Стенд для испытания пружин сжатия Советский патент 1982 года по МПК G01M7/00 F16F1/06 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРУЖИН СЖАТИЯ

Изобретение относится к испытательному оборудованию, а именно к стендам, определяющим показатели надежности винтовых пружин скважин в условиях, приближенньгх к эксплуатационным. Известен стенд для испытаний пружин, содержащий раму, приспособления для установки испытуемой пружины, передаточный, реверсивный и нагружающий механизмы и измерительный узел 1. Однако данный стенд обеспечивает лишь периодическое сжатие пружин вдоль их продольной оси с заданным усилием и определенной цикличностью. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд для испытания пружин сжатия, содержащий станину, размещенные на ней неподвижную и подвижную опоры с узлами для жесткого закрепления в них .концов испытуемой пружины и механизм нагружения с приводом, связанный с подвижной опорой. 2. . Недостатком данного стенда является то, что испытания пружин на этом устройстве проводятся в условиях не соответствующих эксплуатационным (реальным), так как нагружение пружин может проводиться лишь в одном вергикальном направлении и с нагрузками, форсирование которых не обеспечивает достаточного для практики коэффициента ускорения испытаний. Цель изобретения - приближение условий-испытания к реальным. «Указанная цель достигается тем, что стенд для испытания пружин сжатия, содержащий неподвижную ч подвижную опоры с узлами для жесткого закрепления в них концов испытуемой пружины и механизм нагруження с приводом, связанный с подвижной опорой, снабжен щарниром с тремя степенями свободы, соединяющим подвижную опору с механизмом нагружения, и приводами для качательного и углового перемещения подвижной опоры. Кроме того, стенд снабжен кожухом, который предназначен для заполнения агрессивной средой в которой размещены опоры, и источником тока, а узлы для жесткого закрепления концов испытуемой пружины электрически изолированы от опор и соединены с источником тока. На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 - конструкция щарнира; на фиг. 3 - привод качательных перемещений подвижной опоры, вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - привод угловых- перемещений подвижной опоры, вид Б на фиг. 1. Стенд для испытания пружин сжатия содержит станину 1, в которых перемещается механизм нагружения в виде щтока 2, имеющего направляющий паз 3. В направляющий паз входит палец 4, препятствующий проворачиванию щтока 2. Шток 2 одним концом связан с кулачком 5, имеющим фигурный вырез-канавку 6. Кулачок 5 приводится во вращение двигателем 7. Кулачок 5 совместно с двигателем 7 является приводом механизма нагружения. Другой конец щтока 2 имеет щаровую вогнутую поверхность, куда входит щаровая выпуклая поверхность щарнира 8, имеющего три степени свободы и связанного с валом 9, установленным в водиле 10, являющемся частью щтока 2. Вал 9 связан через рычаг 11 с приводом качательных перемещений, расположенным на щтоке 2 и состоящим из кулачка 12, пружины 13 и двигателя 14. Шарнир 8 связан с подвижной опорой 15 осью 16 и щпилькой 17, располагающейся в .кольцевой выемке 18 щарнира 8. Подвижная опора 15 имеет рычаг 19 с щаровым наконечником 20, входящим в паз направляющей втулки 21, связанной рычагом 22, имеющим опору 23 с приводом угловых перемещений, состоящим из кулачка 24, пружины 25 и двигателя 26. Подвижная опора 15 через электроизолирующую прокладку 27 соединена с узлом 28 для жесткого закрепления концевого витка испытываемой пружины 29. Второй конец испытываемой пружины 29 закреплен в другом узле 30 для жесткого закрепления концевого витка, соединенном через электроизолирующую прокладку 31 с неподвижной опорой 32. Узлы 28 и 30 для жесткого закрепления концевых витков соединены с источником 33 тока. Обе опоры 15 и 32 размещены в общем закрытом кожухе 34 (показан пунктиром), предназначенном для заполнения агрессивной средой. Стенд работает следующим образом. При вращении двигателя 7 кулачок 5 перемещает щток 2 вверх-вниз, обеспечивая сжатие и при необходимости частичное растяжение испытываемой пружины 29 по закону, задаваемому формой канавки 6 и с цикличностью, регулируемой частотой вращения двигателя 7. В это же время двигатель 14, вращая кулачок 12, через рычаг 11 покачивает щарнир 8 и связанную с ним опору 15 по заданному закону, обеспечиваемому частотой вращения двигателя 14 и формой кулачка 12. Опора 15 осуществляет скручивающие и раскручивающие перемещения торца пружины 29 под воздействием рычага 19, связанного с направляющей втулкой 21 и приводом угловых перемещений. Амплитуда и частота угловых перемещений опоры 15 регулируется профилем кулачка 24 и числом оборотов двигателя 26. Обе опоры 15 и 32, а также испытываемая пружина 29 находятся в кожухе 34 с агрессивной средой, а пружина 29 нагревается пропусканием электрического тока от источника 33. При этом прохождение тока по пружине 29 способствует электроэррозии материала пр-ужины. Предлагаемый стенд позволяет осуществить на испытываемую пружину все воздействия, имеющие место в реальной эксплуатации, например, клапанных пружин двигателей внутреннего сгорания. Механизм нагружения обеспечивает сжагие и необходимое растяжение пружины. Привод качательных перемещений имитирует скащивание торцов пружины в процессе ее сжатия-растяжения, возникающих в результате износов направляющих, и появления в местах заделки опоры. Привод угловых перемещений обеспечивает скручивание-раскручивание пружины, кЪторое имеет место в эксплуатации вследствие потери подвижности концевых витков пружины относительно опор. Скащивание и закручивание торцов дает возможность форсировать процесс потери работоспособности пружин. Электрический ток, проходящий через пружину, обеспечивает ее нагрев и, как следствие, изменение механических свойств материала пружины. Агрессивная среда воздействует на материал пружицы, вызывая местное коррозийное разрущение. Подбор всех факторов воздействия в необходимых пропорциях обеспечивает исследования поведения пружин в условиях, соответствующих различны|и режимам эксплуатации, и позволяет оценить влияние форсирования нагружающих факторов. Это значительно ускоряет процесс испытаний, позволяет прогнозировать поведение пружин в различных условиях, разрабатывать рекомендации по улучщению надежности пружин. Формула изобретения 1.Стенд для испытания пружин сжатия, содержащий станилу, размещенные на ней неподвижную и подвижную опоры с. узлами для жесткого закрепления в них концов испытуемой пружины и механизм нагружения с приводом, связанный с подвижной опорой, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытания к реальным, он снабжен шарниром с тремя степенями свободы, соединяющим подвижную опору с механизмом нагружения, и приводами для качательного и углового перемещения подвижной опоры. 2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен кожухом, который предназначен для заполнения агрессивной средой в которой размещены опоры, и источником тока, а узлы для жесткого закрепления концов испытуемой пружины электрически изолированы от опор и соединены с источником тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. ПатентФРГ № 2054631, кл. G 01 N 3/32, 1979.

ФигЛ

5ид А