Стенд для испытания вентилей Советский патент 1982 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а конкретно к устройствам для испытания на надежность вентилей, управляемых вручную, в частности вентилей, устанавливаемых на баллонах для сжиженных углеводородных газов. .Известен стенд для испытаний на надежность, состоящий из рамы, приво да и исполнительного механизма, вращающего вентил } и создающего определенный момент на маховичке. Исполнительный механизм представляет собой самоуправляемую (предохранительную) муфту, которая вращается приводом попеременно в одну и другую стороны и вращает маховичок вентиля I. Недостаток такого стенда сострит в том, что муфта имеет большой разброс передаваемых моментов и их изменение по мере износа, поэтому не обеспечиваются требования к испытани ям (вентиль испытывается или, с недогрузкой или с перегрузкой). Известен также стенд для испытания вентилей, содержащий раму, привод с воз.вратно-вращательным движением на выходе и исполнительный меха низм гиревого типа с вращателем вентиля 2. Цель изобретения - повышение эффективности стенда путем совмещения испытаний вентиля в обоих направлениях и сокращения времени подготовительных работ. Поставленная цель достигается тем, что в известном стенде исполнительный механизм выполнен в виде двух с разносторонней подвеской грузов барабанов, Кс1ждый из которых снабжен разносторонними ведугдам, взаимодействукщим собачкой с приводом и ведомым, взаимодействующим храповым колесом с вращателем вентиля, храповыми механизмами, колеса kOTOpux выполнены однозубыми, и у ведущих храповых механизмов обе собачьи между собой взаимосвязаны, а у ведомых храповых механизмов оба колеса между собой взаимосвязаны с обеспечением синхронного вращения, причем одноименные храповые механизмы барабанов выполнены также разносторонними. Кроме того, собачки ведущих храповых механизмов установлены с возможностью вращения в каждую сторону не более чем на один оборот, а храповые колеса ведо1 «лх храповых механизмов связаны с вращателем вентиля через повышающую зубчатую передачу. Кроме того, над грузами, подвешенными на барабанах, установлены элементы дополнительной .нагрузки, причем над одним грузом установлена пружина сжатия, а над другим дополнительный груз с возможностью изменения его нижнего положения. На фиг.1 показан стенд, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - исполнительный механизм, разрей; на фиг.4 - исполнительный механизм в аксонометрии; на фиг.5 последовательные положения исполнительного механизма в работе; на фиг.6 и 7 - стенд, вариант исполнения; на фиг.8 - исполнительный механизм, вариант исполнения. Стенд (фиг.1 и 2) состоит из рамы 1, привода 2 и исполнительного механизма 3. Привод включавт электродвигатель 4 и передаточный механизм с кривошипно-коромысловым механизмом 5, сообщающим зубчатому кблесу 6 возвратно-поворотные движения. Колесо 6 взаимодействует с исполнительным механизмом 3. Привод может быть другого типа, на, пример реечный с пневмоцилиндрами, необходимое требование к нему - сообщение Исполнительному механизму возвратно-поворотного движения. Исполнительный механизм 3 заканчивает ся вращателем 7, связанным с махови ком вентиля 8. Вентиль неподвижно з крепляется на раме стенда. При необ ходимости испытания вентиля под дав лением оно подается по пневматической системе 9. Исполнительный механизм {фиг.З и 4) состоит из независимо вращающихс бар абанов 10 и 11, ведущих храповых механизмов, образованных храповыми колесами 12 и 13 и соответствующими собачками 14 и 15, веДомых храповых механизмов, образованных храповыми колесами 16 и 17 и соответствующими собачками 18 и 19, и вращателя. На барабане 10 намотан трос 20, несущи на конце груз 21. На барабане 11 на вит трос 22, несущий груз 23. Навив ка тросов на барабанах 10 и 11 противоположна. Храповые механизмы 12и 13-IS разносторонние. Их собачки 14 и 15 установлены на зубчатом колесе 24 и поэтому вращаются синхрон но. Колесо 24 находится в зацеплени с колесом 6. Собачки 18 и 19 связан с барабанами. Собачка 19 установлен на барабане 11, а собачка 18 закреп лена на поводке 25, который через вал 26 неподвижно соединен с бараба ном 10. Храповые механизмы 16-18 и 17-19 разносторонние. Храповые коле са 16 и 17 соединены друг с другом установлены на зубчатом колесе 27. Ведущий и ведомый храповые механизмы одного, и того же барабана выполнены также разносторонними, т.