Стенд для испытаний передачи "винт-гайка Советский патент 1980 года по МПК G01M13/02 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПЕРЕДАЧИ ВИНТ-ГАЙКА Изобретение относится к испытания конструкций, точнеее деталей машин, и касается устройств для испытаний передаточного механизма типа винтгайка, Известные устройства для испытаний передаточного механизма типа вин гайка выполняются с замкнутым или ра зомкнутьом силовым контуром. Известен стенд с замкнутым силовым контуром для испытаний передаточ ного механизма типа винт-гай1 а, состоящий из станины, смонтированных на ней с возможностью относительного пе ремещения держателей испытуемых винта и гайки, жестко укрепленных на станине реверсивного привода вращения одного из элементов испытуемого винтового механизма вокруг своей оси направляющих осевого перемещения одного из держателей вдоль оси испытуе мой передачи, измерительного устройства и нагружающего устройства, вклю чающего средства регулирования нагружающего усилия О- , Недостаток стенда с замкнутым силовым контуром состоит в том, что на испытуемом винте усианавливаются две гайки, вслейетвие чего неизбежно их взаимное влияние друг, па друга, например в отношении вибраций, обусловленных скачками при трении. Это влияние становится особенно существенным при испытаниях пары винт-гайка со специальной резьбой, например упорной, так как в этом случае одна из гаек является технологической, поскольку она сопряжена с винтом по нерабочему профилю резьбы, а режимы ее работы тяжелее, чем испытаний основной гайки. При необходимости испытания на стенде с замкнутым силовым контуром обратной винтовой пары, когда длина резьбы на винте меньше,г чем на гайке, крутильная жесткость испытуемого винта невелика из-за больших его осевых габаритов, что также способствует усилению взаимного влияния испытуемых пар трения друг на друга. В конечном счете, взаимное влияние не позволяет достигнуть высокой точности оценки фрикционных характеристик испытуемой пары винтгайка, необходимых для оценки таких эксплуатационных ее свойств, как точность позиционирования винтового механизма, а также потерь на трение и долгов ечности, Известен также стенд с разомкнутым силовым контуром для испытаний

передаточного механизма типа винтгайка, состоящий из станины, смонтированных на ней с возможностью относительного перемещения держателей элементов испытуемой винтовой передачи, реверсивного привода вращения одного из элементов испытуемой винтовой передачи вокруг своей оси, направляющих прямолинейного перемещения одного из держателей вдоль оси испытуемой передачи, измерительного устройства и нагружающего устройства, включающего силовой гидроцилиндр ось которого параллельна направляющим 2 .

Недостаток стенда заключается в том, что грузовые элементы нагружающего устройства связаны с одним из держателей тросом, вследствие чего при частых реверсах привода вращения возникает самопроизвольное колебание грузов, а следовательно, и изменеЕПЮ на.т ружающего усилия, что также не позволяет достигнуть вьзсокой точности оценки фрикционных характеристик испытуемой пары для указанных режимов работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для испытаний передачи винтгайка, .соде1эх ащий станину, установленные па ней с возможностью относило перемещения держатели элеыспытуемой винтовой передачи, жестко укрепленное на станине пзмерителыое устройство, реверсивный привод вращения одного из этих элементов Бокруг своей оси, установленные Псраллельно их осям и кинематически связанные с одним из держателей передачи направляющую и нагружающее устройство, включающее в себя силовой гидроцилиндр и камеру давления с регулятором З.

Недостатком этого стенда является то, что он имеет невысокую точность оценки фрикционных характеристик из-за того, что корпус силового гидроцилиндра жестко связан в осевом направлении сдержателем, вследствие чего силы трения, возникающие между поршнем и корпусом силового гидроцилиндра, уменьшают или увеличивают развиваемое нагружающим устройством усилие в зависимс сти от направления относительного перемещения элементов испытуемого винтового механизма, поскольку законы изменения нагружающего усилия при, прямом и обратном ходе испытуемого винтового механизма неодинаковы.

Цель изобретения - повышение точности оценки фрикционных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что силовой гидроцилиндр выполнен двухпоршневым с расходящимися поршнями, один из которых жестко связан со станиной, другой кинематически

связан с держателем испытуемой гайки а корпус силового гидроцилиндра установлен с возможностью осевого перемещения относительно держателей и снабжен синхронизированным с приводом вращения и регулируемым по скорости реверсивным приводом поступательного перемещения.

На чертеже изображен схематически стенд для испытаний передачи винтгайка.

На станине 1 в опоре вращения 2 смонтирован заторможенный поршень 3, являющийся держателем одного из элементов испытуемой пары винта А. Винт связан с реверсивным приводом 4 вращения через червячную пару Z, Z и шестерни 2,, Z . Свободный (консольный) конец винта поддерживается люнетом 5. Люнет установлен на направляющих - цилиндрических колоннах 6 и 7, оси которых параллельны оси шпиделя. Одна из колонн 6 имеет большую длину. Разность в длине колонн обусловлена необходимостью разворота его люнета в положении максимального удаления от шпинделя при установке и снятии испытуемой пары.

Направляющие колонны являются и опорами для держателя второго элемента испытуемой пары трения, а именно гайки Bj установленной с возможностью перемещения относительно держателя винта А. Держатель гайки содержит нажимную шайбу 8, корпус 9 с центрирующим гнездом для гайки, фиксатор гайки, например эксцентрикового типа (на чертеже не показан) и сферический подпятник 10. Нажимная шайба и корпус держателя снабжены подшипниковыми опорами 11, через которые они взаимодействуют с колоннами и тензодатчиками 12 (тензодатчики нажимной шайбы на чертеже не показаны), являющимися измерительным устройством момента сил трения. Подшипниковые опоры держателя гайки расположены на колоннах между конечНЫГ.1И выключателями (на чертеже не показаны). Последние установлены на колоннах с возможностью регулирования их относительного положения и включены .в схему управления электродвигателем привода.

