Установка для испытания поршневого кольца на прочность сцепления износостойкого покрытия

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. Изобретение позволяет повысить достоверность результатов и сократить время испытаний. Установка для испытания поршневого кольца (К) на прочность сцепления износостойкого покрытия, содержащая источник вибрации, устройство для фиксации К в радиальной плоскости, выполненное в виде полого цилиндра (Ц), и устройство для нагружения кольца, содержащее полый Ц и поршень с испытуемым К, размещенный внутри Ц, причем Ц соединен с источником вибрации при помощи механической связи (МС), а К установлено в канавке поршня (КП). Источник вибрации жестко соединен с Ц посредством МС, продольная ось которой размещена в плоскости, пересекающейся с радиальной плоскостью К, поршень установлен в Ц с радиальным зазором, с возможностью совместного с К осевого перемещения, причем ширина КП снаружи больше ее ширины у дна, а ширина КП на расстоянии радиальной толщины К больше высоты К. Боковые стенки КП выполняют наклонными, причем тангенс угла (ТУ) их наклона к оси Ц меньше ТУ наклона торцовых поверхностей К к оси Ц, стенки также могут быть выполнены ступенчатыми выпуклыми или вогнутыми. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5135 G 01 М 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4338805/25-06 (22) 08 ° 12.87 (46) 30,04.90. Бюл..¹ 16 (71) Научно-исследовательский конст.рукторско-технологический институт тракторных и комбайновых двигателей (72) В.А.Левицкий, С.И.Некрасов и Л.К,Виноградов (53) 621.436 001-5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1190229, кл. G 01 M 15/00, 1984 ° (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОРШНЕВОГО КОЛЬЦА НА ПРОЧНОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ

ИЗНОСОСТОИКОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. Изобретение позволяет повысить достоверность результатов и сократить время испытаний. Установка для испытания поршневого кольца (К) на прочность сцепления износостойкого покрытия, содержащая источник вибрации, устройство для фиксации К в

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для безмоторных испытаний поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение достоверности и сокращение времени испытаний.

На фиг.1 показана схема установки для испытания поршневого кольца на прочность сцепления износостойкого покрытия; на фиг,2 — узел I на фиг.1. (наклонные стенки канавки при прямо-. угольном сечении кольца); на фиг.3

„„Я0„„3563005 А 1 с радиальной плоскости, выполненное в виде полого цилиндра (Ц), и устройство для нагружения кольца, содержащее полый Ц и поршень с испытуемым

К, размещенный внутри Ц, причем Ц соединен с источником вибрации при помощи .механической связи (МС), а К установлено в канавке поршня (КП). Источник вибрации жестко соединен. с Ц посредством МС, продольная ось которой размещена в плоскости, пересекающейся с радиальной плоскостью К, поршень .установлен в Ц с радиальным зазором, с возможностью совместного с К осевого перемещения, причем ширина КП снаружи больше ее ширины у дна, а ширина KII на расстоянии радиальной толщины К больше высоты К. Боковые стенки КП выполняют наклонными, причем тангенс угла (ТУ) их наклона к оси

Ц меньше ТУ наклона торцовых поверхностей К к оси Ц, стенки также могут быть выполнены ступенчатыми выпуклыми или вогнутыми. 4 з.п.ф-лы, 7 ил. наклонные стенки канавки; на фиг.4— ступенчатые стенки канавки; на фиг. 5выпуклые стенки; фиг.б — вогнутые стенки; на фиг.7 - положение кольца в канавке при испытаниях.

Установка для испытания поршневого кольца 1 содержит источник вибрации (не показан), на столе 2 которого закреплено устройство для фиксации поршневого кольца 1 в радиальной плоскости fA ), выполненное в виде полного цилиндра 3, и устройство для нагружения поршневого кольца 1, со15б 1005 держащее тот же полый цилиндр 3 и поршень 4 с испытуемым поршневым кольцом 1, размещенный внутри цилиндра 3, причем цилиндр 3 соединен со столом 2 источника вибрации при помощи механической связи 5, а поршневое кольцо 1 установлено в канавке (фиг. 1) поршня 4.

Продольная ось 0-0 механической связи 5 размещена в плоскости Б 1, пересекающейся с радиальной плоскостью (А ) поршневого кольца 1 под о углом !9 . Поршень 4 установлен в цилиндре 3 с радиальным зазором с возможностью совместного с поршневым кольцом 1 осевого перемещения вдоль оси 0„-01 цилиндра 3. !!!ирина h „канавки поршня (фиг ° 2) снаружи больше ее ширины h у дна

6, а ширина h канавки на расстоянии радиальной толщины Ъ кольца больше . высоты h кольца.

Боковые стенки 7 и 8 канавки порш25 ня (фиг. 3) выполнены наклонными так, чтобы тангенсы углов с(„и о(их наклона к оси 0 -0 цилиндра 3 были ! соответственно меньше тангенса углов и р наклона торцовых поверхностей

9 и 10 поршневого кольца 1 к оси 30

0,-0, цилиндра 3.

