Стенд для испытания торсионных валов на усталость при кручении Советский патент 1982 года по МПК G01M13/00 G01N3/34 

(5) СТЕНД ДЛЯ испитАНИЯ ТОРСИОННЫХ ВАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУЧЕНИИ

Изобретение относится к машиностро ению, а именно к испытательной технике и может быть использовано при испытании торсионных валов на усталость при кручении с асимметричным уклоном нагружения. Известна машина для испытания торсионных валов на усталость при кручении, содержащая корпус,-активные и пассивные захваты для испытуемых валов, кривошипно-шатунный возбудитель циклической нагрузки, механизм закручивания испытуемых валовi включающий два кривошипа одинакового радиуса с параллельными осями вращения, жестко связанные с активными захватами, и шарнирно соединенное с кривошипами коромысло, связанное с шатуном возбудителя, опоры для размещения захватов установленные в корпусе с возможность перемещения в горизонтальном направле НИИ в плоскости вращения кривошипов, и привод перемещения опор, а расстояние по вертикали мееду опорами одноименных захватов равно радиусу кривошипа 01. Недостатком машины является необходимость корректировки амплитуды колебаний средней части коромысла из-за смещения ее траектории движения при переходе на другой режим нагружения,. осуществляемой путем многократной подгонки длины кривошипа и длины шатуна. Наиболее близким к предлагаемому является стенд для испытания торсионных валов на усталость при кручении, содержащий механизм закручивания испытуемых валов, имеющий коромысло и шарнирно закрепленные на его концах параллельные кривошипы одинаковой длины, корпус, установленные в нем с возможностью перемещения в плоскости вращения кривошипов и предназначен ные для крепления испытуемых валов захваты, ОДНИ; из которых жестко связаны с кривошипами, возбудитель циклической нагрузки, имеющий привод и шарнирно-рычажный механизм, и устройство изменения нагрузки 2. Недостаток известного стенда заключается в довольно сложной регулировке нагрузки в процессе испытаний, обусловленной необходимостью подбора величины эксцентрисистета кривошипно-шатунного возбудителя циклической йагрузки для обеспечения требуемого режима испытания, осуществляемого пу тем изменения длины кривошипа, Цель изобретения - упрощение регулировки нагрузки в процессе испытаний Указанная цель достигается тем, что возбудитель циклической нагрузки снабжен планетарными зубчатыми механизмами, каждый из которых включает связанное с устройством изменения нагрузки одно центральное колесо, установленное в корпусе с возможностью поворота вокруг оси, кинемати чески соединенное с приводом водило и сателлиты, связанные шарнирно-рычажным механизмом с серединой коромысла. На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг, 2 - возбудитель циклической нагрузки; на фиг. 3 - положения характерных точек возбудителя циклической нагрузки при изменении нагрузки. Стенд для испытания торсионных валов на усталость при кручении содержит активные 1 и пассивные 2 захваты, предназначенные для крепления испытуемых валов 3, механизм 3 закручивания испытуемых валов, включающий два кривошипа k одинакового радиуса с параллельными осями вращения, жестко связанные с активными захватами 1 и шарнирно соединенное своими конца ми с кривошипами k коромысло 5 связанное с возбудителем циклической нагрузки, состоящим из двух трехзвенных планетарных зубчатых механизмов 6 шарнирно-рычажного четырехзвенного механизма 7 и привода 8. Планетарные зубчатые механизмы б включают в себя установленные в корпусе 9 с возможностью поворота наружные центральные колеса 10, сателлиты 11 и водила 12, которые посредством синхронизирующих шестерен 13 и паразитной шестерни 1 соединены с приводом 8 амплитуды колебаний. К сателлитам 11 планетарных зубчатых механизмов 6 на их начальной окружности прикреплены цапфы 15, подеижно соединенные шарнирно-рычажным четырехзвенным