е. храповый механизм 12-14 барабана 10 по направлению противоположен механизму 16-18; а 13-15 барабана 11 противоположен 17-19. Все храповые колеса выполнены однозубыми. Барабаны 10 и 11 и зубчатые колеса 24 и 27 на валу 26 установлены друг относительно друга поворотно. Вращатель 7 состоит из зубчатого колеса 28 и муфты 29. Колесо 28 зацепляется с колесом 27, а муфта 29 соединена с.маховичком вентиля 8. Передача от колеса 27 к колесу 28 ускоряющая. Над грузом 21 на тросе 30 подвешен дополнительный груз 31, высотаподвески его может изменяться. Над грузом 23 установлена пружина сжатия 32, сжимаемая грузом в его крайнем положении. Описанная конструкция является одноместным стендом. Для получения многоместного стенда к описанной приводной секции последовательно присоединяется необходимое количество линейных секций 33 (фиг .2). Эти секции получают вращение от первой cekции через трансмиссионный вал 34 и муфту 35. Вал 34 вращается колесом 6. Перед работой стенд устанавливается в исходное положение, при котором один из грузов, например 23, занимает крайнее верхнее положение, а второй, например 21, кра.йнее нижнее. Маховичок вентиля устанавливается в одно из крайних положений, например открытое. По,сле этого вентиль соединяется с муфтой 29 вращателя и закрепляется на раме. После включения колесо 24 начинает.совершать возвратно-вращательное движение. При повороте в одну сторону, например против часовой стрелки (согласно положению, в котором изображён стенд), собачка 14 поворачивает храповое колесо 12, ас ним и барабан 10 (фиг.. 5)Трос 20 наматывается на барабан и поднимает груз 21. Собачка 15 отхо- дит от зуба храпового колеса 13, и барабан 11 под действием опускающегося груза 23 вращается и собачкой 19 вращает храповое колесо 17 и соединенные с ним колеса 16 и 27. Собачка 18 в это время поворачивается вместе с храповым колесом 16. Через повышающую передачу 27-28 муфта 29, и маховичок вентиля поворачиваются на больший угол, чем колесо с собачками. Эти движения происходят до тех пор, пока произойдет закрытие вентиля (положение 2 на фиг.5). При этом закрыт1 е произойдет вращающим моментом, определяемым радиусом навивки троса 22 и весом груза 23. Так как вентили имеют различные числа оборотов маховичка и устройство рассчитано на максимальное число оборотов, то после закрытия вентиля с меньшим числом о06ротов собачки 14 и 15 продолжают поворачиваться дальше, барабан 10 продолжает поднимать груз, а барабан 11, колеса 16, 17 и 27 и вращатель вентиля остаются на месте (положение 3 на фиг.5). Так как храповые колеса IJ и 16 не вращаются,а собачки 15 и 18 продолжают движение, последние отходят от зубье 1 соответствующих колес на угол Ч , т.е. совершают холостой ход. К окончанию вращения колеса 24 против часр вой стрелки груз 21 поднимается в крайнее верхнее положение. Груз 23 остается висеть в точке Ъ , т.е. в том положении, где он находился в момент закрытия вентиля. На этом заканчивается половина первого цикла испытания. После изменения направления вращения колеса 24 собачки 14 и 15 начинают вращаться по часовой стрелке (положение 4 на фиг.5). При этом собачка 14 отходит от зуба колеса 12 и оно вместе с барабаном 10 поворачи вается под действием груза 21 вслед за собачкой. Собачки 15 и 18 совершают обратный холостой ход на угол Ч Поэтому барабан 11, колеса 16, 17 и 27. и вращатель остаются на месте.