Установка для испытания образца материалов деталей камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания

Установка для испытания образца материалов деталей камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 М 13/00

KECNyZggg

ЛАТЕ1()я3-, ) ",;).„::1),--.;, " t

1 iьi ii.jc: -", ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4266?41/26-06 (22) 19,06.87 (46) 23.02.89. Бюл. 1(- 7 (71) Харьковский политехнический . институт им. В,И.Ленина (72) А.Ф.Шеховцов, Ф.И.Абрамчук и В,А.Пылев (53) 621.43.001 ° 5 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1300321, кл. G 01 М 13/00, 1985, .(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА

МАТЕРИАЛОВ ДЕТАЛЕЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить достоверность результатов на всех переходных режимах работы. Грузы 6 на тарелке 7 нагружающего штока 5 воздействуют на плечо рычага 4, вслед ствие чего через захват 3 на образец

1 передается нагрузка. Кула((ок 8 воздействует на коромысло 9, которое через звено 11 и пружину 12 действует на плечо рычага 4. Привод кулачка

13 обеспечивает частоту воздействия сил давления газов на детали камеры сгорания,.Совместная работа кулачков

8,13,19 и 24 моделирует термические напряжения и напряжения от сил давления газов на образце 1, Изменение передаточных отнопений коромысел обеспечивает на образце 1 моделирование реальных напряжений. 3 ил.

1460638

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для испытания материалов деталей камеры сгорания на ползучесть с целью достовер5 ного определения долговечности форсируемых и создаваемых новых, в частности адиабатных, двигателей.

Цель изобретения — повышение достоверности испытаний материалов деталей камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, На фиг,1 представлена принципиаль ная схема установки; на фиг. 2 — характеристики изменения теплового сос- 15 тояния деталей; на фиг. 3 -.характеристики изменения напряженного сосI

/ъ тояния деталей, где обозначено: время; а чи — время цикла; t — температура; G — напряженное состоя- 20 ние; 6 — напряжение от газовых сил; б „ - напряжение от температуры.

Установка содержит силовую раму (не показана) и рычажное устройство 25 осевого нагружения образца 1, состоящее иэ нижнего 2 и верхнего 3 захватов, нагружающего рычага 4, короткое плечо которого соединено с верхним захватом 3, а длинное — с нагру- 30 жающим штоком 5, и грузов 6, укладываемых на тарелку 7 нагружающего штока 5. Свободный конец нижнего захвата ? соединен с механизмом компенсации удлинения образца 1, выпол- 35 ненным известным способом.

Узел изменения нагрузки, моделирующий изменение термических ннпряжений G деталей камеры сгорания двиràòåëÿ внутреннего сгорания, предс- 40 тавляет собой первый пружинно-кулач" ковый механизм и содержит кулачок 8, соединенный с коротким плечом коромысла 9, корпус 10 которого установлен с возможностью перемещения в плоскости качания коромысла 9. Длинное плечо коромысла 9 через передающее звено 11 и пружину 12 имеет кине матическую связь с длинным плечом нагружающего рычага 4 рычажного устройства осевого нагружения образца 1, Узел изменения нагрузки, моделирующий изменение напряжений (3 „ от сил давления газов, возникающих в деталях камеры сгЬрания двигателей внутреннего сгорания, представляет собой второй пружинно-кулачковый механизм и содержит кулачок 13,соединенньй с коротким плечом коромысла 14, корпус 15 которого установлен с возможностью перемещения в плоскости качания коромысла 14.

Длинное плечо коромысла 14 через качающуюся штангу 16, шарнирно закрепленную в передающем .звене 17, и пружину 18 кинематически соединено с длинным плечом нагружающего рычага

4 рычажного устройства осевого нагружения образца 1.

Узел коррекции моделирования нагрузки от сил давления газов < „ состоит из дополнительных третьего и четвертого пружинно-кулачковых механизмов ° Дополнительный третий пружинно-кулачковый механизм содержит кулачок 19, имеющий кинематическую связь через коромысло..20 и шток 21 с качающейся штангой 16. Корпус 22 коромысла 20 установлен с возможностью перемещения в плоскости качания коромысла 20, Дополнительный третий пружинно-кулачковый механизм снабжен возвратной пружиной 23. Дополнительный четвертый пружинно-ку-. лачковый механизм содержит кулачок

24, кинематически связанный через коромысло 25 и шток 26 с корпусом 15 . коромысла 14. Корпус 27 коромысла

?5 установлен с возможностью перемещения в плоскости качания коромыс" ла 25. Дополнительный четвертый пружинно-кулачковый механизм снабжен возвратной пружиной 28.

Кулачки "8,19 и 24 размещены на валу 29 и через редуктор 30 соединены с электродвигателям 31. Кулачок

13 имеет привод через редуктор 32 от электродвигателя 33. Система нагрева содержит электропечь 34, установленную по оси образца I и блок задания температуры образца 1 в соответствии с углом поворота вала 29 (не показан), выполненный известным способом, Установка работает следующим образом.

Грузы 6, уложенные на тарелку 7 нагружающего штока 5, воздействуют на длинное плечо нагружающего рычага

4, вследствие чего через короткое . плечо нагружающего рычага 4 и верхний захват 3 на образец 1 передается минимальная нагрузка, моделирующая минимальный уровень напряжений детали камеры сгорания двигателя.

