Стенд для испытания упругих элементов

 

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащийоснование, на котором установлен механизм нагру жения испытуемого упругрго элемента, состоящий из связанного с приводом кривошипно-шатунного механизма и опирающегося своей средней частью на основание через подвижную опору коромысла, один конец которого свй- , зан с шатуном указанного механизма, а другой - через испытуемый упругий элемент - с траверсой, на которой подве{11ен груз, отличающий с я тем, что, с целью расширения .эксплуатационных возможностей путем . обеспечения возможности моделирдвамИ1Р различных режимов работы упругих элементов , он снабжен двумя гидроцилиндтрами нижние концы которых шарнирно закреплены на основании, а верхние смонтированы с возможностью взаимодействия с траверсой и соединены гибкой связью с рычагом управления, направляющей , шарнирно закрепленной одним концом на основании, а другим на коромысле, и смонтированном на направляющей с возможностью перемещения вдоль последней эксцентриковым механизмом для Гвзаимодействия с одним из концов испытуемого упругого элемента. 2.Стенд по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что,с целью повышения i надёжности работы, он снабжен предохранительным механизмом, выполненным СП в виде пружины и амортизаторов, закрепленных своими концами на кронштейнах , один из которых связан с шатут ном, а другой - с этим шатуном и с коромыслом. 3.Стенд по П.1, о т л и ч а юЩ и и с Я тем, что, с целью повышения точности испытаний и надежности |работы, он снабжен пружиной с меха4 СО низмом натяжения, связываюгцей коромысло с основанием. « .

„„SU„„1041903

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 C 01 М 17 04

1 .»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

»»»

»»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J (21) 3440831/27-11 .(22) 19.02.82 46) 15.09.83. Бюл. 9 34 (72) И.M. Рябов, В.Н. Котельников и В.И. Колмаков (71) Волгоградский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический ии ститут (53) 629.113 .001 . 4: 620.1 .05(088.8)

:(56) 1.Неустановивииеся процессы в колесных и гусеничных машинах. Труды.

ВПИ, Волгоград, 1972. (54)(57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПРУ»

ГИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащий основание, на котором установлен механизм нагру„ ження испытуемого упругого элемента,. состоящий из связанного с приводом кривошипно-шатунного механизма и опирающегося своей средней частью на основание через подвижную опору коромысла, один конец которого связай с шатуном указанного механизма,, а другой — через испытуемый упругий элемент - с траверсой, на которой подвешен груз, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью расширения

,эксплуатационйых возможностей пу»тЕм. обеспечейия воэможности моделироВВнИя различных режимов работы упругих эЛементов, он снабжен двумя гидроцилинд.— рами,, нижние концы которых шарнирно закреплены на основании, а верхние смонтированы с возможностью взаимо-. действия с траверсой и соединены гибкой связью с рычагом управления, направляющей, шарнирно закрепленной одним концом на основании, а другим.на коромысле, и смонтированном на направляющей с возможностью перемещения вдоль последней эксцентриковым механизмом для 1 взаимодействия с од.ним из концов испытуемого упругого элемента.

2. Стенд по п.1, о т л и ч а юшийся тем,что,с целью повышения надежности работы, он снабжен предок-ю ранительным механизмом, выполненным в виде пружины и амортизаторов, закрепленных своими концами на кронштейнах, один иэ которых связан с шату ном, а другой — с этим шатуном и с коромыслом.

3. Стенд по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности испытаний и надежности

;работы, он снабжен пружиной с механизмом натяжения, связывающей коромысло с основанием. Фи4

1041903

10 кое возбуждение, которое не позволяет выявить особенности колебаний, связанные .с нелинейностью демпфирующей характеристики исследуемой рессоры, в большой продолжительности испыта

30 ний, связанной с тем, что для изменения амплитуды кинематического возмущения требуется остановка стенда и проведение работ по перестановке опоры качания коромысла, и с тем, что затруднена установка упругого элемента на стенд и снятие со стенда

35 испытанных упругих элементов, так как отсутствует механизм перемещения траверсы. Кроме того, стенд имеет 40 низкую Йадежность, обусловленную воэможностью поломки деталей стенда и, упругого элемента при его пробое..