Это движение системы сохраняется до тех пор, пока собачки 15 и 18 подойдут к зубьям соответствующих колес 13 и 16. После этого (положение 5 на фиг собачка 15 начинает вращать колесо 13, барабан 11 и установленную на нё собачку 19. Барабан поднимает груз 23, а собачка 19 отходит от зуба ко. леса 17. Как только собачка 19 отойдет от зуба колесу 17, собачка 18 начнет поворачивать храповое колесо 1б по часовой стрелке. Усилие на собачку 18 передается от опускающегося груза 21 через барабан 10, вал 26 и поводок 25. Вместе с колесом 16 начинает поворачиваться колесо 27 и далее колесо 28 и муфта 29. Начинается открытие вентиля. Дальнейшее движение системы происходит до открытия вентиля и прекращения вращения колеса 24 по часовой стрелке. Груз 21 опускается вниз, а 23 поднимается вверх. При этом открытие вентиля до упора происходит под действием тарированного вра щающего момента, определяемого радиусом навивки троса 20 и веса груза 21. Вся система занимает исходное положение. На этом заканчивается пер вый цикл испытания. При последующих циклах работа механизма повторяется таким же образом. Так как вентили (даже одного типа имеют различное число оборотов маховичка, а стенд рассчитан на макси мальное число, то при работе собачки могут совершать холостой ход (как описано, например положение 3 на фиг.5). Поэтому для согласованности работы необходимо, чтобы и при обратном ходе сЬбачка совершала такой же холостой ход. Это достигается тем, что все храповые колеса имеют один зуб. В противном случае после изменения вращения собачка сразу захватывает колесо и поворачивает барабан не только на ту величину, на он повернулся до закрытия вентиля (на фиг.5 - опускание груза 23 от точки а до точки Ъ), но дополнительно и на угол Ч. И это повторяется при каждом цикле, что приводит к излишнему поднятию груза и в итоге к поломке. Кроме того, при большой разнице в числе оборотов колеса 24 и фактического числа оборотов маховичка вентиля холостой ход собачки может быть больше одного оборота. В этом случае собачка проскакивает зуб колеса и при обратном ходе зацепляет его раньше на один оборот. В результате барабан поворачивается сверх нормы на один оборот, что недопустимо. Чтобы этого не произошло, собачки ведущих храповых .механизмов 14 и 15 (т.е. и колесо 24) должны поворачиваться в каждук) сторону не более чем на один оборот свыше минимального числа оборотов маховичков вентилей/ обслуживаемых стендом. Поэтому для универсальности стенда проще всего обеспечить условие, при KOtopoM собачки 14 и 15 поворачиваются в каждую сторону не более чем на один оборот. А -необходимое число оборотов вращателя при этом обеспечивается повышающей передачей (колесами 27 и 28).Повышение должно быть не менее мак-симального числа оборотов маховичков вентилей, обслуживаемых стендом. При .работе стенда возникают случаи, когда открытый до упора вентиль ;грузом 21 не может начать закрываться грузом 23 (т.е. не может тронуться с места). Для ликвидации этого . предусмотрены элементы дополнительной нагрузки на грузы 21 и 23, которые помогают стронуть маховичок вентиля с места. А закрытие (или открытие) вентиля производится только грузом, подвешенным на барабане. Для этой цели над грузом 23 установлена пружина сжатия 32.Так как этот груз (исходное положениекрайнее верхнее) начинает воздейст-. вие на систему сверху, то пружина 32, сжатая от привода при ходе груза вверх, помогает грузу.23. После дальнейшего опускания груза пружина разжимается и на систему не действует.. Груз 21 (фиг.5) воздействует на вентиль не сверху, а с промежуточно го положения с. В этом случае проста установка пружины невозможна, поэтом проще над грузом 21 устанавливать н тросе 30 дополнительный груз 31. Пр поднятии груза 21 приводом одновременно поднимается и груз 31. При опускании груза 21 на барабан сначала действуют оба груза 21 и 31. Это действие сохраняется до момента,когд маховичок вентиля тронется с места. Далее на барабан действует один гру 21 а груз 31 зависает на тросе 30. Высота подвески груза 31 регулируется тросом 30. . Стенд имеет второй вариант исполнения (фиг.6-8). В этом варианте исполнения вместо соосного расположения барабаны и храповые механизмы ис полнительного механизма располагают::я параллельно. Собачка 14 установле на на зубчатом колесе 36, а собачка 18 непосредственно на .