Боковые стенки 7 и 8 канавки поршня (фиг.4) могут быть выполнены ступенчатыми, причем высота а ступенек меньше радиальной толщины Ь кольца. 35 !

Боковые стенки 7 и 8 канавки поршня (фиг.5) могут быть выполнены выпуклыми.

Боковые стенки 7 и 8 канавки порш- 40 ня (фиг.6) могут быть выполнены вогнутыми так, чтобы тангенсы углов у, / и у наклона прямых, соединяющих соответственно точки пересечения М и N, P u Q боковых стенок канавки с наружной поверхностью 11 поршня и с дном 6 канавки к оси 0 -0, цилиндра, были меньше тангенсов углов р„ и pz наклона торцовых поверхностей 9 и 10 поршневого кольца 1 к оси 0„-0, цилиндра.

Установка для испытания поршневого кольца работает следующим образом.

Перед проведением испытаний выбирают параметры режима работы установки по величинам вибросмещения и виброскорости поршня в цилиндре, обеспечивающие наибольшую силу удара боковой стенки канавки поршня по внут"ренней кромке испытуемого поршневого кольца.

При включении источника вибрации колебания стола 2 через жесткую механическую связь 5 передаются цилиндру 3. Жесткая механическая связь обеспечивает колебания цилиндра и стола как единого целого. Эти колебания вызывают движение поршня в цилиндре.

Параметры, характеризующие движения поршня в цилиндре (вибросмещение и виброскорость), отличаются от аналогичных параметров источника вибрации. Движение поршня в цилиндре определяется его массой,,углом 8 и величиной зазора в паре поршень — цилиндр .

При взаимодействии боковой стенки канавки поршня с внутренней кромкой испытуемого поршневого кольца в момент удара кольцо деформируется (фиг.7). Фиксация кольна в радиальной плоскости цилиндром предопределяет поворот его поперечного сечения относительно точки С ° Характер деформации кольца при этом иэгибно-крутильный, подобен имеющему место в работающем ДВС.

-Изгиб кольца происходит в его радиальной плоскости. Кручение кольца происходит вокруг круговой оси, проходящей через центры тяжести К его поперечных сечений. При таком виде деформирования испытуемого кольца создаются условия для разрушения связей износостойкого покрытия с материалом кольца, что приводит к отслаиванию и сколу износостойкого покрытия.

Таким образом, за счет того, что обеспечивается точное задание направления возбуждения колебаний, уменьшаются силы трения и сопряжения поршня с цилиндром, в паре поршень — цилиндр выполняются функции нагружающего устройства, боковая стенка канавки поршня контактирует с внутренней кромкой испытуемого кольца, предлагаемое решение позволяет повысить достоверность и сократить время испытаний.

Форма боковых стенок канавки поршня определяется конфигурацией поперечного сечения испытуемого кольца.

В случае прямоугольного поперечного сечения испытуемого кольца наиболее рациональным является выполнение ка5 1561005 6 навки со ступенчатыми, боковыми стен- ширина канавки поршня выполнена свахами. ружи больше ее ширины у дна, а ширина канавки на расстоянии радиальной

Формула изобретения

5 толщины кольца больше высоты кольца. установка по п.1, о т л и ч а1. Установка для испытания поршне- ю щ а я с я тем, что боковые стенки вого кольца на прочность сцепления канавки поршня выполнены наклонными, износостойкого покрытия, содержащая причем тангенс угла их наклона к оси источник вибраций, устройство для 10 цилиндра меньше тангенса угла наклоиксации кольца в радиальной плос- на торцовых поверхностей кольца к ости, выполненное в виде полого ци- оси цилиндра. индра, и устройство для нагружения 3. Установка по п.1, о т л и— ольца, содержащее полый цилиндр и ч а ю щ а я с я тем, что боковые оршень с испытуемым кольцом, разме- 1> стенки канавки выполнены ступенчатыенный внутри цилиндра с заданным ми, причем высота ступенек меньше азором, причем цилиндр соединен с радиальной толщины кольца ° ф к л к и щ з источником вибрации при помощи механической связи, а кольцо установлено в канавке поршня, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения достоверности и сокращения времени испытаний, механическая связь соединения источника вибраций с цилиндром выполнена жесткой, продольная ось механической связи выполнена пересекающейся с радиальной плоскостью кольца под заданным углом, отличным от прямого, поршень установлен в цилиндре с возможностью совместного с кольцом осевого перемещения, причем

4. Установка по п.1, о т л и ч а о ю щ а я с я тем, что боковые стенки канавки выполнены выпуклыми.

5. Установка по и.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что боковые стенки канавки выполнены вогнутыми, причем тангенс угла наклона к оси цилиндра прямой, соединяющей соответственно точки пересечения боковой вогнутой стенки канавки с наружной поверхностью поршня и с дном канавки, меньше тангенса угла наклона торцовых поверхностей кольца и оси цилиндра.

Фиг. 2

1563005

Составитель Н. Патрахальцев

ТехредЛ.Серд|окова Корректор Палий

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 440

Подписное

Заказ 974

ВЩИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Р»

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул. Гагарина, 903