiwKwax Tte-ГЧ v№

:« г

Lf

us 4