Центробежный испытательный стенд Советский патент 1993 года по МПК G01N3/08 

Наиболее близким техническим решением является ЦБС, содержащий основной вал с двумя подшипниками, один из которых выполнен демпферным, расположенный со стороны последнего вспомогательный вал, соединенный съемным крепежом с основным валом и снабженный устройством для крепежа испытуемого образца, например керамического диска, а также соединенная с вторым концом вала приводная воздушная турбина. Подшипники основного вала закреплены во внутренней неподвижной втулке. Между испытуемым диском и демпферным подшипником расположена защитная стойка с проходным отверстием, включающим вспомогательный вал, закрепленная на наружной втулке корпуса, выполненной коаксиальной с внутренней втулкой. В ЦБС при разрушении испытуемого диска на конце вспомогательного вала возникают значительные радиальные усилия удары и вибрация, передаваемые на демпферный подшипник. При этом радиальные перемещения вспомогательного вала ограничены отверстием защитной стойкой. Таким обра- зом, при разрыве диска подшипники основного вала и защитная стойка испытывают значительные перегрузки, что снижает надежность ЦБС.

Целью изобретения является повышение надежности стенда путем снижения ра- диальных.дисбзлансных сил, возникающих при разрушении испытуемого образца.

Поставленная цель достигается тем, что центробежный испытательный стенд, содержащий корпус с внутренним и внешним фланцем, установленный в нем вал с приводом вращения и опорами, вспомогательный вал для крепления образца, один торец основного вала соединен с выходным валом, привода вращения, а другой - с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовым фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вал, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка - на внешнем посредством своего торцового фланца, снабжен демпфирующей опорой, выполненной в виде втулки, наружная поверхность которой сферическая, и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внутреннем фланце корпуса полуколец и прикрепленных по краям полуколец вкладышей, взаимодействующих в выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вкладышей выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно. По радиусу каждого полукольца упругого элемента выполнены поперечные прямоугольные отверстия на одинаковом расстоянии друг от друга и равноотстоящие от боковых поверхностей полуколец.

На фиг. 1 и 2 представлен центробежный испытательный стенд.

Стенд содержит наружную втулку 1 с

торцовой защитной стойкой 2, закрепленную на корпусе 3 и снабженную внутренними расходящимися патрубками (полукольцами) 4,5 и радиальным разъемом 6,.основной ведущий вал 7, установленный

5 в подшипниках 8,9 промежуточной (внутренней) втулки 10, образующей с неподвижными вкладышами 11, 12, 13 сферические подшипники (шарниры) 14, 15, 16 с общим центром С сферических поверхностей, В

0 осевом коническом отверстии вала 7 закреплен вспомогательный сьемный вал 17 крепежом 18. С другого конца вал 17 снабжен цапфой 19, образующей с отверстием стойки 2 радиальный зазор 20 и соединен5 ной крепежной муфтой 21 с керамическим испытуемым диском 22. Съемный 23 участок втулки 1 соединен с основным 24 участком крепежом 25. Основной вал 7 включает хво- .стовик 26, соединенный упругой муфтой 27

0 с валом 28 приводной в оздушной турбиной 29, кожух 30 которой закреплен на корпусе 3. На хвостовике 26 закреплен инерционный маховик 31, снабженный датчиком 32 радиального перемещения, связанным сус5 тройством 33 для отделения испытуемого образца 22, включающем отрезное устройство 34.

Броневым защитным кожухом 35 и стойкой 2 образована вакуумная камера 36, в

0 которой расположен диск 22. Упорный подшипник вала 7, вакуумирующее устройство и уплотнение камеры 36 на чертеже не показаны, В демпфирующих патрубках 4 и 5 выполнены радиальные вырезы 37, образу5 ющие упругие осев ые мостки 38 и торцевые монтажные пояски 39, в которых закреплены вкладыши 12 и 13 сферических подшипников 15 и 16.

ЦБС работает следующим образом.

