Центробежный испытательный стенд

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть .использовано для испытания материалов на разрыв. Целью изобретения является повышение надежности стенда путем снижения радиальных дисбалансных сил, возникающих при разрушении испытуемого образца. Поставленная цель достигается тем, что центробежный испытательный стенд, содержащий корпус с внутренним и внешним фланцем установленный в нем вал с приводом вращеИзобретение относится к средствам испытаний материалов на разрыв центробежными силами. Известна конструкция центробежного стенда (ЦЬС), который содержит вал, снабженный на концах силовым приводом и устройством для крепежа испытуемого образца. Такой ЦБС имеет недостаточную надежность, так как в его конструкции не обеспечивается защита подшипников вала от воздействия радиальных сил, возникаюния и опорами, вспомогательный вал для крепления испытуемого образца, один торец основного вала соединен с выходным валом привода вращения, а другой - с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовым фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вал, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка - на внешнем посредством своего торцового фланца, снабжен демпфирующей опорой, выполненной в виде втулки, наружная поверхность которой сферическая и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внутреннем фланце корпуса полуколец и прикрепленных по краям полуколец вкладышей, взаимодействующих с выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вкладышей выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно . 2 ил. щих при разрушении испытуемой детали-, что приводит к значительным перегрузкам подшипников. Известна также конструкция ЦБС, содержащего вал с двумя подшипниками, соединенный через.разобщительную муфту с приводом. Между подшипниками расположено устройство для крепления испытуемой детали. На таком стенде невозможно проводить испытания дисков турбин, не имеющих осевого отверстия. (Л С 4 Ю О Ю О О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855667/28 (22) 31.07.90 (46) 23,02.93. Бюл, ¹ 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт энергетического машиностроения (72) С.Н,Шамин, В.Я.Подгорец. О.Е.Куприянов, Л.Г.Павда и А,А,Кохан (56) Труды ЦНИИТМАШ NO,12. — М,; 1960, с.

106.

Авторское свидетельство СССР № 1144э58, кл. G 01 и 3/08, 1957; (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ

СТЕНД (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть. использовано для испытания материалов на разрыв. Целью изобретения является повышение надежности стенда путем снижения радиальных дисбалансных сил, возникающих при разрушении испытуемого образца. Поставленная цель достигается тем, что центробежный испытательный стенд, содержащий корпус с внутренним и внешним фланцем, установленный в нем вал с приводом враще

Изобретение относится к средствам испытаний материалов на разрыв центробежными силами.

Известна конструкция центробежного стенда (ЦБС), который содержит вал, снабженный на концах силовым приводом и устройством для крепежа испытуемого образца. Такой ЦБС имеет недостаточную надежность, так как в его конструкции не обеспечивается защита подшипников вала от воздействия радиальных сил, возникаю,, Ы,„, 1796966 А1

2 ния и опорами, вспомогательный вал для крепления испытуемого образца, один торец основного вала соединен с выходным валом привода вращения, а другой — с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовь|м фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вал, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка — на внешнем посредством своего торцового фланца, снабжен демпфирующей опорой, выполненной в виде втулки, наружная поверхность которой сферическая и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внутреннем фланце корпуса полуколец и прикрепленных по краям и олуколец вкладышей, взаимодействующих с выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вкладышей выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно. 2 ил. щих при разрушении испытуемой детали, что приводит к значительным перегрузкам подшипников.

Известна также конструкция ЦБС, содержащего вал с двумя подшипниками, соединенный через разобщительную муфту с приводом. Между подшипниками расположено устройство для крепления испытуемой детали. На таком стенде невозможно проводить испытания дисков турбин, не имеющих осевого отверстия.