механизмом 7 со средней частью коромысла 5- Наружные центральные колеса 10 планетарных механизмов 6 шарнирно соединены тягой 16 с устройством 17 изменения нагрузки Захваты 1 и 2 размещены в опорах 18 и 19 установленных в корпусе 9 с возможностью перемещения в горизонтальном направлении в плоскости вращения кривошипов Ц, Расстояние по вертикали между опорами 18 пассивных захватов 2 равно радиусу R кривошипа 4. Для перемещения в горизонтальном направлении опоры 18 и 19 снабжены приводом, выполненным в виде электродвигателя 20 с установленными на его валу зубчатым колесом 21, зацепляющихся с ним двух шестерен-гаек 22 и установленных а последних ходовых винтов 23, каждый из которых соединен с опорами 18 и 19 захватов 2 и 1 одного из. испытуемых валов 3. Стенд работает следующим образом. В исходном состоянии наружные центральные колеса 10 трехзвенных зубчатых планетарных механизмов 6 находят-, ся в положении, соответствующем положению цапф 15 на горизонтальных линиях а -а. Закрепляют торсионные валы 3 в захватах 1 и 2, включают электродвигатель 20 и устанавливают требуемое расстояние между подвижными опорами 18 и 19 в соответствии с программой испытаний, заданной углами закручивания валов 3| равными rnm - Ч Включают привод 8 трехзвенных зубчатых планетарных механизмов 6, цапфы . 15 которых движутся по траекториям, совпадающим с горизонтальными линиями сх-CL , и приводят в движение шарнирно-рычажный четырехзвенный направляющий механизм 7. При этом шарнир этого механизма, соединенный со средней частью коромысла 5, находится в неподвижном состоянии, то есть механизм 7 качается вокруг него. Включают устройство 17 измерения нагрузки и поворачивают наружные центральные колеса 10 на угол, который соответствует закручиванию валов 3 в пределах У rnin - Утод в результате чего цапфы 15 движутся по траекториям, совпадающим с линиями б б (фиг. 3) Проекции этих траекторий на вертикальную плоскость составляют амплитуду колебаний. А испытываемых торсионных валов 3. Угол поворота централь59265ных колес 10 и углы закручивания испытываемых торсионных валов i связаны следующей зависимостью: sin L may - при условии сохранения следующего со- 5 отношения: R 2R 4г, где R - радиус кривошипа механизма закручивания торсионных валов; R - радиус начальной окружности наружного колеса 10 зубчатого ю планетарного механизма 6; г - радиус начальной окружности сателлита 11 зубчатого планетарного механизма 6. Предлагаемая конструкция стенща позволяет простым изменением угла поворота центральных колес 10 планетарных механизмов 6 регулировать углы закручивания испытуемых торсионных ва лов 3 и тем самым упростить регулировку нагрузки в процессе испытаний. Формула изобретения Стенд для испытания торсионных валов на усталость при кручении, содержащии механизм закручивания испытуемых валов, имеющий коромысло и шарнирно закрепленные на его концах параллельные кривошипы одинаковой длины, корпус, установленные в нем с

v/ww -ЧУ- /2 возможностью перемещения в плоскости вращения кривошипов и предназначенные дЪя крепления испытуемых валов захваты, одни из которых месткр связаны с кривошипами, возбудитель циклической нагрузки, имеющий привод и шарнирно-рычажный механизм, и устройство изменения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощечия регулировки нагрузки в процессе испытаний, возбудитель циклической нагрузки снабжен планетарными зубчатыми механизмами, камздый из которых включает связанное с устройством изменения нагрузки одно центральное колесо, установленное в корпусе с возможностью поворота вокруг оси, кинематически соединенное с приводом водило и сателлиты, связанные шарнирно-рычажным механизмом с сере1ДИНОЙ коромысла. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке W 270 718/25-28, кл.С 01 N 01 М 13/00, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № , кл. G 01 N 01 М 13/00, 1979 (прототип).

1

I Ю Фиг. 2

1--г4 I-1

// 1|1

fS