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей 45 стенда путем обеспечения возможности моделирования различных режимов работы упругих элементов.

Цель достигается тем, что стенд, содержащий основание, на котором установлен механизм нагружения кспытуемого упругого элемента, состоящий

50, из связанного с приводом кривошипношатунного механизма и опирающегося своей средней частью на основание через подвиМную опору коромысла, один конец которого" связан с шатуном укак занного механизма, а другой " через испытуемый упругий элемент - с тра версой, на которой подвешен груз, . снабжен двумя гидроцилиндрами, нижние „60 концы которых шарнирно закреплены на основании, а верхние смонтированы с возможностью взаимодействия с траверсой и соединены гибкой связью с;

;рычагом управления,напранлякицей,шар65

Изобретение относится.к испытательной технике, а именно к стендам для испытания упругих элементов;.

Известен стенд для испытания,( упругих элементов, содежащий основа" ние, на котором установлен. механизм . нагружения испытуемого упругого. элзмента, состоящий из связанного с приводом кривошипно-шатунного механизма и.опирающегося своей средней частью на основание через поднижную опору коромысла,. один конец которого свяан с шатуном укаэанного механизма, другой - через испытуеьый упругий элемент - с траверсой, на которой подвешен груз (1j 15

Недостаток стенда состоит в огранкченных эксплуатационных возможностях, заключающихся в том, что но-первых, стенд не позволяет получать статические характеристики упругости. . испытуемого упругого элемента, вовторых, - не обеспечивает воэможнос=

: ти проведения испытаний упругого элемента при свободных колебаниях, и, в-третьих, на стенде создается

JIHIJIb моногармоническое кинематичес-, нирно закрепленной одним концом на основании, а другим - на коромыоле, .и смонтированном на йапранляющей с ,возможностью перемещения вдоль последней эксцентриковым механизмом для, взаимодействия с одним из концов испытуемого упругого элемента.

Кроме того, с целью повышения надежности, стенд может" быть снабжен

1 предохранительным механизмом, выполненным в виде пружины к амортиэато ров, закрепленных своими концамк на кронштейнах, один из которых связан с шатуном, а другой - с этим шатуном .и с коромыслом., С целью повышения точности испытаний и надежности работы стенд может быть снабжен пружиной с механизмом натяжения, связывающей коромысло с основанием.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый стенд для исследования упругих элементов., общий вид;на ,фиг, 2 - вид :A на фиг. 1.

Стенд содержит основание 1, на" котором установлены два откидывающихся гидроцилиндра 2,имеющие на концах штоков ролики 3, входящие в пазы стопорных устройств 4. Нижний рычаг

5 стопорного устройства 4 закреплен на траверсе 6 и имеет клинообразное гнездо под ролики 3. ШарнирнО связанный с ним верхний рычаг 7 также .имеет клинообразное гнездо йод ролики

З,отжимается от нижнего рычага 5 пружиной 8, а винтом 9 прижимается к роликам 3. Трос 10 закреплен на проушинах штоков гидроцилиндров 2 и через блоки 11, установленные на основании

1, связан с помощью тросового треугольника a bc .с рычагом управления

12. Для исключеыия поворота штоков гидроцилиндров 2 в момент выведения роликов 3 из клинообразных гнезд рычагов 5 и 7, .проушыны штоков имеют выступы 13, входящие в соответствующие пазы нижних рычагов 5 стопорных устройств. Для упора гидроцилиндров 2 после откидывания предназначены резиновые буферы 14, установленные на кронштейнах 15.

К траверсе 6 посредством двух штанг 16 подвешен груз 17. Направляющие ролики 18, закрепленные на основании 1 с воэможностью вращения, предназначены для направления движения штанг 16.

