Стенд для ресурсных испытаний гидромашин

 

Изобретение относится к технике для испытания гидромашин на надежность. Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение достоверности результатов испытания. Стенд содержит Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях гидромашин на надежность. Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышений достоверности результатов испытаний. На фиг.1 показана принципиальная схема стенда; на фиг.2 показан грузовой нагруприводной двигатель, испытываемые гидромашины , нагружатель, планетарный механизм , вспомогательный насос, линии высокого и низкого давлений. Планетарный механизм снабжен цилиндрической зубчатой передачей, шестерня которой соединена с валом, связанным с приходным двигателем, а зубчатое колесо - с одним из выходных валов планетарного механизма/ планетарной зубчатой передачей, центральная шестерня которой соединена с валом связанным с нагружателем, а центральное зубчатое колесо - с другим выходным валом планетарного механизма, зубчатым колесом , соединенным с водилом планетарной передачи, размещенным на валу центральной шестерни. При этом число зубьев шестерн и колес в планетарном механизме выбирается из соотношения, обеспечивающего неподвижность вала, связанного с нагружателем . Нагружатель может быть выполнен из рычага, груза смонтированного на рычаге с возможностью перемещения вдоль рычага, и замыкающих электроконтактов , из источника гидроэнергии с регулируемым давлением, гидрораспределителя и гидромотора, из гидропульсатора поступательного движения и рычага. 5 з. п. ф-лы, 6 ил. жатель; на фиг.З - нагружатель; выполненный на базе гидромотора; на фиг.4 - нагружатёл ь, выполненный на базе гидропульсатора ; на фиг.5 показано исполнение приводного регулируемого двигателя на базе насос-моторной схемы; на фиг. 6-то же на базе электродвигателя постчэянногб тока. --со с XI 00 XI го 10 г |

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (Л

С:: (21) 4785089/29 (22) 22,01.90 (46) 07.01.93. Бюл, ¹ 1 (71) Центральными научно-испытательный

/ полигон-филиал Всесоюзного научно-исследовательского института "Стройдормаш", Челябинский завод им.Колющенко и Научно-производственный кооператив Гидромодуль" (72) М.М Савчвнко, А.И.Смольяков, В.Е.Грузинов, А.С,Курбатов, В.С,Танин-Шахов и

Ю,Ф.Березин (73) Челябинский завод дорожных машин им. Колющенко, Центральный научно-испытательный полигон-филиал "ВНИИстройдормаш " и Научно-производственный кооператив "Гидромодуль" (56) Объемные гидромеханические передачи. Расчет и конструирование,/Под ред.

E.С,Кисточкина, Л.; Машиностроение, 1987, с.184, рис.6,24. (54) СТЕНД ДЛЯ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ГИДРОМАШИН (57) Изобретение относится к технике для испытания гидромашин на надежность, Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение достоверности результатов испытания. Стенд содержит

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях гидромашин нэ йадежность.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение достоверности результатов испытаний.

На фиг.1 показана принципиальная схема стенда; на фиг.2 показан грузовой нагру„„SU„„1787224 А3 (я)5 F 15 В 19/00, С 01 M 15/00 приводной двигатель, испытываемые гидромашины, нагружэтель, планетарный механизм, вспомогательный насос, линии высокого и низкого давлений. Планетарный механизм снабжен цилиндрической зубчатой передачей, шестерня которой соединена с валом, связанным с приэодным двигателем, а зубчатое колесо — с одним из выходных валов планетарного механйзма, планетарной зубчатой передачей, центральная шестерня которой соединена с валом, связанным с нагружателем, а центральное" зубчатое колесо — с другим выходным валом планетарного механизма, зубчатым колесом, соединенным с водилом планетарной передачи, размещенным на валу централь- ной шестерни. При этом число зубьев шестерн и колес в планетарном механизме выбирается из соотношения, обеспечивающего неподвижность вала, связанного с нзгружателем. Нагружатель может быть выполнен из рычага, груза смонтированного на рычаге с возможностью перемещения вдоль рычага, и замыкающих электроконтакros, из источника гидроэнергии с регулируемым давлением, гидрораспределителя и гидромотора, из гидропульсатора поступательного движения и рычага. 5 з, и, ф-лы, 6 ил, (л) жател ь; на фиг.3 — нагружатель, выполненный на базе гидромотора на фиг,4 — нагру- жатель, выполненный на базе гидропульсатора, на фиг.5 показано исполнение приводного регулируемого двигателя на базе насос-моторной схемы; на фиг,б-то же на базе электродвигателя" постоянногб тока, 1787224

