Стенд для ресурсных испытаний балансирных устройств транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для испытания балансирных устройств транспортных средств на долговечность. Сущность изобретения: стенд содержит основание, ось балансира с двумя кронштейнами крепления оси на основании, качающееся устройство, включающее два натурных башмака со втулками, тяги, нагружающее устройство, содержащее силовой гидроцилиндр, который с одной стороны шарнирно через кронштейны крепления оси соединен с соснованием, качающее устройство - привод. Качающееся устройство выполнено в виде двух параллелограммных механизмов, состоящих каждый из двух рычагов, в средней части которых соответственно жестко укреплены натурный башмак и подшипниковый узел, имеющие на концах шарнирные связи и связанные между собой тягами посредством шарнирных связей, а силовой гидроцилиндр с другой стороны шарнирно соединен посредством двух кронштейнов, установленных с возможностью вертикального перемещения на направляющих стойках основания, с осью подшипниковых узлов. 5 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению.

Известна конструкция стенда, содержащая основание, ось балансира с двумя опорными кронштейнами крепления оси на основании, качающееся устройство, содержащее два подшипниковых узла испытуемых балансирных устройств, установленных на концах оси балансира, нагружающее устройство, состоящее из двух пружин, установленных на качающемся рычаге, закрепленном одним концом шарнирно на балансирной оси, а другим на балке, которая соединена двумя стойками с подшипниковыми узлами, и качающее устройство-привод, представляющее собой кривошип с переменным эксцентриком, соединенный с одной стороны с нагружающим устройством, а с другой с редуктором и двигателем [1].

На данном стенде представляется возможность испытать на износ при колебательном по направлению и постоянном по величине нагружении два балансирных узла. Вследствие того, что в качестве нагружающего устройства в известной конструкции стенда использованы пружины, невозможно воспроизвести на стенде переменные нагрузки, аналогичные возникающим при эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является стенд, содержащий основание, ось балансира с двумя опорными кронштейнами крепления оси на основании, качающееся устройство, содержащее два подшипниковых узла испытуемых балансирных устройств, установленных на концах оси балансира, силовой гидроцилиндр, одно звено которого шарнирно закреплено на балансирной оси в плоскости, проходящей через поперечную ось симметрии балансирной оси, а другое жестко - на балке, которая соединена двумя тягами жестко с подшипниковыми узлами испытуемых балансирных устройств, нагружающее устройство, включающее силовой гидроцилиндр, источник переменного давления, подключенный к силовому гидроцилиндру, и приводное качающее устройство, состоящее из кривошипа с переменным эксцентриком, соединенного с одной стороны с нагружающим устройством, а с другой - с редуктором и двигателем [2].В нагружающем устройстве прототипа в отличие от предыдущей конструкции пружины заменены силовым гидроцилиндром со связью с источником переменного давления, что позволяет обеспечить воздействие переменной нагрузки на балансирные узлы и тем самым приблизить условия испытаний к эксплуатации. Однако для достижения необходимого усилия, воздействующего на испытываемый объект (балансирные узлы), требуется использование гидроцилиндра, обладающего большими габаритами и массой. Вследствие того, что гидроцилиндр входит в состав качающегося устройства, при качании возникают вредные неуравновешенные силы инерции, которые достигают величины одного порядка с основным усилием и не позволяют воспроизвести реальную картину нагружения узла, требуют увеличения мощности привода, выводят из строя гидроцилиндр, который не рассчитан для восприятия значительных поперечных усилий.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения эксплуатационных режимов нагружения за счет уменьшения воздействия на испытываемые узлы вредных неуравновешенных сил инерции.

