Стенд для испытания подшипников Советский патент 1992 года по МПК G01M13/04 

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано при проведении испытаний подшипников скольжения, а также других пар трения и является усовершенствованием устройства поавт.св. № 1190228.

По основному автсв № 1190228 известен стенд для испытания подшипников, содержащий рабочий вал с приспособлением для крепления испытуемого подшипника, привод с кулачковым приводным валом и нагружающее устройство в виде плунжерного узла, обеспечивающего возможность соединения надплунжерной полости с исполнительным органом и (через заданный промежуток времени) атмосферой.

Недостатком известного стенда является его ограниченность в обеспечении ускорения, например, усталостных или износных исследований материалов трущихся пар Причина указанного недостатка заключается в невозможности сокращения длительности испытаний путем увеличения в единицу времени числа циклов нагружения, так как с помощью существующего стенда сказанное достигается только зй счет увеличения частоты вращения приводного вала плунжера, что имеет известные ограничения, вызванные инерционностью подвижных деталей и узлов этого стенда

Целью предлагаемого изобретения является ускорение испытаний подшипников

х| со

сл

00

со

и других пар трения путем увеличения в единицу времени числа циклов нагружения. Поставленная цель достигается тем, что в известном стенде для испытания подшипников по авт.св. N 1190228 приводной вал снабжен дополнительными последовательно установленными кулачками, с радиально расположенными в плоскости вращения каждого кулачка плунжерными узлами, гидроколлектором, соединенным трубопроводами с плунжерными уз л ами, и исполнительным органом, причем регуляторы плунжерных узлов кинематически связа- ны с основным регулятором, а число плунжерных узлов для каждого кулачка определяют из соотношения

m 360/(p + « ) I,

где р - длительность нагружения по углу поворота рабочего вала или продолжительность между соединениями надплунжерной полости с исполнительным органом и атмосферой, обеспечиваемая одним плунжерным узлом;

«-угол поворота приводного вала после соединения надплунжерной полости с атмосферой до полной очередной герметизации гидросистемы стенда; I - число кулачков.

Такое выполнение стенда позволяет сократить время проведения трибологических или прочностных исследований материалов трущихся пар путем увеличения с помощью п m I - плунжерных узлов и гидроколлектора числа циклов нагружения за один оборот рабочего вала, не повышая при этом частоту вращения вала привода, а значитгинерцион- ность нагружающего устройства, которая является одним из основных препятствий в обеспечении ускорения испытаний. Причем коэффициент ускорения испытаний, обеспечиваемый предлагаемым устройством, равен кратности k 360/у + а .

На фиг. 1 изображена схема стенда для испытания подшипников; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - аксонометрические проекции - схемы выполнения нагружающего устройства стенда.

Стенд содержит (фиг. 1) рабочий вал 1 с неподвижно закрепленным на нем испытуемым роликом 2, шарнирно закрепленную по концам трубчатую балку 3, в средней части которой над роликом 2 установлена разъемная втулка 4 для размещения в ней испытуемого вкладыша 5; электродвигатель б, кинематически, например, ременной передачей 7 связанный с рабочим 1 и кулачковым приводным валом 8 нагружающего

устройства, которое состоит из радиально расположенных в плоскости вращения каждого кулачка приводного вала 8 плунжерных узлов 9 (фиг. 1 и 2); гидроколлектор 10, соединенный трубопроводами 11 с плунжерными узлами 9, и исполнительный орган 12 (шток во втулке), связанный каналом с гидроколлектором 10,

Каждый из плунжерных узлов 9 содер0 жит втулку 13, плунжер 14, контактирующий при помощи ролика 15 и пружины 16 с кулачком 17. Втулка 13 имеет центральный рабочий канал 18 для плунжера 14, всасывающее отверстие 19 и полость 20, гидравли5 чески связанные трубопроводами 21 с емкостью 22 для рабочей жидкости и атмосферой, а также канал 23, гидравлически свя- занный трубопроводом 11 с гидроколлектором 10. Плунжер 14 имеет

0 продольный канал 24, обеспечивающий возможность соединения через радиальный канал 25 с каналом 23, или через радиальный канал 26 с полостью 20, а также дозатор 27, установленный на нем с возможностью пе5 ремещения при помощи регулятора 28. Регуляторы 28 всех плунжерных узлов 9 объединены зубчатыми передачами 29 в один основной (общий) регулятор 30. Стенд работает следующим образом.

0Включают электродвигатель 6, вращение от него передают через ременную передачу приводному валу 8 и жестко связанному с ним валу 1. При набегании кулачка 17 на ролик 15 толкатель (не пока5 зан) сообщает плунжеру 14 движение вверх. При ходе плунжера 14 вниз под действием пружины 16 (ход всасывания) рабочая жидкость 22 по трубопроводу 21 поступает в надплунжерную полость. При ходе плунже0 ра 14 ввех (ход нагнетания) рабочая жидкость частично вытесняется обратно в емкость 22 до момента перекрытия всасывающего отверстия 19 торцом плунжера 14. В этот момент аккумулируется давление, а за5 тем радиальный канал 25 плунжера 14 совпадает с каналом 23 втулки 13 (начало нагружения). Давление, предварительно созданное в надплунжерной полости, по каналу 24 плунжера 14, через каналы 25 и 23

