Стенд для испытаний на усталость валов при фреттинг-коррозии

 

Изобретение относится к области испытаний материалов на износостойкость в неподвижном соединении и определения влияния фреттинг-коррозии на усталостную прочность вала. Стенд для испытаний на усталость валов при фреттинг-коррозии содержит основание с подпружиненными относительно него параллельными траверсами, выполненными в виде горизонтальных полок, соединенных вертикальными стойками, и оснащенными опорами для установки испытуемого вала, электродвигатели с возбудителями изгибных и крутильных колебаний, расположенными на концах траверс, по два механизма упругого сопротивления изгибным и крутильным колебаниям и датчики параметров испытаний. Каждый механизм упругого сопротивления изгибным колебаниям выполнен в виде размещенных между полками траверс, соединенных с их стойками кинематической связью вилок и набора пружин, концы которых закреплены на стойках вилок. Каждый механизм упругого сопротивления крутильным колебаниям выполнен в виде двух установленных между полками соответствующих траверс осей, закрепленного на одной оси ползуна, основной и дополнительной рам и закрепленные между рамами наборы пружин. Дополнительная рама предназначена для перемещения по ней ползуна и установлена внутри основной. Кинематическая связь выполнена в виде оси, размещенной между полками траверс, установленного на оси посредством подшипникового узла кулачка, дополнительной оси, скропленной с кулачком и со стойкой траверсы, и двух пружин, размещенных на концах оси между кулачком и соответствующей полкой вилки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для исследования материалов в неподвижных соединениях на износостойкость и установления влияния ферттинг-коррозии на усталостную прочность вала путем ускорения и расширения диапазона воспроизводимых циклических режимов нагружения.

Известен стенд для испытания валов на усталость и износостойкость, содержащий основание, размещенные на нем с помощью пружин параллельно друг другу две траверсы с опорами, предназначенными для установки испытуемого вала, электродвигатель с возбудителем изгибных колебаний, соединенный с концом траверс, и датчики параметров испытания /1/.

Недостатком этого стенда является то, что он не позволяет моделировать и воспроизводить в спектре высоких частот циклические изгибные режимы нагружения, а следовательно приблизить режимы стендовых испытаний валов к их режимам при наиболее высокодинамических эксплуатационных нагрузках.

Наиболее близким техническим решением является стенд для испытания на усталость валов при фреттинг-коррозии, содержащий основание с подпружиненными относительно него параллельными траверсами, выполненными в виде горизонтальных полок, соединенных вертикальными стойками, и оснащенными опорами для установки испытуемого вала, электродвигатели с возбудителями изгибных и крутильных колебаний, расположенными на концах траверс, и датчики параметров испытания (2).

Недостатком стенда является то, что он не позволяет моделировать и воспроизводить в спектре высоких частот циклические изгибные и крутильные режимы нагружения. Указанные недостатки не позволяют приблизить стендовые испытания валов и эксплуатационным при наиболее высокодинамичесних режимах нагружения.

Целью изобретения является ускорение и расширение диапазона процессов их нагружения при сохранении точности и достоверности результатов.

Поставленная цель достигается тем, что стенд, содержащий основание, установленные на основании параллельно его плоскости, подпружиненные относительно основания траверсы, каждая из которых выполнена в виде полок, соединенных между собой стойками, размещенные на траверсах опоры для установки испытуемого вала, расположенные на концах траверс электродвигатели с возбудителями изгибных и крутильных колебаний и датчики параметров испытаний, по предложению снабжен механизмами упругого сопротивления изгибным и крутильным колебаниям.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема предлагаемого стенда, на фиг. 2 вид механизмов упругого сопротивления изгибным колебаниям испытуемого вала, на фиг. 3 вид механизмов упругого сопротивления крутильным колебаниям испытуемого вала.

Стенд для испытаний на усталость валов при фреттинг-коррозии содержит основание 1, установленные на основании параллельно его плоскости, подпружиненные относительно основания пружинами 2 траверсы 3 и 4, каждая из которых выполнена в виде полок, соединенных между собой стойками 5 и 6, размещенные на траверсах опоры 7 и 8 с вкладышами 9 для установки коренных шеек испытуемого вала 10, расположенные на концах траверс электродвигателя 11 и 12 с возбудителями изгибных 13 и крутильных колебаний 14 два механизма упругого сопротивления изгибным колебаниям, каждый из которых выполнен в виде двух размещенных между полками траверс 3 и 4 вилок 15 и 16, которые соединены со стойками 5 и 6 кинематической связью, выполненной в виде осей 17, 18 дополнительных осей 19, 20 поворотных кулачков 21 и 22, установленных на осях 17 и 18, соединенных со стойками траверс при помощи упорных подшипников 23, и на дополнительных осях 19 и 20 посредством подшипниковых узлов 24, пружин 25 и 26.

Механизм упругого сопротивления изгибным колебаниям содержит также набор пружин 27, концы которых закреплены на вилках 15 и 16, два механизма упругого сопротивления крутильным колебаниям, каждая из которых выполнена в виде двух установленных между полками траверсы 3 осей 28 с помощью упорных подшипников 29 и 30, закрепленного на одной оси 28 ползуна 31, основной 32 и дополнительной 33, направляющей для ползуна 31, рамами и закрепленными между рамами 32, 33 наборами пружин 34, 35, основная рама 32 шарнирно закреплена на двух осях 36 при помощи упорных подшипников 37, 38, и дополнительная направляющая для ползуна 31 рама 33 установлена внутри основной рамы 32 при помощи подшипникового узла 39.

Стенд работает следующим образом.

После пуска электродвигателей 11, 12, возбудители 13, 14 совместно с механизмами упругого сопротивления изгибных и крутильных колебаний воспроизводят возникающие при эксплуатации данного типа испытуемого коленчатого вала 10, выбранные из максимальных изгибных и крутящих нагрузках с повышенной частотой колебания. Колебания траверсы 4 фиксируются датчиками перемещений скорости, ускорений (на чертеже не показаны), а деформированное состояние на поверхности коленчатого вала 10 тензодатчиками.

Формула изобретения

1. Стенд для испытаний на усталость валов при фреттинг-коррозии, содержащий основание, установленные на основании, параллельно его плоскости, подпружиненные относительно основания траверсы, каждая из которых выполнена в виде полок, соединенных между собой стойками, размещенные на траверсах опоры для установки испытуемого вала, расположенные на концах траверс электродвигатели с возбудителями колебаний и датчики параметров испытаний, отличающийся тем, что стенд снабжен механизмами упругого сопротивления изгибным колебаниям, каждый из которых выполнен в виде размещенных между полками траверс, соединенных с их стойками кинематической связью вилок и набора пружин, концы которых закреплены на стойках вилок, и механизмами упругого сопротивления крутильным колебаниям, каждый из которых выполнен в виде двух установленных между полками соответствующих траверс осей, закрепленного на одной оси ползуна, основной и дополнительной, направляющей для ползуна, рамами и закрепленными между рамами наборами пружин, основная рама шарнирно закреплена на свободной оси, а дополнительная, направляющая для ползуна рама, установлена внутри основной.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что кинематическая связь выполнена в виде размещенной между полками траверс оси, предназначенной для размещения на ней с возможностью поворота вилки, установленного на оси посредством подшипникового узла кулачка, дополнительной оси, скрепленной с кулачком и посредством упорных подшипников со стойкой траверсы и двух пружин, размещенных на концах оси между кулачком и соответствующей полкой вилки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3