Это достигается тем, что в стенде ресурсных испытаний балансирных устройств транспортного средства, содержащем основание, ось балансира с двумя опорными кронштейнами крепления оси на основании, качающееся устройство, содержащее два подшипниковых узла испытуемых балансирных устройств, установленных на концах оси балансира, нагружающее устройство, включающее силовой гидроцилиндр, одно звено которого посредством шарового шарнира соединено с опорными кронштейнами в плоскости, проходящей через поперечную ось симметрии балансирной оси, источник переменного давления, подключенный к силовому гидроцилиндру, и приводное качающее устройство, состоящее из кривошипа с переменным эксцентриком, редуктора и двигателя, качающееся устройство выполнено в виде двух шарнирных параллелограммных механизмов, состоящих каждый из двух тяг и двух рычагов, к одним рычагам которых в средней части жестко прикреплены подшипниковые узлы испытуемого балансирного устройства, к другим - технологические подшипниковые узлы так, что оси подшипниковых узлов находятся в одной плоскости, проходящей через оси шарниров параллелограммного механизма, а стенд снабжен двумя поперечными направляющими, смонтированными на основании, и двумя дополнительными опорными кронштейнами для закрепления технологической оси, установленными в поперечных направляющих с возможностью только вертикального перемещения в них. При этом шарниры параллелограммных механизмов выполнены с продольной осью вращения, а другое звено силового гидроцилиндра посредством шарового шарнира соединено с дополнительными опорными кронштейнами.

С целью повышения производительности путем одновременного испытания удвоенного количества балансирных узлов, приходящихся на одно нагружающее устройство, в качестве технологической оси с подшипниковыми узлами использована дополнительная балансирная ось с подшипниковыми узлами.

Сопоставительный анализ предложенной и известной конструкции стенда показывает, что заявляемое техническое решение отличается совокупностью следующих новых существенных признаков: качающееся устройство представляет собой два шарнирных параллелограммных механизма, каждый из которых состоит из двух тяг и двух рычагов, причем к одним рычагам в средней части жестко прикреплены подшипниковые узлы испытуемого балансирного устройства, а к другим - технологические подшипниковые узлы или дополнительные подшипниковые узлы испытуемого балансирного устройства; в силовом гидроцилиндре одно звено посредством шарового шарнира соединено с опорными кронштейнами, а другое посредством шарового шарнира - с дополнительными опорными кронштейнами, установленными в поперечных направляющих, с возможностью только вертикального перемещения в них.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Признаки, отличающие предлагаемый стенд от прототипа, не выявлены в других технических решениях, поэтому их можно отнести к критерию существенные отличия.

Использование в качающемся устройстве шарнирного параллелограммного механизма, состоящего из двух тяг и двух рычагов, к одним рычагам которых в средней части жестко прикреплены подшипниковые узлы испытуемого балансирного устройства, а к другим - технологические подшипниковые узлы так, что оси подшипниковых узлов находятся в одной плоскости, проходящей через оси шарниров параллелограммного механизма, позволяет уменьшить воздействие вредных неуравновешенных сил инерции на испытуемые балансирные узлы.

Использование двух параллелограммных механизмов с шарнирными связями между рычагами и тягами позволяет разгрузить испытуемые балансирные узлы от вредных сил, возникающих вследствие неточности изготовления и сборки.

Исключение силового гидроцилиндра из качающегося устройства, соединение его звеньев шаровыми шарнирами с опорными кронштейнами и установка дополнительных опорных кронштейнов в поперечных направляющих с возможностью только вертикального перемещения позволяет уменьшить вредные неуравновешенные силы инерции и разгрузить силовой гидроцилиндр от поперечных сил, а также уменьшить мощность привода. Использование вместо технологических подшипниковых узлов дополнительные подшипниковые узлы испытуемого балансирного устройства позволяет повысить производительность труда путем одновременного испытания удвоенного количества балансирных узлов, приходящихся на одно нагружающее устройство.

На фиг.1-5 изображен предлагаемый стенд.

