Нагружающее устройство для испытания элементов машин встречными крутящими моментами


 


Владельцы патента RU 2563605:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и ремонту машин, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке и испытании элементов машин. Устройство содержит два нагружателя инерционного действия с присоединительными валами. При этом вал каждого нагружателя вращается в опорах и жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги с шарнирами на концах для соединения с криволинейными рычагами, а между шарнирами и роликом на кронштейнах с шарнирами, опираясь на ролик, расположены прямолинейные рычаги, на свободные концы которых опираются малые ролики, сидящие на одних свободных концах криволинейных рычагов, а вторые концы криволинейных рычагов соединены с грузами, расположенными на линии, проходящей через центр вала. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей нагружения и уменьшении затрат энергии на привод стендов. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и ремонту машин, а именно к технологиям и испытательным и обкаточным стендам.

Испытание и обкатка сборочных единиц в машиностроении и при ремонте - заключительные операции технологического процесса, выявляющие качество сборки и ремонта узла или агрегата (редукторы, карданные валы, муфты, валы и др.).

Испытание и обкатка проводятся без нагрузки и под нагрузкой.

При обкатке под назначенной нагрузкой в виде крутящих моментов происходит интенсивная приработка подвижных сопряжений, представляющая собой процесс изменения физико-механических свойств поверхностей сопрягаемых деталей и достижения оптимальной шероховатости.

Обкатка и испытание элементов машин позволяют проверить надежность их работы с ее многообразием показателей как в условиях производства, так и в условиях эксплуатации с целью уменьшения числа отказов при их работе.

Наиболее важное значение играют обкатка и испытание при продолжительно действующей нагрузке крутящим моментом, приближенным к условиям эксплуатации на данной машине.

При этом возрастают энергетические затраты, т.е. приработка и испытания при изготовлении и ремонте стали высокоэнергозатратными.

Известны нагружатели [Машины и стенды для испытания деталей / Под ред. Д.Н. Решетова. - М.: «Машиностроение. - С.71…73], позволяющие проводить обкатку и испытания под нагрузкой с использованием замкнутого контура. Созданы нагружатели (нагружающие устройства) с использованием инерционных сил для создания нагрузки в виде крутящего момента в замкнутом силовом контуре.

Недостатки всех конструкций состоят в том, что их применение возможно только в замкнутом силовом контуре со сложной конструкцией стендов, а затраты энергии на привод остаются значительными.

Кроме того, в силовом контуре требуется установка испытуемого элемента и технологического элемента для выравнивания угловых скоростей в контуре, например, при испытании коробок передач и редукторов.

Применение вышеописанной схемы нагружения требует значительных затрат энергии на привод замкнутого контура за счет потерь в замыкающих редукторах, соединительных муфтах, технологическом редукторе и самом нагружателе.

Стенды занимают большие производственные площади, увеличивается их металлоемкость, усложняется конструкция.

Для устранения вышеперечисленных недостатков предложен принципиально новый способ нагружения (встречное нагружение) по патенту №2237235 С2, G01M 13/02, Бюл. №27 от 27.09.2004, но до настоящего времени рационального и более простого технического решения на реализацию этого способа нет.

В качестве прототипа технического решения можно предложить нагружающее устройство для обкатки и испытания элементов машин [патент №2477848 С2. Бюл.№8 от 20.03.2013], который содержит присоединительные валы и грузы и состоит из двух нагружателей инерционного типа, которые при вращении создают на входном валу испытуемого элемента первым нагружателем и выходном валу того же испытуемого элемента вторым нагружателем противоположно направленные одинаковые крутящие моменты.

Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение работоспособности нагружающего устройства, которое состоит из двух нагружателей инерционного действия, которые при вращении создают на входном валу испытуемого элемента первым нагружателем и выходном валу того же испытуемого элемента вторым нагружателем противоположно направленные одинаковые крутящие моменты за счет того, что вал каждого нагружателя, вращаясь в опорах, жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги с шарнирами на концах для соединения с криволинейными рычагами, а между шарнирами, опираясь на ролик, расположены прямолинейные рычаги, на свободные концы которых опираются малые ролики, сидящие на одних свободных концах криволинейных рычагов, а вторые концы криволинейных рычагов соединены с грузами, расположенными на линии, проходящей через цент вала.