1 и с нагружателем 7. Выходные валы 13 и

14 механизма 10 связаны с валами 15 и 16 гидромашин 2 и 3. Механизм 10 имеет цилиндрическую зубчатую передачу, шестерня 17 и зубчатое колесо 18 (с числом зубьев

24) которой соединены соответственно с валами 11 и 13 механизма 10. Механизм 10 имеет также планетарную зубчатую передачу, центральная шестерня 19 (с числом зубьев Zz) и центральное колесо 20 (с числом

20 зубьев Z>) которой соединены соответственно с валами 12 и 14 механизма 10. С валами

21 планетарной передачи соединено зубчатое колесо 22 (с числом зубьев 2з), размещенное на валу 12 с возможностью его

25 вращения относительно вала 12 и посредством паразитной шестерни 23 связанное с колесом 18, Число зубьев Z>, 2, Ез и Z4 шестерен и колес выбирается из соотношения, обеспечивающего неподвижность вала

12;

Z>.7з 21 Z4 Zz, Z4=0

Цилиндрическая передача выполнена с возможностью изменения частоты враще40 ния вала 13 за счет установки шестерни 24 и колеса 25, включение которых в зацепление осуществляется традиционными средствами.

Стенд позволяет одновременно испытывать две гидромашины с одинаковым рабочим объемом, причем как в регулируемом, так и в нерегулируемом исполнениях, Насос

4 низкого давления обеспечивает восполне50

55 ние утечек. Насос 26 управления обеспечивает питание гидроусилителей испытываемых регулируемых гидромашин, Насос 27 служит для подачи жидкости в теплообменник 28, Насос 29 служит для заправки гидробака 30 рабочей жидкостью из заправочной емкости, В гидробэке 30 установлены датчики 31 и 32 уровня жидкости и ее температуры. В гидролиниях стенда установлены датчики 33 и 34 расхода и давления, Для предохранения от перегрузки

Стенд для ресурсных испытаний гидромашин состоит из приводного двигателя 1, испытываемых гидромашин 2 и 3 с равными рабочими объемами, вспомогательного насоса 4 низкого давления, подключенного 5 выходом к полостям низкого давления гидромашин 2 и 3 через обратные клапаны 5 и

6, и нагружателя 7, Полости высокого и низкого давления гидромашин 2 и 3 связаны между собой гидролиниями 8 и 9 и при ре- 10 версе гйДромашин 2 и 3 меняются местами, Стенд имеет планетарный механизм 10, Входные валы 11 и 12 планетарного механизма 10 связаны с приводным двигателем служит гидроклапан 35 давления, подключенный к гидролиниям 8 и 9 через гидроклапан ИЛИ 36. Для организации регламентированного обмена нагревающейся рабочей жидкости в замкнутом контуре к входу гидроклапана 35 подключен дроссел ь 37.

Нагружатель 7 может быть выполнен (фиг.2) из рычага 38, одним концом кинематически связанного посредством имеющего злектропривод (на фиг,2 не показан) самотормозящего редуктора 39 с валом, и груза

40, установленного на рычаге 38 с возможностью перемещения вдоль рычага 38, электрически связанного с злектроприводом редуктора 39. Электроконтакты 41 и 42 могут перемещаться в направлении движения рычага 38, обеспечивая таким образом возможность регулирования момента включения и отключения злектропривода. Груз 40 может перемещаться вдоль рычага 38, например, с помощью передачи винт — гайка, изменяя таким образом прикладываемый к валу 12 нагрузочный момнет.

