Стенд для испытаний колес Советский патент 1980 года по МПК G01M17/13 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КОЛЕС Изобретение касается испытаний коле транспортных средств, преимущественно стендов для исследования эксплуатационных свойств и взаимодействия с поверхностью трубопроводов колес контейнеров пневмотранспортных систем. Известен стенд для испытания колес, содержащий основание с приводным барабансм, узлы крепления колес и нагрузочные механизмы Щ. Однако этот стенд предназначен тольк для ресурсных испытаний колес. На нем моделируется движение качени по прямолинейной жесткой поверхности и кЬнтролируются износные характеристики колеса. Смоделировать движение качения с проскальзываний по упругой криволинейной поверхности с направлениями нагрузок, отличньпли от радиальных, на этом стенде невозможно. Известен барабанный стенд для испытаний колес, образующая барабана которого выполнена криволинейной Н . Однако такой стенд также не позволяет полу- чить достоверные результаты испытаний колес контейнеров пневмотранспортных систем из-за неадекватности условий качения колеса на указанном стенде ив. реальных условиях. При движении роликовой тележки контейнера в трубопроводе в Нил возникают деформации как общего, так и локального характера, в результате чего оболочка трубопровода будет находиться в сложно-напряженном состоянии. В месте контакта колеса с упругой оболочкой площадь контактирования очень мала, а возникающие напряжения и дефор 4а1ши на практике могут оказаться значительными (характерная особенность трубопроводного пневмотранспорта). Поэтому именно эти факторы играют решающую роль при оценке прочности и долговечности функциональной группы роликовый контейнер - труба . Применение на известном стеНде традиционного жесткого толстостенного барабана приводит к резкому изменению вида и характера локальных Напряжений, 3735 а также ик качественнык и копичественны значент1й, поэтому практическая и научная ценность результатов, полученных на стевде с жестким барабансж, будет невелика из-за больших искажений. Кроме того, известный стенд не позволяет изменить прсхзтранственное расположение колеса и нагрузки на него относительно барабана, что также влияет на конечный результат. Известен стенд для испытаний колес, содержащий приводной барабан и устройст ва для установки, ориентации и нагружения испытываемых колес Ш. Устройство ориентации стенда позволяет изменять пространственное расположение колеса относительно барабана, что существенно расширяет режимы нагружения колеса и диапазон проводимых испытаний. Однако известный стенд, обладая конструктивной сложностью, также не позволяет смоделировать условия колеса трубопроводного контейнера из-за невозможности изменения направления вектора нагрузки заданной величины, приложенной к колесу, и несоответствующей характеристики бегового барабана, что приводит к искажению результатов испытанпй. Цепь изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем имитации силовых и кинематических факторов, действующих при качении колеса, а также упрощение конструкции стенда. Это достигается тем, что обечайка барабана выполнена в виде тонкостенной оболочки с вогнутой образующей, а устройство для нагружения смонтировано на поворотной вокруг оси, перпендикулярной оси барабана, платформе, имеющей продольные направляющие, на которых установлена каретка с устройством для ориен тации, Кроме того, обечайка барабана может быть выполнена съемной. На фиг. 1 показан предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - схема реального нагружения колес транспортного контейн ра. Стенд для испытания колес транспорт нык средств содержит закрепленный на основании 1 с помощью рамы 2 разборный барабан 3, состо5пций из тонкостенной обечайки 4 с вогнутой поверхностью вращения и торцовых крьгитек 5, 6, уста нсшленных на валах 7, 8, причем крышка 5 с валом 7 могут сдрип аться вдоль си вра пения по раме 2. Барабан 3 приодится во вращение через клиноременую передачу 9 двигателем 10. Устройство для ориентации колес 11 ыполнено в виде поворотных вилок 12, в которых закреплены оси 13 колес. Каждая вилка 12 установлена с помощью иксаторов 14 на крошитейне 15, который помощью винтового зажима 16 укрепен на каретке 17 с возможностью пово-рота вокруг оси винта зажима 16 при его ослаблении. Каретка 17 установлена на оворотной платформе 18 с помощью проольных направляющих 19. Ось 20 поворотной платформы 18 перпендикулярна си барабана 3. На платформе 18 смонтйровано устройство для нагружения 21. Испытания на стенде проводятся следующим образом. С помощью торцовой крьплки 5 вала 7, установленйьтх подвижно на раме 2, проводится закрепление обечайки 4 с требуемым профилем вогнутой поверхности вращения и необходимыми жесткостными характеристиками. В поворотных вилках 12 устанавливаются испытываемые колеса 11, положение осей 13 которых в вертикальной плоскости фиксируется фиксаторами 14. Каретки 17 с помощью устройств .для нагружения 21 смещаются по направляющим 19 и поджимают колеса 11 к барабану 3. Направле-. ние вектора нагрузки задается вращением поворотной платформы 18, при этом необходимое положение колес. 11 по отношению к барабану 3 устанавливается с помощью устройства для ориентации, смонтированного на каретке 17. При расположении колес (см. фиг. 4) характерно нерадиальное по отношению к оси вращения колёса приложение веса контейнераG и груза Р (под углом сХ ). Величина и направление реакции R в стенке трубы от вектора G-I-P зависит от многих факторов, {ЯД которых практически невозможно учесть (коэффициенты трения качения и скольжения для различных материалов колес, сдепляемость различных материалов при их фр кционнс и контакте и т. д.). Для воспроизведения силовых условий в месте контакта колеса со стенкой трубы на стенде проще смоделировать условия их нагружения, путем задания различных направлений вектора тарированной нагрузки, что позволяет не учитывать вышеуказанные факторы, упростить конструкцию стенда и повысить достоверность результатов испытаний. По окончании никла испытаний опреде ляются качественные и количественные характеристики напряжений и деформаций, возникающих в испытываемом колесе и обеча:йке барабана, а также вьшвляются закономерности их влдания на несупхую способность, контактную выносливость и интенсивность изнашивания как колеса, так и криволинейной поверхности обечайки. Максимальное приближение при таком моделировании процессов движения качения с цроскальзьгоанием по упругой Криволинейной поверхности к реально происходящим процессам позволяет произвести правильный и качественный анализ по оптимальному выбору материалов и конст рукций опорно-направляющих элементов транспортных средств и помогает выявит предельные параметры движения, в диапа зоне которых обеспечивается надежность и долговечность этих элементов. Формула изобретения 1, Стенд для испытаний колес, пре№мущественно контейнеров трубопроводног транспорта, содержащий приводной барабан и устройства для установки, ориентации и нагружения испытываемых колес, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний путем имитации силовых и кинематических факторов, действующих при качении колеса, а также упрощения конструкции стенда, обечайка барабана выполнена в виде тонкостенной оболочки с вогнутой образующей, а устройство дня нагружения смонтировано на поворотной вокруг оси, перпендикупярной оси барабана, платформе, имеющей продольные направляющие, на которых установлена каретка с устройством для ориентации. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что обечайка барабана выполнена съемной. №;точники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2123672, кл. G 01 М 17/00, 1972. 2.Опубликованная заявка Франции № 2127717, кл. G 01 М 17/ОО, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР № 151849, кл. G 01 М 17/О2, 1964 (прототип).