Механизм для имитацки низкочастотной составляющей колебаний оси колеса состоит из имеющего принод криво« шипа 19, шатуна 20, коромысла 21, опирающегося на подвижную опору, вы-, полненную в виде вала 22, установленного посредством подшипнкковых опор на салазки 23, связанные штангами 24 с винтовым механизмом 25, и напранля ащего рычага 26, который связан одним

1041903 концом .с коромыслом 21, посредством шарнира 27„ а другим концом с помощью шарнира 28 » с основанием 1.

Иеханизм для имитации высокочастотной составляющей колебаний оси колеса состоит из связанного с при- 5 водом эксцентрика 29, вал которого посредством подшипниковых опор 30 установлен на подвижные относительно направляющего рычага 26 салазки 31, связанные посредством штанг 32 с вйн-10 товым механизмом 33 и .имеющие кронш-:.. тейн 34, на котором шарнирно закреплен опирающийся на эксцентрик 29 йРомежуточный рычаг 35. На этот рычаг через ролик 36 опирается качающийся рычаг 37, который одним концомшарнир;:.. но связан с закрепленным íà найравля ющем рычаге 26 кронштейном. 38, а на другом конце имеет проушину 39 для жрепления нижнего конца испытуемого ® упругого элемента 40.

Верхний конец испытуемого упругого элемента 40 через силоизмерительное устройство 41 крепится к траверсе б

Шарнир 42 коромысла 21 .поджат к УпоРУ25

43. гайкой 44 через пружину 45 и кронштейны 46 и 47, на которых установлены два гидравлических амортизатора 48.

Пружина растяжения 49 шарнирно закреп лена одним концом на основании 1, а другим — связана через механизм натя-Зо жения, состоящий из винта 50, прохо.дящего через отверстие в шарнире 51, и гайки 52, с коромыслом 21.

Стенд работает следующим образом.

Для установки на стенд испытуемогь -35 упругого элемента 40 откидывающиеся гидроцилиндры 2 переводят в вертикальное положение.При этом длину гидроцилиндров 2 устанавливают такой, чтобы, ролики х вошли в клинообразные гнезда 4О

;рычагов 5 и 7 стопорных устройств 4. !

В. этот момент рычаги 7 отжаты пружи1 ной 8. Ролики 3 стопорят винтами 9.

После чего осуществляют подъем тра, версы 6, гидроцилиндрами 2 до высоты,y5 при которой расстояние между проуши нами стенда равно длине испытуемого упругого элемента 40, траверсу эак рейляют на стенде стальными пальцами.

Для определения статических упругих характеристик испытуемого упру,эо гого элемента 40 гидроцилиндрами.2. медленно перемещают траверсу 6, нагружая или разгружая упругий элемент

40. При этом записывают деформацию упругого элемента и одновременно иэ- ээ меряют силоизмерительным устройством

41 нагрузку на него. По результатам измерений строят в координатах сила деформация статические упругие характеристики испытуемого упругого эл@- 60 мента.

Испытания упругих элементов при свободных колебаниях могут произво, диться на стенде двумя методамнг м Иф дом сбрасывания и методомподтягнва ния.

Для проведения испытаний упругого элемента при свободных колебаниях методом сбрасывания траверса б вместе с испытуемым упругим элементом 40 поднимается гидроцилиндрами 2 на расчетную высоту. При этом ролик 36 от» ходит от промежуточного рычага 35.

Винтами 9 расстопоривают ролики 3:.