Нагружатель 7 может быть выполнен (фиг.3) из источника 43 гидроэнергии с регулятором давления, который может быть выполнен, например, в одном блоке с подпиточными и предохранительными клапанами, гидрораспределителя 44 с закрытым центром и гидромотора 45, вал которого связан с валом 12, а рабочие полости сообщены через гидрораспределитель 44 с источником 43 гидрознергии, Нагружатель 7 может быть выполнен (фиг,4) также из гидропульсатора 46 поступательного движения и рычага 47, соединенного с валом 12 центральной шестерни

19 и со штоком гидропульсатора 46.

Приводной двигатель 1 может быть выполнен с возможностью регулирования частоты вращения и реверса его вала, для чего может быть использована гидравлическая объемная гидропередэча (фиг,5), включающая насос 48, гидромотор 49 и блок 50 клапанов либо двигатель 51 постоянного тока (фиг.б).

Стенд для ускоренных испытаний гидромашин работает следующим образом.

При наложении нагружателем 7 нагружающего момента к валу 12 момент передается через шестерню 19, сателлиты и колесо

20 на вал 14, закручивая его в одном направлении, а через вал 21, зубчатое коелсо 22, паразитную шестерню 23 и колесо 18 на вал

13, закручивая его в противоположную сторону, Условием выбора кинематики механизма 10 является равенство угловых скоростей и моментов на валах 13 и 14. При нагружении вала 12 валы 13 и 14 неподвиж1787224

55 ны, а крутящие моменты с валов 13 и 14 передаются соответственно на валы 15 и 16 гидромашин 2 и 3. В зависимости от направления действия приложенного к валу 12 момента гидромашины 2 и 3 стремятся вытеснить рабочую жидкость в гидролинии

8 и 9. Пусть, например, момент к валу 12 приложен так, что гидромашины 2 и 3 вытесняют рабочую жидкость в гидролинию 8. В результате сжатия жидкости в гидролинии 8 повышается давление в соответствии с нагрузкой, создаваемой нагружателем 7. Разрежение в гидролинии 9 компенсируется насосом 4. Таким образом, в замкнутом гидравлическом контуре гидромашин 2 и 3 создается нагрузка, пропорциональная моменту, создаваемому нагружателем 7, причем в связи с высоким КПД зубчатых механизмов потери в механизме 10 невелики (не превышают 0,5 o), поэтому можно принять, что момент от нагружателя 7 равен моментам на валах 15 и 16 гидромашин 2 и

3. Так как момет на неподвижном валу 12 задается достаточно просто (фиг.2, 3 и 4), то нагружение гидромашин можно осуществить с большой точностью (а также с большой точностью произвести измерение нагружающего момента) и, следовательно, получить достаточно достоверные результаты испытаний, Далее запускают приводной двигатель

1, который вращает вал 11 с шестерней 17.

Частота вращения вала 12, которая может меняться двигателем 1 (фиг.5 и 6), передается через колесо 25 на вал 13 и на вал 15 гидромашины 2. Одновременно вращение передается через колесо 18, паразитную шестерню 23 на колесо 22 и вал 21 и далее через колесо 20 на вал 14 и вал 16 гидромашины 3. Направление вращения валов 15 и

16 происходит в одну сторону, и таким образом гидромашины 2 и 3 перекачивают рабочую жидкость, которая в гидролинии 9 находится под давлением. При реверсе двигателя 1 меняется направление потока, а при изменении направления приложения нагрузки к валу 12 гидролинией высокого давления становится гидролиния 9. На привод гидромашин 2 и 3 расходуется энергия, равная гидромеханическим потерям в гидромашинах 2 и 3 и механическим потерям в механизме. Изменяя частоту вращения и нагружающий момент на валах гидромашин

2 и 3, можно проводить их ресурсные испытания с различными нагрузочными характеристиками, при этом затраты энергии на привод незначительны, Подпитка гидромашин 2 и 3 осуществляется насосом 4, предохранительный клапан которого настроен на низкое давление, что также позволяет снизить затраты энергии.