На фиг.1а изображена принципиальная схема первого нагружателя нагружающего устройства, состоящего из электромотора 1, муфты 2, соединяющей вал электромотора с валом первого нагружателя 3. Вал нагружателя 3 вращается в опорах 4 и жестко закреплен с роликом 5, к которому жестко прикреплены диаметрально противоположно рычаги 6. На концах рычагов 6 расположены шарниры 7. На рычагах 6 между шарниром 7 и роликом 5 расположены кронштейны 8 с шарнирами 9, которые соединены с прямолинейными рычагами 10, опирающимися на ролик 5 сверху и снизу.

Криволинейные рычаги 11 соединенные с рычагами 6 шарнирами 7, причем на свободные концы рычагов 10 опираются концы рычагов 11 через малые ролики 12, а к другим концам рычагов 11 крепятся грузы 13.

Грузы располагаются на одной линии, проходящей через центр ролика 5, по которой направлена сила инерции грузов Fи.

На фиг.16 изображена принципиальная схема второго нагружателя нагружающего устройства, представляющая собой копию первого нагружателя, повернутого относительно линии действия инерционных сил грузов на 180°.

Нагружающее устройство работает следующим образом. При вращении вала 3 первого нагружателя (Фиг.1а) присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 10 и 11, а также грузы 13 под действием центробежных сил создают силы инерции Fи. Силы Fи посредством рычагов 11, которые могут поворачиваться в шарнирах 7 и свободными концами через ролики 12 создавать давление на свободные концы рычагов 10 и поворачивать посредством кронштейнов 8 рычаги 6 относительно вала 3 по часовой стрелке, создают крутящий момент Мкр.

При вращении вала 3 второго нагружателя (Фиг.16), соединенного с валом 3 первого нагружателя валами испытуемого элемента (показано штрихпунктирной линией) присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 10 и 11, а также грузы 13 под действием центробежных сил создают силы инерции Fи.

Силы Fи посредством рычагов 11, которые могут поворачиваться в шарнирах 7 и свободными концами через малые ролики 12 создавать давление на свободные концы рычагов 10 и поворачивать посредством кронштейнов 8 рычаги 6 относительно вала 3 против часовой стрелки, создают также крутящий момент Мкр.

Эти моменты, создаваемые первым и вторым нагружателями, должны быть одинаковыми, тогда находящийся между нагружателями испытуемый элемент будет находиться под нагрузкой крутящим моментом, равным сумме крутящих моментов от первого и второго нагружателей.

Нагружающее устройство для испытания элементов машин встречными крутящими моментами, содержащее два нагружателя инерционного типа, которые при вращении создают на входном валу испытуемого элемента первым нагружателем и выходном валу того же испытуемого элемента вторым нагружателем противоположно направленные одинаковые крутящие моменты, отличающееся тем, что оно состоит из двух нагружателей и вал каждого нагружателя, вращаясь в опорах, жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги с шарнирами на концах для соединения с криволинейными рычагами, а между шарниром и роликом на кронштейнах с шарнирами, опираясь на ролик, расположены прямолинейные рычаги, на свободные концы которых опираются малые ролики, сидящие на одних свободных концах криволинейных рычагов, а вторые концы криволинейных рычагов соединены с грузами, расположенными на линии, проходящей через центр вала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области испытательной техники. Стенд для моделирования воздействия аэродинамической нагрузки на раскрывающиеся элементы летательных аппаратов содержит основание, на котором неподвижно установлен механизм раскрытия с раскрывающимся элементом и нагружающий механизм, кинематически связанный с раскрывающимся элементом.