Производится нажатие на рычаг управления 12, что приводит к перемещению троса 10 по блокам 11. При этом ролики 3 выводятся из клинообразных гнезд рычагов 7, а выступы 13 на проушинах:штоков гидроцилиндров 2 — из соответствующих пазов нижних рычагов

L5, и гидроцилиндры 2 откидываются до упора их в резиновые буферы 14 кронштейнов 15. Яа пути, необходимом для выведения роликов 3 из клинообразных гнезд рычагов 7, работает участок троса аЬ тросового треугольника аЬс, обеспечивая наибольшее усилие на рычаг управления. После выведения роликов 3 из клинообразных гнезд работает участок. троса Ьс, обеспечивая быстрое отбрасывание гидроцилиндров

2. Под действием силы тяжести груз

17 вместе с траверсой б падает и после касания роликом 36 промежуточного рычага 39 совершает свободные колебания на испытуемом упругом элементе

40, которые могут быть записаны на осциллографической бумаге.

Для проведения испытаний упругих элементов при свободных колебаниях методом подтягивания гидроцилиндрами 2 опускают траверсу б, сжимая испытуемый упругий элемент 40 на, расчетную величину. Винтами 9 рас- . стопоривают ролики 3. Нажатием на ры чаг управления 12 аналогично описанному выводятся из клинообразных гнезд рычагов 5 ролики 3, и цилиндры 2 от кидываются до упора в резиновые буфе ры 14; Под действием силы сжатого упругого элемента 40 траверса б движется вверх, перемещая эа собой посредством двух штанг 16 груз 17. При этом направляющие ролики 18 проворачиваются, ориентируя движение штанг 1б.

При необходимости определения ди,намических характеристик испытуемого ,упругого элемента.гидроцилиндрами 2 сжимают упругий элемент 40 на заданнув величину и блокируют траверсу 6 относительно основания 1. Включают приводы кривошипа 19 и эксцентрика 29 и ус« танавливавт наобходимую емкость их вращения, соответствующую расчетным частотам возмущения. Еривошипом 19 воспроизводится низкая частота кине матического возмущения, эксцентриком

29 - высокая. Кривошип 19, вращаясь, приводит в двнжение шатун 20, кото-, рый воздействует на коромысло 21.

1041903

«

Коромысло 21 качается относительно вала

22 приводя в движение через шарнир 27 направляющйй рычаг 26,который качается на шарнире 28 относительно основания 1.

Колебания направляющего рычага 26 передаются через подшипниковые опоры 3(j„5 эксцентрик 29, промежуточный рычаг

35; ролик 36 и проушину 39 качающего" ся рычага 37 испытуемого упругого элемента 40.

Амплитуда низкочастотных колеба- 10 ний определяется положением вала 22 ,относительно шарниров 27 и 42 коромысла 21. Перемещая вал на салазках 23 с помощью штанг 24 винтовым механизмом 25 задают необходимую амплитуду низкочастотных колебаний нижнего конца испытуемого упругого зле мента 40, причем скорость этого перемещения, а, соответственно, и изменения амплитуды колебаний может быть различной. в зависимости от целей испытаний.

Эксцентрик 29, вращаясь в подшипниковых опорах 30, приводит в движение промежуточный .рычаг 35, который качается на .шарнире относительно кронштейна 34 и при этом воздействует через ролик 36 на качающийся рычаг 37. ..Высокочастотные колебания качаю-.". цегося рычага 37 на шарнире кронштейНа 38, задаваемые, эксцентриком 29, суммируются с низкочастотными колебаниями направляющего рычага 26 и через проушину 39 передаются нижнему

Монцу испытуемого упругого элемен та 40. 35

Амплитуда высокочастотных колебаний определяется положением ролика 6 относительно шарнира качания проМежуточного рычага 35 в кронштейне

34. Перемещая подшипниковые опоры 40

30 на салазках 31 с помощью штанг 32 винтовым механизмом 33 задают необхо-

Димую амплитуду высокочастотных колебаний нижнего конца испытуемого упругого элемента 40, причем скорость45 перемещения подшипниковых опор 30 может быть различной в зависимости от целей испытаний.

Производится запись изменения во время испытаний параметров йспытуемо-50

ro упругого элемента (давлений, температур, хода и скорости штока и т.д. на осциллографическую бумагу, по которой строят динамические характеристики рессоры.