0 передается рабочей жидкостью по трубопроводу 11 через гидроколлектор 10 штоку 12. Под действием штока 12 нагрузка передается через упругую балку 3 на узел трения. Нагружение продолжается до момента

5 выхода отсечных отверстий 26 плунжера 14 из дозатора 27. После этого происходит разгрузка трубопровода 11 и возвращение штока 12 в исходное положение под действием упругой балки 3. Затем отсечное отверстие 26 снова заходит за дозатор 27, тем самым

обеспечивая герметизацию гидросистемы стенда; в работу вступает следующая плунжерная пара и вышеизложенный процесс нагружения повторяется. Таким образом за один оборот приводного вала 8 (фиг. 1) осу- ществляется шесть подобных нагружений (т 3, I 2).

Амплитуду создаваемой нагрузки можно изменять осевым перемещением дозаторов 27 по плунжерам 14 основным регулятором 30. Наибольшая нагрузка обеспечивается при крайнем верхнем положении дозаторов 27 и может достигать значительной величины, зависящей от прочности конструкции нагружающего устройст- ва.

Если каждый из описанных выше плунжерных узлов 9 рассчитан на нагружение, длительность которого по углу р поворота рабочего (или приводного) вала равна, на- пример, 30°, что соответствует продолжительности между соединениями надплунжерной полости с исполнительным органом 12 и атмосферой (фиг. 4 описания авт.св. № 1190228), а герметизация гидроси- стемы стенда обеспечивается через а 10°, то общее число плунжерных узлов 9 может быть равно n m I + а 9. При этом, кулачки 17, последовательно установленные на приводном валу 8, смещены друг относительно друга на одинаковые углы р 360/п, например, как показано на фиг. За(т 3,1 3)илифиг . Зб(,1 4 рядное расположение плунжерных узлов). Дальнейшее увеличение числа плунжерных уз- лов нежелательно, поскольку из-за наличия зазоров и перетечек рабочей жидкости в плунжерной паре ухудшается герметизация гидросистемы стенда и создание необходимой амплитуды нагружения.

Таким образом, преимуществом предлагаемого стенда является возможность сокращения до 9 раз времени исследований трущейся пары, например, на усталостную прочность или износостойкость без наруше- ния достоверности получаемых результатов за счет увеличения частоты приложения внешней динамической нагрузки за один

оборот рабочего вала, не повышая частоту вращения приводного вала нагружающего устройства.

Формула изобретения Стенд для испытания подшипников, содержащий станину, рабочий вал с устройством для крепления испытываемого подшипника, привод с кулачковым приводным валом и устройство для создания динамической нагрузки, гидравлически связанное с исполнительным органом и содержащее плунжерный узел с регулятором, дозатором, установленным на плунжере и выполненным в виде втулки, кинематически связанной с регулятором и имеющей возможность перемещения вдоль оси плунжера, и роликом, контактирующим с кулачком приводного вала плунжера, кинематически соединенного с рабочим валом, причем плунжерный узел выполнен с системой каналов, обеспечивающих возможность соединения надпл у нжерной полости с исполнительным органом и атмосферой, о т- л и ч щ и и с я тем, что, с целью ускорения испытаний путем увеличения в единицу времени числа циклов нагружения, приводной вал снабжен дополнительными последовательно установленными кулачками, с ради- ально расположенными в плоскости вращения каждого кулачка плунжерными узлами, гидроколлектором, соединенным трубопроводами с плунжерными узлами и исполнительным органом, причем регуляторы плунжерных узлов кинематически связаны с основным регулятором; а число плунжерных узлов для каждого кулачка определяют из соотношения (р + а) 1, где р - длительность нагружения по углу поворота рабочего вала или продолжительность между соединениями надплунжерной полости с исполнительным органом и атмосферой, обеспечиваемая одним плунжерным узлом; а - угол поворота приводного вала после соединения надплунжерной полости с атмосферой до полной очередной герметизации гидросистемы стенда; - число кулачков.

Ю

&

Б-6

/3 18 tt ig

А-А

Использование: диагностирование подшипников скольжения. Сущность изобретения: стенд для испытания подшипников содержит станину, рабочий вал с устройством для крепления испытываемого подшипника, привод с кулачковым приводным валом, с последовательно установленными кулачками и устройство для создания динамической нагрузки. Устройство гидравлически связано с исполнительным органом и содержит плунжерные узлы Каждый плунжерный узел содержит корпус, втулки с каналами, плунжеры, регулятор и дозатор Плунжерные узлы радиально расположены в плоскости вращения каждого кулачка. Число плунжерных узлов для каждого кулачка определяют из соотношения п 360/(у + а ) I, гдеу - длительность нагружения по углу поворота рабочего вала или продолжительность между соединениями надплунжерной полости с исполнительным органом и атмосферой, обеспечиваемая одним плунжерным узлом, а-угол поворота приводного вала после соединения надплунжерной полости с атмосферой до полной очередной герметизации гидросистемы стенда, I - число кулачков. Стенд позволяет ускорить испытания путем увеличения в единицу времени числа циклов нагружения 3 ил. сл с