Изобретение относится к машиностроению, касается испытательной техники и может быть использовано при испытании агрегатов силовых передач, особенно передач, имеющих длинные валы, например, передач (трансмиссий) хвостовой части вертолетов.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях процессов массопереноса пластичного смазочного материала при работе зубчатых передач.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в испытательной технике, а именно в стендах для испытания машин, механизмов, валов, агрегатов и приводов.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях процессов массопереноса пластичного смазочного материала при работе зубчатых передач.

Изобретение относится к стендам для испытаний коробок передач транспортных средств. Стенд представляет собой корпус, в котором под действием рукоятки совершает поворотное движение вал.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования работы реальных зубчатых передач на их роликовых аналогах. Модель зубчатой передачи содержит пару сопряженных цилиндрических роликов 1 и 2, расположенных вертикально и установленных с возможностью вращения в корпусе 5 машины трения.
Изобретением решается задача оптимизации смазывания зубчатых передач пластичными смазочными материалами. Для этого способ испытания роликовой модели зубчатой передачи включает введение роликов во взаимный контакт с приложением к ним радиальной нагрузки, нанесение на рабочие поверхности роликов смазочного материала, приложение по меньшей мере к одному ролику крутящего момента и испытание модели с наблюдением за силой трения между роликами, причем при испытании осуществляют чередование одноразовых циклов возврата вытесненного с рабочих поверхностей роликов смазочного материала обратно на эти поверхности с периодами работы роликов без возврата смазочного материала до получения в конце каждого такого периода предельного значения силы трения, равного задаваемому единовременно на все время испытания, при этом путем варьирования изменяют продолжительности периодов работы роликов без возврата смазочного материала и количество возвращаемого за цикл возврата смазочного материала, сравнивают варианты и определяют оптимальное сочетание времени периода и количества материала. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке или при испытании зубчатых передач. Устройство содержит станину, соосный шестеренчатый механизм, содержащий выходные валы с фланцами, предназначенные для присоединения к ветвям контура, установленные соосно в корпусе в подшипниковых опорах, связанные между собой парами шестерен зубчатых передач с одинаковым передаточным отношением.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения осевой собственной частоты вынужденных колебаний роторов силовых гироскопов.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний на циклическую прочность приводных ремней. Устройство включает электрический двигатель, выполняющий функцию привода, электрический двигатель, выполняющий функцию нагрузочной машины, испытуемый ремень, приводной шкив, нагрузочный шкив, натяжной шкив, натяжной механизм, ролик автоматического натяжения ремня, обеспечивающий его постоянное натяжение, подшипниковый узел, датчик крутящего момента нагрузочной машины, соединительные муфты, тензодатчик, раму, измерительный шкаф, силовой шкаф, в котором находятся преобразователи частоты и рекуператор электрической энергии. Технический результат заключается в повышении точности измерений, ускорении процесса испытаний, экономии электроэнергии при длительных испытаниях. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при обкатке и испытании элементов машин. Устройство содержит два нагружателя инерционного действия с присоединительными валами. При этом вал каждого нагружателя вращается в опорах и жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги с шарнирами на концах для соединения с концами криволинейных и прямолинейных рычагов, на свободные концы которых опираются малые ролики, посаженные на одни свободные концы криволинейных рычагов, а их вторые концы соединены с грузами, расположенными на линии, проходящей через центр вала. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей нагружения, упрощении конструкции и уменьшении затрат энергии на привод стендов. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу и устройству для испытаний червячных редукторов. В предлагаемом способе ускоренного испытания червячной пары червячного редуктора в качестве пары скольжения сначала проводят первичную макроприработку сопряжения пары скольжения. В конце проводят испытание с микроприработкой посредством ступенчато-нарастающего роста нагружения ориентировочно до оценочной краткосрочно действующей максимальной на грани заедания пары скольжения величины нагружения с непрерывным контролем текущих величин параметра трения и других критичных для работоспособности параметров взаимодействия пары скольжения. Роль нагрузки выполняет нагрузочный вращающий момент на выходном тихоходном валу червячной пары редуктора, а регулирование нагрузки и размер очередной ступени нагружения выбирают в зависимости от характера изменения вращающего момента на входном быстроходном валу редуктора. О достижении максимально допустимой длительно действующей нагрузки судят по существенному росту относительной амплитуды колебаний вращающего момента на быстроходном валу и/или по минимуму параметра трения на графике его зависимости от нагрузочного момента на тихоходном валу. В качестве текущего значения параметра трения используют умноженное на передаточное отношение редуктора отношение текущего значения момента на входном быстроходном валу к текущему значению момента на выходном тихоходном валу. Стенд для реализации предлагаемого способа содержит электродвигатель, соединительные муфты для испытуемого редуктора, нагружающее устройство в виде электромагнитного тормоза с устройством регулирования нагрузочного момента на выходном тихоходном валу редуктора, устройство для измерения и определения вращающего момента на входном быстроходном валу редуктора. Технический результат заключается в повышении качества ускоренных испытаний червячных редукторов с одновременным повышением достоверности результатов испытаний. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях процессов массопереноса пластичного смазочного материала при работе зубчатых передач. Модель зубчатого колеса содержит фрагмент зубчатого колеса, состоящего из тела, зубчатого венца и пары кольцевых накладок, выполненных из оптически прозрачного материала, установленных на торцах зубчатого венца и частях тела, прилегающих к торцам венца; причем из пары накладок как минимум одна выполнена съемной. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик модели зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях процессов массопереноса пластичного смазочного материала при работе зубчатых передач. Модель зубчатого колеса содержит фрагмент зубчатого колеса, состоящего из тела, зубчатого венца и пары кольцевых накладок, выполненных из оптически прозрачного материала, установленных на торцах зубчатого венца и частях тела, прилегающих к торцам венца; причем накладки выполнены съемными, с возможностью установки между ними и торцами колеса прокладок разной толщины и совместного их крепления на торцах колеса; прокладки выполнены в виде колец, ширина которых равна ширине накладок; толщина прокладок одинакова по всей их ширине; внутренний профиль прокладок идентичен внутреннему профилю накладок, а наружный профиль прокладок идентичен профилю зубчатого венца колеса. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для определения запаса движущего момента в шарнирных устройствах (ШУ) космических летательных аппаратов над моментами сопротивления как в нормальных условиях, так и при экстремальных температурах. Реализация заявляемого способа достигается за счет автономного от конструкции крупногабаритного механического устройства определения момента ШУ, действующего на всем угле раскрытия шарнирного устройства. Автономность шарнирного устройства обеспечивается за счет сборки ШУ со всеми входящими в состав ШУ элементами, создающими дополнительные сопротивления при его раскрытии штатным, например пружинным приводом, такие как участки кабеля, проходящего транзитом через ШУ (предназначены для передачи на космический аппарат электрической энергии, сгенерированной фотопреобразователями, установленными на раскрываемых элементах конструкции механического устройства и передачи сигналов телеметрии на блок управления космического аппарата), датчики телеметрического контроля, узлы зачековки ШУ, узлы, предназначенные для синхронного раскрытия отдельных элементов механического устройства, а также для задержки раскрытия отдельных элементов шарнирного устройства, обеспечивая логику раскрытия механического устройства в целом. Сборка ШУ осуществляется на имитаторах штатных раскрываемых элементов крупногабаритной конструкции механического устройства, которые по массе в десятки раз меньше, чем масса штатных элементов, но при этом имеют посадочные места и поверхности, аналогичные штатным, поэтому дополнительными сопротивлениями, действующими на шарнирное устройство, за счет массы подвижного имитатора можно пренебречь. После определения значения момента ШУ имеется возможность определения запаса движущего момента в ШУ по формуле. Технический результат заключается в повышении точности определения моментов сопротивления, действующих в ШУ. 6 ил.
Наверх