Способ испытания гидродинамического подшипника скольжения Советский патент 1992 года по МПК G01M13/04 

(Л

С

Способ испытания гидродинамического подшипника скольжения. Использование: исследование пар трения. Сущность изобретения: испытуемый подшипник циклически нагружают с амплитудой, имеющей номинальное эксплуатационное значение, и регистрируют число циклов нагружения. Уменьшают продолжительность действия нагружения испытуемого подшипника по углу поворота вала, начиная от 360°. Определяют значение изменения фактической амплитуды нагрузки на подшипник. При резком уменьшении значения фактической амплитуды относительно номинальной фиксируют пороговое значение продолжительности действия нагружения. В процессе испытаний устанавливают зафиксированное пороговое значение продолжительности действия нагружения и задают значение амплитуды или числа циклов нагружения за один оборот вала до разрушения подшипников. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано при проведении испытаний подшипников скольжения двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также других пар трения, подвергаемых в эксплуатации воздействию динамической нагрузки.

Известен способ испытания гидродинамического подшипника скольжения, заключающийся в циклическом нагружении испытуемого подшипника, регистрации числа циклов нагружения, измерении амплитуды внешней динамической нагрузки и продолжительности ее действия по углу поворота вала, сопряженного с подшипником.

Известный способ недостаточно эффективен при проведении ускоренных испытаний, так как в нем продолжительность действия нагрузки по углу поворота вала трущейся пары не оптимальна.

Целью изобретения является ускорение испытаний подшипников и других пар трения.

Это достигается тем, что в способе испытания гидродинамического подшипника скольжения, задают номинальное эксплуатационное значение амплитуды нагрузки на испытуемый подшипник, уменьшают продолжительность действия нагружения по углу поворота его вала, начиная от 360е, определяют значения изменения фактической амплитуды нагрузки, прикладываемой к подшипнику и при резком уменьшении значения фактической амплитуды относительно номинальной, фиксируют пороговое значение продолжительности действия нагружения, после его устанавливают зафиксированное пороговое значение продолжительности действия нагружения и задают значение амплитуды или число цикXJ00

N

00

ся о

лов нагружения (за один оборот вала) до разрушения подшипника.

Испытывая трущуюся пару динамической нагрузки с пороговой продолжительностью импульсов рпор по углу поворота пала зтой пары появляется возможность за Счет повышения уровня амплитуды либо ча- стот8 нагружения сократить время прове- денш1 исследований, не нарушая достоверности их результатов. Причем ко- эффициент ускорения указанных испытаний будет равен кратности К 360/ р пор .

На фиг. 1 изображена схема устройства (стенда), реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - график изменения фактической амплитуды нагружения Рф в зависимости от продолжительности (р действия нагрузки.

Особенностью стенда для реализации предлагаемого способа является то, что он снабжен датчиком 1 давления, установленным в шейке вала 2 испытуемого подшипника для измерения фактической амплитуды нагрузки Рф, гидрораспределителем 3 (пульсатором косвенного возбуждения), обеспечивающим изменение продолжительности действия нагрузки по углу поворота вала (ПВ) 2, а также механизмом 4 проворота озла 5 гидрйраспределителя 3 относительно вала 2, т.е. устройством для смещения положения датчика 1 относительно направления действия внешней нагрузки. Это позволяет в процессе испытаний постоянно следить за смещением пика давлений Рф и контролировать его величину.

Стенд имеет также следующие основные системы: систему 6 привода вала 2 испытуемого подшипника; систему 7 нагружения (насосную станцию), обеспечивающую изменение амплитуды Р внешней динамической нагрузки; систему 8 подачи смазки к испытуемому подшипнику; систему 9 задания и контроля температурного режима работы подшипника.

В качестве примера конкретного осуществления предлагаемого способа приведем описание испытания по этому способу шатунного подшипника двигателя СМД-60 со следующими режимными параметрами: номинальная амплитуда нагрузки - 50 МПа; номинальная температура масла на входе в подшипник - 80°С; частота вращения вала - 1000 об/мин; давление подачи смазки - 0,35 МПа.

В начале испытания, после установки на стенд (фиг. 1) исследуемого подшипника и сообщения вращения валу 2, с помощью

регуляторов насосной станции 7 и гидрораспределителя 3 на подшипник задают нагрузку с амплитудой 50 МПа и продолжительностью 360°ПВ. Температуру

масла терморегулятором системы 9 поддерживают равной 80°С. Затем, при неизменном положении регулятора насосной станции 7, характер нагружения изменяют путем ступенчатого уменьшения с помощью

регулятора гидрораспределителя 3 продолжительности действий нагрузки с шагом 5DnB. На каждой ступени производят замеры фактической амплитуды нагрузки Рф, для чего используют датчик 1, сигнал от которого через ртутный токосъемник поступает на осциллограф. Таким образом производят около 70 измерений, что вполне достаточно с точки зрения точности (доверительная вероятность не менее 98 %) построения графика Рф - р (фиг. 2). При построении этого графика фиксируют пороговое значение продолжительности действия импульсов нагрузки (рпор , характеризуемое резким (на 5...10%) уменьшением фактической амплитуды относительно номинальной, равной 50 МПа, В данном случае, как видно из графика на фиг. - 25...30°ПВ, Далее, в процессе испытаний исследуемого подшипника, вариацию, например увеличение, амплитуды нагружения осуществляют с. помощью регулятора насосной станции 7 при найденном пороговом значении продолжительности импульсов, задаваемом регулятором гидрораспределителя 3.

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа испытаний по сравнению с известным является возможность сокращения до 10... 12 (К 360/ ) раз времени исследований трущейся пары, благодаря уменьшению (до порогового значения) продолжительности воздействия внешней динамической нагрузки с одновременным и соответствующим увеличением ее амплитуды, сохраняя при этом реальную

(эксплуатационную) температуру трения. Кроме того, при испытаниях по новому способу подшипников ДВС повышается достоверность результатов исследований. Преимуществом предлагаемого способа явдяется и то, что благодаря его использованию создаются условия для сокращения времени испытаний материалов, например, на усталостную прочность или износостойкость, за счет возможности увеличения частоты приложений внешней динамической нагрузки за один оборот вала трущейся пары, а не путем увеличения быстродействия, например, частот ы вращения вала (золотника) нагружающего устройства.

Формула изобретения Способ испытания гидродинамического подшипника скольжения, включающий регистрацию количества циклов динамического нагружения до разрушения антифрикционного слоя подшипника, определение величины максимального пика гидродинамического давления в несущем слое смазки подшипника и поддержание ее в заданных пределах путем изменения амплитуды внешней динамической нагрузки с одновременным изменением продолжительности ее действия по углу поворота вала, сопряженного с подшипником, отличающийся тем, что, с целью ускорения испытаний, задают номинальное эксплуатаР.МПа

0

5

ционное значение амплитуды нагрузки на испытуемый подшипник, уменьшают Продолжительность действия, нагружения испытуемого подшипника по углу поворота вала, начиная от 360°, определяют значения изменения фактической амплитуды нагрузки, прикладываемой к подшипнику, и при резком уменьшении значения фактической амплитуды относительно номинальной фиксируют пороговое значение продолжительности действия нагружения, после чего устанавливают зафиксированное пороговое значение продолжительности действия нагружения и задают значение амплитуды или число циклов нагруженип за один оборот вала до разрушения подшипника.

33SN

Р