1796966

Наиболее близким техническим реше- хностям втулки и ее выступов соответственнием является ЦБС, содержащий основной но, По радиусу каждого полукольца упругого вал с двумя подшипниками, один из которых элемента выполнены поперечные прямовыполнен демпферным, расположенный со угольные отверстия на одинаковом рэсстоястороны последнего вспомогательный вал, 5 нии друг от друга и равноотстоящие от соединенный съемным крепежом с основ- боковых поверхностей полуколец. ным валом и снабженный устройством для На фиг, 1 и 2 представлен центробежкрепежа испытуемого образца, например ный испытательный стенд. керамического диска, а также соединенная Стенд содержит наружную втулку 1 с с вторым концом вала приводная воздуш- "0 торцовой защитной стойкой 2, закрепленная турбина. Подшипники основного вала ную нэ корпусе 3 и снабженную внутреннизакреплены во внутренней неподвижной ми расходящимися патрубками втулке, Между испытуемым диском и де- (полукольцами) 4,5 и радиальным разъемом мпферным подшипником расположена за- 6, основной ведущий вал 7, установленный щитная стойка с проходным отверстием, "5 в подшипниках 8,9 промежуточной (внутвключающим вспомогательный вал, закреп- ренней) втулки 10, образующей с неподвижленная на наружной втулке корпуса, выпал- ными вкладышами 11, 12, 13 сферические ненной коаксиальнойс внутренней втулкой. подшипники (шарниры) 14, 15, 16 с общим

В ЦБС при разрушении испытуемого диска центром С сферических поверхностей, В на конце вспомогательного вала возникают 20 осевом коническом отверстии вала 7 зазначительные радиальные усилия удары и креплен вспомогательный съемный вал 17 вибрация, передаваемые на демпферный крепежом 18. С другого конца вал 17 снабподшипник. При этом радиальные переме- жен цапфой 19, образующей с отверстием щения вспомогательного вала ограничены стойки 2 радиальный зазор 20 и соединенотверстием защитной стойкой. Таким обра-. 25 ной крепежной муфтой 21 с керамическим зом, при разрыве диска подшипники основ- испытуемым диском 22. Съемный 23 участок ного вала и защитная стойка испытывают втулки 1 соединен с основным 24 участком значительные перегрузки, что снижает на- крепежом 25. Основной вэл 7 включает xBQдежность ЦБС. стовик 26, соединенный упругой муфтой 27

Целью изобретения является повыше- 30 с валом 28 приводной воздушной турбиной ние надежности стенда путем снижения ра- 29, кожух 30 которой закреплен на корпусе диальных дисбалансных сил, возникающих 3. На хвостовике 26 закреплен инерционпри разрушении испытуемого образца. ный маховик 31, снабженный датчиком 32