В результате внутренних перетечек жидкости в гидромашинах 2 и 3 происходит просадка вала 12 при действии активной нагрузки. При механической системе нагружения (фиг,2) и в этом случае необходимо возвращать опускающийся конец рычага 38 в горизонтальное положение. Для этой цели может быть предусмотрен червячный редуктор 39 с электроприводом червяка, при этом червячное колесо редуктора 39 жестко связано с валом 12, а рычаг 38 — с корпусом редуктора. Скорость возврата рычага 38 должна быть равна скорости его опускания, а по этой скорости можно определить утечки в гидромашинах 2 и З,не применяя для этой цели каких-либо иных средств измерения утечек.

При нагружении гидромотором 45 (фиг.3) крутящий момент на валу 12 определяется давлением источника 43 гидроэнергии и рабочим объемом гидромотора 45.

Переключением золотника гидрораспределителя 44 обеспечиваются частота приложения нагружающего момента и его знак.

При нагружении гидропульсатором 46 (фиг,4) нагружающий момнет возникает от усилия его штока, передаваемого через рычаг 47 на вал 12.

Формула изобретения

1, Стенддля ресурсных испытаний гидромашин, содержащий приводной двигатель, испытываемые гидромашины, нагружатель, планетарный механизм, двумя входными валами связанный с приводным двигателем и с нагружателем, а двумя выходными валами — с валами испытываемых гидромашин, полости высокого и низкого давления которых сообщены между собой и с выходом вспомогательного насоса, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат в стенде и повышения достоверности результатов испытаний, планетарный механизм снабжен цилиндрической зубчатой передачей, шестерня и зубчатое коелсо которой соединены соответственно с входным валом, связанным с приводным двигателем и с одним из выходных валов планетаррного механизма, планетарной зубчатой передачей, центральная шестерня и центральное колесо которой соединены соответственно с входным валом, связанным с нагружателем и с другим выходным валом планетрного механизма, а также соединенным с водилом планетарной передачи зубчатым колесом, размещеным на валу центральной шестерни с возможностью его вращения относительно вала центральной шестерни и посредством паразитной шес1787224 терни связанным с зубчатым колесом цилиндрической передачи, причем число зубьев шестерен и колес s планетарном механизме выбирается из соотношения

Z> 2з — Z> 24 — Zz 24= 0 где Z> — число зубьев центрального колеса планетарной передачи;

Zz — число зубьев центральной шестерни планетарной передачи;

Za — число зубьев колеса, связанного с водилом;

Е4 — число зубьев зубчатого колеса цилиндрической зубчатой передачи.

2, Стенд по п.1, о т л и ч à ю шийся тем, что нагружатель выполнен из рычага, одним концом кинематически связанного посредством имеющего электропривод самотормозящего редуктора с валом центральной шестерни планетарной передачи, груза, смонтированного на рычаге с возможностью перемещения вдоль рычага, и замыкающих электроконтактов, электриче.ски связанных с электроприводом редуктора и установленных с возможностью взаимодействия с другим концом рычага и с воэможностью их перемещения относительно оси рычага в направлении его движения.

3, Стенд по и 1, отличающийся тем, что нагружатель выполнен из источни5 ка гидроэнергии с регулируемым давлением, гидрораспределителя и гидромотора, вал которого кинематически связан с валом центральной шестерни планетарной передачи, а его рабочие полости сообщены через

10 гидрораспределитель с источником гидроэнергии, 4, Стенд по п,1, отличающийся тем, что нагружатель выполнен из гидро15 пульсатора поступательногодвижения и рычага, соединенного с валом центральной шестерни планетарной передачи и со штоком гидропульсатора.

5. Стенд по пп,1 — 4, о тл и ч а ю щ и й20 с я тем, что цилиндрическая зубчатая передача выполнена с возможностью изменения частоты вращения ее выходного вала.

6. Стенд по пп.1 — 5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что приводной двигатель выпол25 ней с возможностью регулирования частоты вращения и реверса его вала.

1787224

Фяг. 3

Фиг.Я

Фиг. 6 1иг. 4фиг. 5

40

50

Составитель В.Розанцев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В.Петраш

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 270 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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