Устройство для испытания на усталость цилиндра двигателя внутреннего сгорания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее нагрузочные поршни, пульсатор, вибропередающий элемент и технологические заглушки , причем пульсатор связан с поршнями, размещенными в испытуемом цилиндре, содержащем вибропереда1ющий элемент, а технологические заглушки расположены в отверстиях испытуемого цилиндра, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности определения предела выносливости, вибропередакнций элемент выполнен из маслостойкой резины, армированной технологическими заглушками.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИН

09) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н A8TOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3574120/25-06 (22) 30.03.83 (46) 07.07.84. Бюл. У 25 (72) Н.И.Савин, А.Д.Конюхов, А.И.Безбородов и А.Е.Липатов (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (53) 621.43.001.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 696178, кл. F 04 В 51/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

HA УСТАЛОСТЬ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее нагруэочные поршни, пульсатор, вибропередающий элемент и технологические заглушки, причем пульсатор связан с поршнями, размещенными в испытуемом цилиндре, содержащем вибропередающий элемент, а технологические заглушки расположены в отверстиях испытуемого цилиндра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения предела выносливости, вибропередающий элемент выполнен из маслостойкой резины, армированной технологическими заглушками.

1101708

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроекию, а именно к устройствам для испытания деталей на усталость, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известны устройства для испытания на усталость цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочные поршни, пульсатор, рабочее 10 тело и технологические заглушки, причем пульсатор связан с поршнями, размещенными в испытуемом цилиндре, рабочее тело размещено между поршнями, а технологические заглушки— 15 в отверстиях испытуемого цилиндра (1 .

Для испытания на усталость полых образцов, имеющих в стенках сквозные отверстия, известным устройством необходимо заглушать отверстия 20 в образцах, так как в качестве рабочего тела используется жидкость. Это приводит к снижению точности определения предела выносливости из-за искажения напряженного состояния образцов. Кроме того, известное устройство не обеспечивает возможность проведения многоцелевых испытаний, Точность определения предела выносливости снижается также из-за возможных утечек жидкого рабочего тела, а устройство надежных уплотнений, особенно при высоких давлениях, сложно и дорого.

Целью изобретения является повы35 шение точности определения предела выносливости, а также обеспечение возможности проведения многоцелевых испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что рабочее тело выполнено из многослойной амортизационной резины, а технологические заглушки выполнены в виде металлических вставок, армирующих резину.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — вид по стрелке А, на фиг. 1; на фиг.3— разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит пульсатор 1 с поршнями 2, испытуемый цилиндр 3 со сквозными отверстиями 4 и рабочее тело 5, установленное в полости цилиндра 3 между поршнями 2. Рабочее тело 5 выполнено из маслостойкой, 55 амортизационной резины в форме полости цилиндра и снабжено металлическими вставками 6 и 7 — технологическими заглушками, укрепленными заподлицо на внешней поверхности рабочего тела 5, по его ребрам и соосно отверстиям 4.

При проведении испытаний на усталость поршни 2 пульсатора 1 соверФ шают возвратно-поступательное движение, передавая заданное усилие на рабочее тело 5, размещенное в полости цилиндра 3. Так как рабочее тело 5 выполнено из упругого несжимаемого материала, не имеющего остаточных деформаций в диапазоне рабочих давлений цилиндра 3, давление от поршней 2 передается через рабочий элемент 5 равномерно к цилиндру 3, что позволяет определять с большой точностью его предел выносливости. Чтобы материал рабочего тела 5 не выдавливался через отверстия 4, на внешней поверхности рабочего тела 5 соосно отверстиям 4 цилиндра 3 укреплены заподлицо металлические вставки 7.

Вставки 7 одновременно .предохраняют от разрушения рабочее тело при его трении о края отверстия. Такой же цели служат. и вставки 6, размещенные по ребрам рабочего тела 5.

Чтобы вставки 7 во всем диапазоне перемещений поршней 2 перекрывали отверстия 4 и в то же время ке сказывались на упругих свойствах рабочего тела 5, их площадь. должка быть связана с площадью соответствую. щих им отверстий соотношением

F if =0,5-0,9, где Е1 — площадь поверхности вставки . обращенной к отверстию, F1 — площадь отверстия.

Для воспроизведения реальных условий нагружекия цилиндра высота рабочего тела 5 превышает высоту камеры сжатия двигателя или насоса в 1 051,25 раза. Это позволяет устанавливать рабочее тело в полость цилиндра с некоторым зазором и ограничить участок действия сил при испытании цилиндра только рабочей зоной.

Кроме повышения точности определения характеристик усталости, предлагаемое устройство позволяет проводить многоцелевые испытания. Так, кроме определения предела выносливости, одновременно могут проводиться испытания на корроэионную усталость в различных средах и испытания внешней поверхности образца 3, В качестве материала рабочего тела 5 может быть использована рези1101708

Вио А

ВНИИПИ Заказ 4755/27 Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4 на амортизационная марки 6620. Вставки 6 и 7 могут крепиться на поверхности рабочего тела 5 вулканизацией.

Такое выполнение рабочего тела позволяет значительно повысить точность усталостных испытаний полых образцов, имеющих в стенках сквозные отверстия, например втулок и рубашек цилиндров двигателей внутреннего сгорания, и дает значительный эконо- 10 мический эффект.

Применение предлагаемого устройства позволит в большинстве случаев ограничиться только стендовыми испытаниями втулок и рубашек цилиндров 15

-двигателей и насосов, уменьшив объем эксплуатационных испытаний. Уменьшение объема эксплуатационных испытаний по определению долговечности и работоспособности цилиндров тепло- 20 возных дизелей позволит сократить затраты на их проведение.

Предлагаемое устройство позволит также, зная действительную эпюру 25 сил, .действующих на стенки цилиндров двигателей и насосов, воспроизвести

:их на стенде и с помощью этого раз-! рабатывать методы повышения долго()вечности данных деталей.

Применение предлагаемого устрой- 1 ства в лабораторных условиях позволи ло рекомендовать для внедрения в производство технологию местного термоупрочнения рубашек цилиндров дизелей типа Д100, позволяющую увеличить их долговечность более чем в 2 раза. Для проведения эксплуатационных испытаний требуется не менее.

3 лет. Ликвидация этого периода позволит при существующей мощности заводов по производству запасных частей обеспечить полную замену на эксплуатируемом парке тепловозных дизелей рубашек цилиндров на более долговечные, что, в свою очередь, уменьшит ежегодный выход их из строя на

2 тыс. шт.

Средние эксплуатационные затраты на замену одной втулки цилиндра, вышедшей из строя по повреждению рубашки, составляют около 62 руб. Годовой экономический эффект составит

С„= 62 х 2000 = 124000 руб.

Таким образом, ожидаемый годовой зкономический эффект от применения предлагаемого устройства только на тепловоэостроительных и тепловозоремонтных заводах значительно превысит 100 тыс. руб.