Поставленная цель достигается тем, что радиального перемещения, связанным с усцентробежный испытательный стенд, со- 35 тройством 33 для отделения испытуемого держащий корпус с внутренним и внешним образца 22, включающем отрезное устройфланцем, установленный в нем вал с приво- ство 34.. дом вращения и опорами, вспомогательный Броневым защитным кожухом 35 и стой- вал для крепления образца, один торец ос- кой 2 образована вакуумная камера 36, в новного вала соединен с выходным валом. 40 которой расположен диск 22. Упорный подпривода вращения, а другой — с вспомога- шипник вала 7, вакуумирующее устройство тельным валом, защитную стойку вспомога- и уплотнение камеры 36 на чертеже не потельного вала с торцовым фланцем и казаны, В демпфирующих патрубках 4 и 5 центральным отверстием, в котором уста- выполнены радиальные вырезы 37, образуновлен с зазором вспомогательный вал, 45 ющиеупругиеосевыемостки38и торцевые опоры основного вала закреплены на внут- монтажные пояски 39, в которых закреплереннем фланце корпуса, а защитная стойка ны вкладыши 12 и 13 сферических подшип— на внешнем посредством своего торцово- ников 15 и 16. го фланца, снабжен демпфирующей опорой, ЦБС работает следующим образом. выполненной в виде втулки, наружная по- 50 Воздушной турбиной 29 вращают вал 7 верхность которой сферическая, и со сфери- с маховиком 31 и с керамическим диском 22, ческими уступами у торцов, упругого повышаячастотувращениядомоментаразэлементэ в виде двух закрепленных на внут- рушения диска. На этом режиме ось вала 7 реннем фланце корпуса полуколец и при- неподвижна и расположена в горизонтэлькрепленных по краям полуколец 55 ной плоскости, а по всей окружности провклэдышей, взаимодействующих в выступа- ходного отверстия стойки образован ми втулки, а обращенная к валу поверхность равномерный зазор 20, При разрушении ди внутреннего фланца и взаимодействующие ска 22 его оторвавшаяся часть отбрасываетс выступами втулки поверхности вкладышей ся к стенке кожуха 35, а оставшаяся часть выполнены ответными сферическим повер- вращается совместно с валами 7, 17, созда1796966 вая дисбаланс вращающейся системы. 3а счет последнего возникают значительные радиальные силы, воздействующие на цапфу 19 вала 17, перемещая ее по радиусу. При этом вал 17 совместно с основным валом 7 5 и втулкой 10 поворачивается в шарнирах 14, 15, 16 вокруг точки С. Радиальному перемещению цапфы 19 противодействует криолисовая сила, возникающая на маховике 31, В общем итоге происходит нерезкое (плавное) 10 перемещение цапфы 19 и маховика 31 в радиальной плоскости путем поворота вала вокруг оси С, B результате срабатывают устройства 32, 33, 34, за счет чего отрезают и удаляют разрушенный диск 22 с муфтой 21 15 и с концом цапфы 19. После этого стенд останавливают и приводят его в исходное . состояние.

В изобретении за счет наличия сферических подшипников 14, 15, 16 и гибкой 20 соединительной муфты 27 обеспечивается поворот вращающегося вала в радиальной плоскости при разрыве диска путем свободФормула изобретения

1. Центробежный испытательный стенд, . содержащ.",й корпус с внутренним и внешним фланцем, установленный в нем вал с приводом вращения и опорами, одна из которых демпферная, вспомогательный вал для крепления испытуемого образца, один торец основного вала соединен с выходным валом привода вращения, а другой — с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовым фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вал, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка — на внешнем посредством своего торцового фланца,отл ича ю щи йс я тем,что,с целью повышения надежности стенда путем снижения радиальных дисбалансных сил, возникающих при разрушении испытуного перемещения конца вала, что снижает ударные нагрузки, воздействующие на вал и подшипники стенда.

За счет наличия инерционного маховика 31 на валу 7 обеспечивается плавное перемещение конца вала с диском в радиальной плоскости, что также снижает ударные нагрузки, вибрацию и т.п.

3а счет наличия демпферных йатрубков

4 и 5 обеспечивается радиальное перемещение (демпфирование).шарниров 8, 9 и 15, 16 при возникновении ударнйх нагрузок.

За счет наличия отрезного устройства

34 и датчика 32 обеспечивается автоматическое отрезэние цапфы 19 с разрушенным диском и не допускается резкого увеличения ударных нагрузок на валы и подшипники.

Такая конструкция направлена на повышение надежности работы стенда, что увеличит межремонтные сроки и долговечность и безусловно даст положительный зкономический эффект. емого образца, демпфирующая опора выполнена в виде втулки, наружная поверхность которой сферическая, и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внутреннем фланце корпуса полуколец и прикрепленных по краям полуколец вкладышей, взаимодействующих с выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вклэдblLUåé выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно.

2. Стенд по и. 1, отличающийся тем, что по радиусу каждого полукольца упругого элемента выполнены поперечные прямоугольные отверстия на одинаковом расстоянии друг от друга и равноотстоящие от боковых поверхностей полуколец.

1796966

1796966

В

Составитель Л,Кохэн

Техред М.Моргентал

Корректор С.Шекмар

Редактор

Заказ 646 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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