Нагружающее устройство стенда кинематически связанное с одним из держателей, например гайки Б, гидравлическое, и включает в себя корпус силового гидроцилиндра 13, который установлен в направляющих втулках 14 соосно шпинделю. В нем смонтированы опозитные поршни 15 и 16.

Поршень 15 жестко связан со станиной 1 стенда и снабжен центральным отверстием для подачи в цилиндр рабочей жидкости от камеры давления 17. Поршень 16 связан с держателем испытуемой гайки с помощью разъемных и регулируа- ых по длине тяг 18 и равноплечего коромысла 19, Коромысло, тяги и нажимная шайба держате теля гайки образуют шарнирный параллелограмм. Корпус силового гидроцилиндра, ус тановленный с возможностью осевого п ремещения относительно держателей, снабжен синхронизированным с приводо вращения и регулируемым по скорости реверсивным приводом поступательного движения. В данном конкретном случае исполнения этот период включает в се бя реечную передачу t, Zg, гитару настройки подачи ic,, червячную пару Z, T.f , приводимую от распределительного вала 20 реверсивного привода вращения держателя, причем кинема тическая цепь между держателем и кор пусом силового гидроцилиндра имеет механизм настройки люфта, выполненный в виде регулируемых упоров 21, установленных на шестерне 2т,и установленного между упорами поводка 22 распределительного вала. Кроме того, нагружающее устройств стенда включает в себя регулятор 23 давления рабочей жидкости, например реостатный датчик положения, сиг нал от которого, поступая на аппаратуру управления насосной станций, обеспечивает изменение давления рабо чей жидкости в системе. Стенд работает следующим образом. Рабочая жидкость от камеры давления 17 подается в полость силового гидроцилиндра, образованную корпусом 13, поршнями 15 и 16, под давлением определяемым датчиком положения 23 .и аппаратурой управления камеры давления. Поршень 15 передает развиваемое силовым цилиндром усилие на станину 1, а поршень 16 черезкоромысло 19, тяги 18, шайбу 8, сферический подпятник 10 и корпус 9 - на испытуемую гайку Б. Усилие, развиваемое силовым гидроцилиндром за1у1нкается на станину через испытуемый винт А., заторможенный шпиндель 3 и опору 2. Вращение от электродвигателя 4 пе редается непосредственно на испытуемый винт А через червячную пару 2, ZQ., распределительный вал 20, механизм настройки люфта 21, 22 и шестер ни ZJ, Z.Одновременно вращение полу чает и шестерня Zg реечной передачи привода поступательного перемещения корпуса силового гидроцилиндра. Оно осуществляется от распределительного вала 20 через червяную пару Z, Z/, и гитару ig, . Испытуемая гайка перемещается синхронно с корпусом силово го гидроцилиндра. Нагружающий поршень 16, в силу жесткой связи его с гайкой, также перемещается синхронно с ней и корпусом силового гидроцилин ра. Сопряжение нагружающего поршня 16 с корпусом силового гидроцилиндра 13 остается относительно неподвижным При раверсе привода корпус силоит-п гидроцилиндра и нагружающий поршень остаются неподвижными до тех пор, пока не произойдет выборка люфтов в кинематических цепях: электродвигательиспытуемый винт и электродвигатель корпус силового гидроцилиндра. Неподвижность корпуса силового гидроцилиндра в начальный момент реверса обусловлена отсутствием осевых усилий на него со стороны привода поступательного перемещения и рабочей жидкости, а неподвижность нагружающего поршня - отсутствием вращения испытуемого винта. Испытуемый винт неподвижен и в этом случае, когда испытуемый винтовой механизм несамотормозящийся, так как шпиндель стенда заторможенный. Выборка люфтов в указанных кинематических цепях заканчивается одновременно, и корпус силового гидроцилиндра начинает двигаться одновременно и с той же скоростью, что и. нагружающий поршень, т.е. совместно с ним, но уже в противоположную, сторону. Силы трения между корпусом силового гидроцилиндра 13 и поршнем 15 не передаются на поршень 16, они полностью воспринимаются приводом поступательного перемещения. Таким образом, при прямом и обратном ходе испытуемого винтового механизма, нагружающее усилие на него определяется только рабочим давлением жидкости в силовом гидроцилиндре, что и позволяет повысить точность оценки фрикционных характеристик испытуемого винтового механизма. Формула изобретения Стенд для испытаний передачи вйнтгайка, содержащий станину, установленные на ней с возможностью относительного перемещения держатели элементов испытуемой винтовой передачи, жестко укрепленное на станине измерительное устройство, реверсивный привод вращения одного из этих элементов вокруг своей оси, установленные параллельно их осям и кинематически связанные с одним из держателей передачи направляющую и нагружающее устройство, включающее в себя силовой гидроцилиндр и камеру давления с регулятором, отличающИ йся тем, что, с целью повышения точности оценки фрикционных характеристик, силовой гидроцилиндр вы.полнен двухпоршневым с расходящимися поршнями, один из которых жестко связан со станиной, другой кинематически связан с держателем испытуемой гайки, а корпус силового гидроцилиндра установлен с возможностью осевого перемещения относительно держателей и снабжен синхронизированным с приводом вращения и регулируемым по скорости реверсивны.м

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 257107, кл. q 01 М 13/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 416587, кл,. q 01 М 13/02, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 263965,кл.д 01 М 13/02,1968(прототип) .