Стенд содержит основание 1, ось балансира 2 с двумя опорными кронштейнами 3 крепления оси 2 на основании 1, нагружающее устройство, включающее силовой гидроцилиндр 4, одно звено 5 которого посредством шарового шарнира 6 соединена с опорными кронштейнами 3 в плоскости 7, проходящей через поперечную ось симметрии балансирной оси, источник давления 8, подключенный к силовому гидроцилиндру 4, приводное качающее устройство, состоящее из кривошипа с переменным эксцентриком 9, редуктора 10 и двигателя 11, качающееся устройство, состоящее из двух параллелограммных механизмов с шарнирами 13, тягами 14, рычагами 15 и 16, к одним рычагам которых (15) в средней части жестко прикреплены подшипниковые узлы 17 испытуемого балансирного устройства, которые в свою очередь установлены на концах балансирной оси 2, к другим рычагам 16 прикреплены дополнительные подшипниковые узлы 18 испытуемого балансирного устройства (или технологические подшипниковые узлы), так что оси подшипниковых узлов 17 или 18 находятся в одной плоскости 19 или 20, проходящей через оси 21 шарниров 13, дополнительную балансирную ось 22, закрепленную жестко на двух опорных кронштейнах 23, которые установлены на двух поперечных направляющих 24 основания 1 с возможностью только вертикального перемещения. Направление перемещения в поперечном сечении обеспечивают оси 25 и 26, в продольном - оси 27. Звено 28 силового гидроцилиндра 4 посредством шарового шарнира 29 соединено с дополнительными опорными кронштейнами 23. На стенде представляется возможным испытать на износ и долговечность в качательном режиме четыре балансирных узла.

Стенд работает следующим образом.

При помощи нагружающего устройства, состоящего из силового гидроцилиндра 4, источника переменного давления 8 устанавливают радиальную нагрузку порядка 100 кН на балансирные узлы с чистотой колебания до 8 Гц. При помощи электропривода устанавливают частоту качания балансирных узлов до 5 Гц. Регулирование угла качания производится на остановленном стенде при помощи кривошипа с переменным эксцентриком 9 в пределах ±10^о.

Вследствие того, что качающееся устройство выполнено в виде параллелограммного механизма и силовой гидроцилиндр 4 исключен из качающегося механизма, вредные неуравновешенные силы инерции уменьшаются, что позволяет добиться повышения точности имитации динамических режимов нагружения.

Исключение силового гидроцилиндра из качающегося устройства и закрепление его звеньев шаровыми шарнирами позволяет разгрузить силовой гидроцилиндр от поперечных сил.

Формула изобретения

СТЕНД ДЛЯ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ БАЛАНСИРНЫХ УСТРОЙСТВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий основание, ось балансира с двумя опорными кронштейнами крепления оси на основании, качающееся устройство, содержащее два подшипниковых узла испытуемых балансирных устройств, установленных на концах оси балансира, нагружающее устройство, включающее силовой гидроцилиндр, одно звено которого посредством шарового шарнира соединено с опорными кронштейнами в плоскости, проходящей через поперечную ось симметрии балансирной оси, источник переменного давления, подключенный к силовому гидроцилиндру, и приводное качающее устройство, состоящее из кривошипа с переменным эксцентриком, редуктора и двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения эксплуатационных режимов нагружения, качающееся устройство выполнено в виде двух шарнирных параллелограммных механизмов, состоящих каждый из двух тяг и двух рычагов, к одним рычагам механизмов в средней части жестко прикреплены подшипниковые узлы испытуемых балансирных устройств, к другим - подшипниковые узлы дополнительного испытуемого балансирного устройства или технологические подшипниковые узлы так, что оси подшипниковых узлов находятся в одной плоскости, проходящей через оси шарниров параллелограммного механизма, а стенд снабжен двумя поперечными направляющими, смонтированными на основании, и двумя дополнительными опорными кронштейнами для закрепления оси дополнительного испытуемого балансирного устройства или технологической оси, установленными в поперечных направляющих с возможностью только вертикального перемещения в них, при этом шарниры параллелограммных механизмов выполнены продольной осью вращения, а другое звено силового гидроцилиндра посредством шарового шарнира соединено с дополнительными опорными кронштейнами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5