Устройство для испытания элементов машин при нагружении встречными крутящими моментами
Патент 2577794
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Устройство для испытания элементов машин при нагружении встречными крутящими моментами
Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при обкатке и испытании элементов машин. Устройство содержит два нагружателя инерционного действия с присоединительными валами. При этом вал каждого нагружателя вращается в опорах и жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги с шарнирами на концах для соединения с концами криволинейных и прямолинейных рычагов, на свободные концы которых опираются малые ролики, посаженные на одни свободные концы криволинейных рычагов, а их вторые концы соединены с грузами, расположенными на линии, проходящей через центр вала. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей нагружения, упрощении конструкции и уменьшении затрат энергии на привод стендов. 2 ил.
Реферат
Изобретение относится к машиностроению и ремонту машин, а именно к технологиям и испытательным и обкаточным стендам.
Испытание и обкатка сборочных единиц в машиностроении и при ремонте - заключительные операции технологического процесса, выявляющие качество сборки и ремонта узла или агрегата (редукторы, карданные валы, муфты, валы и др.).
Испытание и обкатка проводятся без нагрузки и под нагрузкой.
При обкатке под назначенной нагрузкой в виде крутящих моментов происходит интенсивная приработка подвижных сопряжений, представляющая собой процесс изменения физико-механических свойств поверхностей сопрягаемых деталей и достижения оптимальной шероховатости.
Обкатка и испытание элементов машин позволяют проверить надежность их работы с ее многообразием показателей как в условиях производства, так и в условиях эксплуатации с целью уменьшения числа отказов при их работе.
Наиболее важное значение имеют обкатка и испытание при продолжительно действующей нагрузке крутящим моментом, приближенным к условиям эксплуатации на данной машине.
При этом возрастают энергетические затраты, т.е. приработка и испытания при изготовлении и ремонте стали высокоэнергозатратными.
Известны нагружатели [Машины и стенды для испытания деталей / Под ред. Д.Н. Решетова. - М.: Машиностроение, 1979 - С. 71…73], позволяющие проводить обкатку и испытания под нагрузкой с использованием замкнутого контура. Созданы нагружатели (нагружающие устройства) с использованием инерционных сил для создания нагрузки в виде крутящего момента в замкнутом силовом контуре.
Недостатки всех конструкций состоят в том, что их применение возможно только в замкнутом силовом контуре со сложной конструкцией стендов, а затраты энергии на привод остаются значительными.
Кроме того, в силовом контуре требуется установка испытуемого элемента и технологического элемента для выравнивания угловых скоростей в контуре, например, при испытании коробок передач и редукторов.
Применение такой схемы нагружения требует значительных затрат энергии на привод замкнутого контура за счет потерь в замыкающих редукторах, соединительных муфтах, технологическом редукторе и самом нагружателе.
Такие стенды занимают большие производственные площади, увеличивается их металлоемкость, усложняется конструкция.
Для устранения вышеперечисленных недостатков в Пензенской ГСХА предложен принципиально новый способ нагружения (встречное нагружение) по патенту №2237235 С27, G01M 13/02, Бюл. №27 от 27.09.2004.
В качестве прототипа можно предложить нагружающее устройство для обкатки и испытания элементов машин [патент №2477848. С.2. Бюл. №8 от 20.03.2013], которое содержит присоединительные валы и грузы и состоит из двух нагружателей инерционного типа, которые при вращении создают на входном валу испытуемого элемента первым нагружателем и выходном валу того же испытуемого элемента вторым нагружателем противоположно направленные одинаковые крутящие моменты.
Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение КПД и повышение работоспособности нагружающего устройства, которое состоит из двух нагружателей инерционного действия, которые при вращении создают на входном валу испытуемого элемента первым нагружателем и выходном валу того же испытуемого элемента вторым нагружателем противоположно направленные одинаковые крутящие моменты за счет того, что вал каждого нагружателя, вращаясь в опорах, жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги с шарнирами на концах для соединения с криволинейными рычагами, а между шарнирами, опираясь на ролик, расположены прямолинейные рычаги, на свободные концы которых опираются малые ролики, сидящие на одних свободных концах криволинейных рычагов, а вторые концы криволинейных рычагов соединены с грузами, расположенными на линии проходящей через центр вала.
На фиг. 1а изображена принципиальная схема первого нагружателя устройства, состоящего из электромотора 1, муфты 2, соединяющей вал электромотора с валом первого нагружателя 3. Вал нагружателя 3 вращается в опорах 4 и жестко закреплен с роликом 5, к которому жестко прикреплены диаметрально противоположно рычаги 6. На концах рычагов 6 расположены шарниры 7, которыми они соединены с прямолинейными рычагами 8, опирающиеся на ролик 5 сверху и снизу.
Криволинейные рычаги 9 соединены с рычагами 6 шарнирами 7, причем на свободные концы рычагов 8 опираются концы рычагов 9 через малые ролики 10, а к другим концам рычагов 9 крепятся грузы 11.
Грузы располагаются на одной линии, проходящей через центр ролика 5, по которой направлена сила инерции грузов Fи.
На фиг. 1б изображена принципиальная схема второго нагружателя устройства, представляющая собой копию первого нагружателя, повернутого относительно линии действия инерционных сил грузов на 180°.
Устройство работает следующим образом. При вращении вала 3 первого нагружателя (Фиг. 1а) присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 8, и 9, а также грузы 11 под действием центробежных сил создают силы инерции Fи. Силы Fи посредством рычагов 9, которые могут поворачиваться в шарнирах 7 и свободными концами через малые ролики 10 создавать давление на свободные концы рычагов 8 и поворачивать рычаги 6 относительно вала 3 по часовой стрелке, создавая крутящий момент Мкр.
При вращении вала 3 второго нагружателя (Фиг. 1б), соединенного с валом 3 первого нагружателя валами испытуемого элемента (показано штрихпунктирной линией), присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 8 и 9, а также грузы 11 под действием центробежных сил создают силы инерции Fи.
Силы Fи посредством рычагов 9, которые могут поворачиваться в шарнирах 7 и свободными концами через малые ролики 10 создавать давление на свободные концы рычагов 8 и поворачивать рычаги 6 относительно вала 3 против часовой стрелки, создавая также крутящий момент Мкр.
Эти моменты, создаваемые первым и вторым нагружателями, должны быть одинаковыми, тогда находящийся между нагружателями испытуемый элемент будет находиться под нагрузкой крутящим моментом, равным крутящему моменту первого или второго нагружателя.
Устройство для испытания элементов машин встречными крутящими моментами, содержащее два нагружателя инерционного типа, которые при вращении создают на входном валу испытуемого элемента первым нагружателем и выходном валу того же испытуемого элемента вторым нагружателем противоположно направленные одинаковые крутящие моменты, отличающееся тем, что оно состоит из двух нагружателей и вал каждого нагружателя, вращаясь в опорах, жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги с шарнирами на концах для соединения с концами криволинейных и прямолинейных рычагов, на свободные концы которых опираются малые ролики, посаженные на одних свободных концах криволинейных рычагов, а их вторые концы соединены с грузами, расположенными на линии, проходящей через центр вала.