Вращение вала электродвигателя 31 через редуктор- 30 и вал 29 передаетрактер изменения которого задается кулачком 19, Одновременно кулачок

24 дополнительного четвертого пружинно-кулачкового механизма воздействует на короткое плечо коромысла

25, длинное плечо которого через шток 26 с частотой Г,„,„ перемещает корпус 15 коромысла 14 и тем самым также изменяет его передаточное отношение и соответственно величину пе-. ремещения от кулачка 13 к передающему звену 17 компенсируя изменение напряжения о на образце I из за изменения модуля упругости. материала образца 1 в эавиеимоати от изменения

его температуры, Температура образца

1 задается системой нагрева (не показана) в строгом соответствии с вращением вала 29, кулачков 8, 19 и 24, Совместная же работа кулачков 8,13 !

9 и 24 обеспечивает моделирование термических напряжений 6 и напряжений от сил давления газов Я; на образце 1 в соответствии с моделируемым циклом переменных режимов работы двигателя.

Изменение амплитуды моделируемого напряжения 6 обеспечивается перемещением корпуса 10 коромысла 9 первого пружинно-кулачкового механизма. Изменение амплитуды моделируемого напряжения 8 обеспечивается перемещением корпуса 22 коромысла 20 дополнительного третьего пружинно-кулачкового механизма. Изменение амплитуды моделируемых температур при неизменном уровне моделируемых напряжений 6, обеспечивается перемещением корпуса 77, коромысла 25 дополнительного четвертого пружинно-кулачкового механизма..При этом изменения передаточных отношений коромысел обеспечивает на образце 1 моделирование напряжений, возникающих в деталях камеры сгорания при различных переменных режимах работы двигателя с неизменной точностью, задаваемой при профилировании кулачка, Использование изобретения позволяет упростить исследования влияния переменных режимов на полэучесть материалов камеры сгорания и ускорить испытания в 1,3 раза.

Формула изобретения

Установка для испытания образца материалов деталей камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания на

3 :1460638 ся кулачку 8 первого пружинно-кулачкового механизма, а частота вращения кулачка 8 соответствует частоте смен режимов. работы двигателя Г „1. При

5 этом кулачок 8 воздействует на короткое плечо коромысла 9, длинное плечо которого, увеличивая величину перемещения, задаваемого кулачком 8, воздействует через передающее звено

I1 и пружину 12 на длинное плечо нагружающего рычага 4,.

Вращение вала электродвигателя

33 передается через редуктор 32 кулачку 13 второго пружинно-кулачкового механизма, а частота вращения кулачка 13 соответствует частоте воздействия сил давления газов 4„ на детали камеры сгорания. При этом кулачок 13 воздействует на короткое плечо коромысла 14, длинное плечо которого, увеличивая величину перемещения, задаваемого кулачком 13, воздействует через качающуюся штангу Iб, передающее звено 1 7 и пружи- 25 ну 18 на длинное плечо нагружающего рычага 4. При этом пружины 12 и 18 первого и второго пружинно-кулачковых механизмов воздействуют на общее для них длинное плечо нагружаю- д0 щего рычага 4 одновременно, вследствие чего через короткое плечо нагружающего рычага 4 и активный захват 3 на образец 1 передается нагрузка от совместного воздействия моделируемых термических напряжений (и напряжений от сил давления газов G„.

Синхронно с кулачком 8 первого пружинно-кулачкового механизма полу- 40 чают вращение от вала 4 и кулачки

19 и 24 дополнительных третьего и четвертого кулачковых механизмов.

Кулачок 19 дополнительного третьего пружинно-кулачкового механизма воз- 45

:действует на короткое плечо коромысла 20, длинное плечо которого через шток 21 с частотой Г „, перемещает один конец качающейся штанги 16 вдоль длинного плеча коромысла 14,, 50 второй конец которой установлен в передающем звене 17. При этом с частотой f „.„„. меняются передаточнпе отношение коромысла 14 и соответственно величина перемещения от кулачка 13 к передающему звену 17.

При этом на образце 1 изменяется уровень напряжений 6, в зависимости от рабочего режима двигателя, ха1460638 ползучесть при переменных . нагрузках, содержащая рычажное устройство для осевого нагружения образца,нагружающий шток с грузами, первый и второй пружинно-кулачковые механизмы, каждый из которых содержит кулачок, корпус, коромысло с коротким и длинным плечами, передающее звено и пружину, причем коромысла установ- лены в корпусах, которые выполнены с возможностью перемещения, передающее звено между коромыслом и пружиной второго пружинно-кулачкового механизма выполнено в виде качающейся штанги, а рычажное устройство для осевого нагружения образца выполне- но с коротким и длинным плечами, которые кинематически связаны соответственно с образцом и нагружающим штоком, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности ° испытаний на всех исследуемых переходных режимах работы двигателя, в нее дополнительно введены третий и четвертый кулачковые механизмы с корпусами, кулачки первого и второго пружинно-кулачковых механизмов кинематически связаны с короткими плеча5 ми соответствующих коромысел. длинные плечи которых через передающие звенья кинематически связаны с соответствующими пружинами, причем пружины первого и второго пружинно-кущ лачковых механиямов одновременно соединены с длинным плечом рычага рычажного устройства, качающаяся штанга второго пружинно-кулачкового механизма кинематически связана с

15 третьим пружинно-кулачковым механиз,мом, корпус коромысла второго пружинно-кулачкового механизма кинематически связан с четвертым пружиннокулачковым механизмом, причем кулачgp ки первого, третьего и четвертого пружинно-кулачковых механизмов установлены с воэможностью синхронного вращения, а корпуса коромысел третьего и четвертого пружинно-кулачковых

25 механизмов установлены с воэможностью перемещения.

1460638

Составитель Н.Патрахальцвв

Техред А.Кравчук Корректор M.Ïîæo

Редактор А,Козориз

Заказ 537/52 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Производственно-издательскии комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101