барабане 10. Храповое колесо 16 неподвижно соединено с зубчатым колесом 37, Колеса 36 и 37 и барабан 10 на валу 38 установлены друг относительно друга вращательно. Собачка 15 установлена на зубчатом колесе 39, а собачка 19 на барабане 11. Храповое колесо 17 неподвижно соединено с зубчатым колесом 40. колеса 39 и 40 и барабан 11 установлены на валу 41 вращательно относительно друг друга. Зубчатые колеса 36 и 39 имеют одинаковое число зубьев и соединены через колесо 42. Этим обеспечивается синхронное вращение собачек 14 и 15. Колесо 42 зацепляется с колесом 6 и получает от него возвратно-вращательное движение. Колеса 37 и 40 имеют одинаковое число зубьев (большее,чем на колесе 28) и связаны через колесо вращателя 28. Этим обеспечивается синхронное вращение храповых колес 16 и 17. Второй вариант имеет большие габариты по ширине, но более прост в изготовлении и имеет унифицированные между собой детали. Работа его идентична работе первого варианта. При повороте колеса 4 2 по часовой стрелке барабан 10 поднимает груз 21, а барабан 11 освобождается и под действием груза 23 через повышающую передачу (колеса 40 и 28) вращает маховичок вентиля. После изменения направления вращения колеса 42 груз 23 поднимается барабаном от привода, а грХЗ 21 производит вентиля в другую сторону. Технико-экономическая эффективность стенда состоит в том, что он обеспечивает одновременное испытание вентилей тарированными моментами в обоих направлениях. Сокращается время на подготовку стенда к работе, в результате время на испытания вентилей на надежность сокращается более, чем в два раза. Кроме того, сокращение подготовительного и рабочего времени позволяет оперативнее проводить испытания новых конструкций. Формула изобретения 1.Стенд для испытания вентилей, содержащий раму, привод с возвратновращательным движением на выходе и исполнительный механизм гиревого типа с вращателем вентиля, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности путем совмещения испытаний вентиля в обоих направлениях и сокращения времени подготовительных работ, исполнительный механизм выполнен в виде двух с разносторонней подвеской грузов барабанов, каждый из которых снабжен разносторонними ведущим, взаимодействующим собачкой с приводом, и ведомым, взаимодействующим храповым колесом с вращателем вентиля, храповыми механизмами, колеса которых выполнены однозубыми, и у ведущих храповых механизмов обе собачки между собой взаимосвязаны, а у ведомых храповых механизмов оба колеса между собойвзаимосвязаны с обеспечением синхронного вращения, причем одноименные храповые механизмы барабанов выполнены также разносторонними. 2.Стенд по п.1,-отличающий с я тем, что собачки ведущих храповых механизмов установлены с возможностью вращения в каждую сторону не более, чем на один оборот, а храповые колеса ведомых храповых механизмов связаны с вращателем вентиля через повышающую зубчатую передачу. 3.Стенд попп.1и2,отлича- ю-щ и и с я тем, что над грузами установлены элементы дополнительной нагрузки, причем над одним грузом установлена пружина сжатия, а над . другим - дополнительный груз 6 возможностью изменения его нижнего положения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник машиностроителя. Под ред. Н.С.Ачеркана, Т.IV. Кн. 1. М., Машгиз, 1962, с.241-243, фиг.57. 2.Стенд универсальный ЗОР-000. Разработан ГСКТБ Газоаппарат, 1971.

|

Ж.

-J.

33

Фиг.г л fi ,

20

Фиг.З 1д i. ;y x s ssssssx tt 4S;S - ;ssys

tt 24 /J IS //. 15 / X

ЛЧ.

Фил. 7

42

15

В Б повернуто