0 Воздушной турбиной 29 вращают вал 7 с маховиком 31 и с керамическим диском 22, повышая частоту вращения до момента разрушения диска. На этом режиме ось вала 7 неподвижна и расположена в горизонталь5 ной плоскости, а по всей окружности проходного отверстия стойки образован равномерный зазор 20. При разрушении диска 22 его оторвавшаяся часть отбрасывается к стенке кожуха 35, а оставшаяся часть вращается совместно с валами 7, 17, создавая дисбаланс вращающейся системы. За счет последнего возникают значительные радиальные силы, воздействующие на цапфу 19 вала 17, перемещая ее по радиусу. При этом вал 17 совместно с основным валом 7 и втулкой 10 поворачивается в шарнирах 14, 15, 16 вокруг точки С. Радиальному перемещению цапфы 19 противодействует криоли- совая сила, возникающая на маховике 31. В общем итоге происходит нерезкое (плавное) перемещение цапфы 19 и маховика 31 в радиальной плоскости путем поворота вала вокруг оси С. В результате срабатывают устройства 32, 33, 34, за счет чего отрезают и удаляют разрушенный диск 22 с муфтой 21 и с концом цапфы 19. После этого стенд останавливают и приводят его в исходное состояние.

В изобретении за счет наличия сферических подшипников 14, 15, 16 и гибкой соединительной муфты 27 обеспечивается поворот вращающегося вала в радиальной плоскости при разрыве диска путем свободного перемещения конца вала, что снижает ударные нагрузки, воздействующие на вал и подшипники стенда.

За счет наличия инерционного маховика 31 на валу 7 обеспечивается плавное перемещение конца вала с диском в радиальной плоскости, что также снижает ударные нагрузки, вибрацию и т.п.

За счет наличия демпферных патрубков

4 и 5 обеспечивается радиальное перемещение (демпфирован.ие).шарниров 8, 9 и 15, 16 при возникновении ударных нагрузок.

За счет наличия отрезного устройства 34 и датчика 32 обеспечивается автоматическое отрезание цапфы 19 с разрушенным диском и не допускается резкого увеличения ударных нагрузок на валы и подшипники..

Такая конструкция направлена на повышение надежности работы стенда, что увеличит межремонтные сроки и долговечность и безусловно даст положительный экономический эффект.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть .использовано для испытания материалов на разрыв. Целью изобретения является повышение надежности стенда путем снижения радиальных дис- балансных сил, возникающих при разрушении испытуемого образца. Поставленная цель достигается тем, что центробежный испытательный стенд, содержащий корпус с внутренним и внешним фланцем установленный в нем вал с приводом вращеИзобретение относится к средствам испытаний материалов на разрыв центробежными силами. Известна конструкция центробежного стенда (ЦЬС), который содержит вал, снабженный на концах силовым приводом и устройством для крепежа испытуемого образца. Такой ЦБС имеет недостаточную надежность, так как в его конструкции не обеспечивается защита подшипников вала от воздействия радиальных сил, возникаюния и опорами, вспомогательный вал для крепления испытуемого образца, один торец основного вала соединен с выходным валом привода вращения, а другой - с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовым фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вал, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка - на внешнем посредством своего торцового фланца, снабжен демпфирующей опорой, выполненной в виде втулки, наружная поверхность которой сферическая и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внутреннем фланце корпуса полуколец и прикрепленных по краям полуколец вкладышей, взаимодействующих с выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вкладышей выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно. 2 ил. щих при разрушении испытуемой детали-, что приводит к значительным перегрузкам подшипников. Известна также конструкция ЦБС, содержащего вал с двумя подшипниками, соединенный через.разобщительную муфту с приводом. Между подшипниками расположено устройство для крепления испытуемой детали. На таком стенде невозможно проводить испытания дисков турбин, не имеющих осевого отверстия. (Л С 4 Ю О Ю О О

Формула изобретения 1. Центробежный испытательный стенд, содержащей корпус с внутренним и внешним фланцем, установленный в нем вал с приводом вращения и опорами, одна из которых демпферная, вспомогательный вал для крепления испытуемого образца, один торец основного вала соединен с выходным валом привода вращения, а другой - с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовым фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вал, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка - на внешнем посредством своего торцового фланца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стенда путем снижения радиальных дисбалансных сил, возникающих при разрушении испытуемого образца, демпфирующая опора выполнена в виде втул.ки, наружная поверхность, которой сферическая, и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внутреннем фланце корпуса полуколец и прикрепленных по краям полуколец вкладышей, взаимодействующих с выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вкладышей выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно.

2, Стенд по п. 1,отличающийся тем, что по радиусу каждого полукольца упругого элемента выполнены поперечные прямоугольные отверстия на одинаковом расстоянии друг от друга и равноотстоящие от боковых поверхностей полуколец.

Ф(УС. 1