Гидравлическое нагружающее устройство Советский патент 1982 года по МПК G01M13/02 

(5) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАГРУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано в качестве нагружателя в стендах зам кнутого контура для испытания на надежность -и ресурс механических приводов и трансмиссий. Известно гидравлическое нагружающее устройство, содержащее корпус, вы полненный в виде полого цилиндра с выступами на внутренней поверхности, и соосно размещенный в нем и с возможностью поворота ротор с лопастями на наружной цилиндрической поверхности, образующими с выступами корпу са рабочие полости, заполняемые рабочим телом через каналы J. Недостатком известного устройства является низкая точность воспроизведения максимального знакопеременного нагружающего момента из-за подачи рабочего тела через вращающийся ротор и использования бесконтактных уплотнений между периферийными участками лопастей ротора и внутренней поверхностью корпуса, а также между выступами корпуса и наружной цилиндрической поверхностью ротора, которые приводят к неизбежному перетеканию рабочего тела под действием быст роменяющихся перепадов давления между смежными рабочими полостями. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения максимального знакопеременного нагружающего момента. Указанная цель достигается тем, что в лопастях ротора и выступах корпуса выполнены продольные радиальные пазы и соединенные с ними дополнительные каналы, связывающие рабочие полости, устройство снабжено клапанами двустороннего действия, соединяющими дополнительные каналы с пазами, и размещенными в последних уплотнительными элементами, связывающими соответственно выступы корпуса с наружной поверхностью ротора и лопасти ротора с внутренней поверхиос тью корпуса.

На фиг.1 изображен стенд замкну того контура с установленным в нем гидравлическим нагружающим устройством; на фиг. 2 гидравлическое нагружающее устройство, общий вид; на фиг. 3 разрез А-Л на фиг. .2; на фиг. k - график изменения крутящего (нагружающего) момента по времени.

Гидравлическое нагружающее устройство 1 содержит корпус 2, выполненный в виде полого цилиндра с выступами 3 на его внутренней поверхности, и соосно установленный в немt возможностью поворота ротор 4 с лопастями 5 на наружной цилиндрической поверхности. Выступы 3 корпуса 2 и лопасти 5 ротдра Ц образуют между собой рабочие полости 6,7 и 8, 9 в которые по каналам 10 и 11, выполненным симметрично в корпусе 2, подется через распределительный Золотниковый узел 12, установленный на неподвижной муфте 13 рабочее тело I. Золотниковый узел 12 выполнен в виде электрогидравлического распределителя с программным управлением, реализующим, например, программу нагружения (фиг.t), характеризующую реальные эксплуатационные условия. Выступы 3 корпуса 2 и лопасти 5 ротора k выполнены по всей их длине с радиальными пазами 15 и 16 соответственно. Радиальные пазы 15 с установленными клапанами 17 двустороннего действия, например, шаровыми, сообщаются через дополнительные каналы 18 со смежными рабочими полостями 7 8 и 6, 9 а радиальные пазы 16 с клапанами 19 через дополнительные каналы 20 со смежными рабочими полостями 7.9 и 6, 8. Дополнительные каналы 18 и 20 снабжены втулками 21, обеспечивающими установку и фиксацию клапанов 17 и 19 двустороннего действия.

В радиальных пазах 15 и 16 по периферии размещены уплотнительные элементы 22 и 23 имеющие прямоугольную форму с разрезом у нижнего основания. Элементы 22 перекрывают зазоры между лопастями 5 и внутренней поверхностью корпуса 2, а элементы 23 - между выступами 3 и наружной поверхностью ротора Ц. Кроме JToro, элементы 22 и23.обеспечивают одновременно уплотнение по их торцовым поверхностям.

Устройство работает следующим образом.

Для испытаний элементов механического привода по схеме замкнутого контура, например, карданных валов 2Ц и зубчатого редуктора 25 (фиг.), используется замыкающий редуктор

2б, электромотор 27, приводящий во вращательное движение испытываемые элементы, и гидравлическое на)- ружающее устройство 1, которое присоединяется к замыкающему редуктоРУ 26.

На вход распределительного золотникового узла 12 поступает под давлением рабочее тело k (например |масло. Управление золотниковым узлом 12 осуществляется от электрического сигнала, реализующего программу нагружения (фиг. i. Через золотниковый узел 12 масло по каналам, например 11, поступает в рабочие полости 8 и 9. При этом давление масла в полостях 8 и 9 пропорционально величине управляющего электрического сигнала и за счет перепада давления относительно полостей 6 и 7 обеспечивает поворот ротора k относительно корпуса 2.

По имеющимся в- лопастях 5 и выступах 3 дополнительным каналам масло попадает в радиальные пазы 15 и

16, предварительно перекрыв при помощи шаровых двусторонних клапанов 19 и 17 каналы 20 и 18, в соседние полости 6 и 7. Установленные по периферии радиальных пазов 16 и 15 уплотнительные элементы 22 и 23, под, воздействием давления масла в пазах 16 и 15 перекрывают зазоры между поверхностями вращения лопастей 5 (и корпуса 2), выступов 13 и

ротора Ц, а также между торцовыми поверхностями лопастей 5, выступов 3 и корпуса 2. При повышении давления масла в полостях 8 и 9, усилие прижима уплотнительных элементов 22

и 23 увеличивается, а при понижении давления - уменьшается. Этим предотвращается перетекание масла в соседние рабочие полости 6 и 7, а это в свою очередь позволяет с большой

точностью воспроизводить крутящие мо:менты в области пиковых значений и нагружать карданные валы 2 и редуктор 25 требуемым MOMeHtoM.

При изменении полярности управля ;ющего сигнала осуществляется реверс, масло при этом по каналам 10 попадает в рабочие полости 6 и 7,. а из рабочих полостей 8 и 9 вытесняется.

Такая конструкция нагружающего устройства позволяет повышением жесткости ротора и использованием уплотиительных элементов с регулируемым усилием прижима, пропорционального давлению рабочего тела, обеспечить герметичное соединение по всем обращенным друг к другу поверхностям корпуса и ротора и тем самым повысить точность воспроизведения максимального знакопеременного нагружающего момен-та.

. Формула изобретения

Гидравлическое нагружающее устройство, содержащее корпус, выполненный в виде полого цилиндра .с выступами на внутренней поверхности, и соосно размещенный в нем с возможностью поворота ротор с лопастями на наружной цилиндрической поверхности, образующими с выступами

корпуса рабочие полости, заполняемые рабочим телом через каналы, от.личающееся тем, что, с целью повышения точности воспроиз-ведения максимального знакопеременного нагружающего момента, в лопастях ротора и выступах корпуса выполнены продольные радиальные пазы и соединенные с ними дополнительные каналы, связывающие рабочие полости, устройство снабжено клапанами двустороннего действия, соединяющими дополнительные каналы с пазами, и размещенными в последних уплотнитель ными элементами, связывающими соответственно выступы корпуса с наружной поверхностью ротора и лопасти ротора с внутренней поверхностью корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Состояние и тенденции развития стендового оборудования и методов испытаний силовых механических приводов сельскохозяйственных машин. ЦНИИТЭИтракторосельхозмашин. Серия Сельскохозяйственные машины, агрегаты и узлы. М., 1977f с. -35, рис. 20 (прототип).