Для определения амплитудно-частот-55 ных характеристик колебаний груза на испытуемом упругом элементе последнюю устанавливают на стенд с помощью гидроцилиндров 2 согласно описанному.

После этого гидроцилиндры 2 откидыва-60

: ются нажатием на рычаг управления 12, и упругий элемент 40 нагружается грузом

17.Включив приводы кривошипа 19 и эксцентрика 29, устанавливают требуемый режим колебаний нижнего конца испыту-65 емого упругого элемента 40 так, как это описано в предыдущем случае. Возникающие при деформации упругого элемента силы передаются через силоизмерительное устройство 41 траверсе

6 и через штанги 16, перемещающиеся в направляющих роликах 18, грузу 17, который совершает колебания на испытуемом упругом элементе 40. Производится запись изменения во времени параметров колебаний груза и кинематического возмущения на осциллографичеокую бумагу, по которой строят амплитудно-частотные характеристики колебаний.

В случае пробоя испытуемого упругого элемента 40 сила удара, приложенная в шарнире 27, создает момент относительно вала,22, вызывающий перемещение шарнира 42 относительно шатуна. 20. Шарнир 42 отходит от.упора

43, сближая кронштейн 47 с кронштейном 46, упирающимся в гайку 44. При этом пружина 45 и гидравлические амортизаторы 48 сжимаются, предохраняя от разрушения детали стенда, заключенные между испытуемым упругим элементом 40 и кривошипом 19, .а также саму рессору.

При колебаниях коромысла 21 усилие пружины растяжения 49 через винт

50 с гайкой 52 и шарнир 51 передаются коромыслу 21, создавая момент относительно вала 22, противоположный моменту, создаваемому испытуемым упругим элементом 40 относительно вала 22.

Возникающая при этом циркуляция мощности упругих сил упругого. элемента

40 и пружины 49 повышает равномер-. ность вращения кривошипа 19, частич-. но разгружая его привод.и исключая отрывы коромысла 21 от вала 22 при больших частотах колебаний. Гайкой 52 регулируется момент, достаточный для исключения отрывов коромысла от вала

22 при максимальной частоте вращения кривошипа 19.

Предложенный стенд для исследова-. ния упругих элементов имеет широкие эксплуатационные возможности, так как обеСпечивает проведение испыта ний упругих элементов при свободных колебаниях подрессоренного груза, .получение статических и динамических характеристик испытуемого упругого элемента, амплитудно-частотных характеристик вынужденных колебаний подрессоренного груза при одно- и двухчастотном кинематическом возбуж дении, рациональную характеристику: .шины, т.е. обеспечивающую при данной рессоре наименьшие колебания.

Установка между шатуном и. коромыс.лом механизма, состоящего из сжатой пружины и работающих параллельно с. ней двух гидравлических амортизаторов, позволяет повысить надежность стенда путем исключения поломок его деталей

1041903

Ьг.)

Юид

ВНИИПИ Заказ 7117 43 Ти аж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, и испытуемой рессоры при пробое по- следней .

Благодаря тому, что между коромыслом и основанием стенда установлена пружина, создающая на коромысле момент, противодействующий моменту испытуемой рессоры, уменьшается нагрузка на кривошипе и повышается равномерность его вращения, что в конечном итоге приводит к увеличению долговечности стенда и повышению точностями испытаний рессор.

Воэможность проведения всех видов испытаний без снятия упругого элемента и переналадки стенда, изменения амплитуды высокочастотной и низкочастотной составляющих кинематического возмущения без остановки и демонтажа стенда, а также простоте установки. на стенд и снятия с него упругих элементов различной длины не только сокращают время проведения испытанийp снижают их стоимость и облегчают труд исследователей, но и позволяют за счет сокращения времени перехода с одного вида испытаний на другие проводить более глубокие исследования физических процессов, происходящих в упругом элементе.