Стенд для испытания приводных ремней на прочность

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 машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для испытаний на циклическую прочность приводных ремней двигателей внутреннего сгорания с возможностью рекуперации энергии, возникающей при торможении одного из электроприводов. Предлагаемый стенд может эксплуатироваться в цехах автотранспортных предприятий, на станциях технического обслуживания автомобилей и специализированных организациях по ремонту автомобильных двигателей.

Известен стенд для неразрушающего контроля приводных ремней, содержащий испытательные шкивы, приводной двигатель, рычаг с осью качания, на котором закреплены нижний шкив, узел статического нагружения с набором грузов, центробежный возбудитель колебаний, получающий вращение от регулируемого привода через вал с упругими муфтами и блок изменения амплитуды и частоты колебаний нижнего шкива. Качество ремня оценивается по совокупности параметров, измеренных в режиме вынужденных резонансных колебаний. Продолжительность контроля составляет 2-3 мин без разрушения ремня (патент РФ №2115906, МПК G01M 13/02, опубликовано 20.07.1998).

Недостатком данного стенда является сложность в реализации, недостаточно точная регулировка нагрузки на ремень, обусловленная тем, что нагрузка определяется количеством грузов, а не задается программно, отсутствие плавной регулировки оборотов ремня. Стенд не оборудован ЭВМ, в связи с этим отсутствует возможность полного контроля и управления испытаниями.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и принятым за прототип является стенд для испытаний зубчатых ремней на циклическую прочность (патент РФ №2239169 МПК 7 G01M 13/02, опубл. 27.10.2004), состоящий из возбудителя циклической нагрузки, натяжного шкива, нагружающего устройства и датчика перемещений. Стенд снабжен штоком, совершающим возвратно-поступательное движение в направляющих, кривошипно-шатунным механизмом, приводным шкивом с зажимом для зубчатого ремня. Приводному шкиву через кривошипно-шатунный механизм и шток сообщается движение от возбудителя циклической нагрузки. Нагружающее устройство выполнено с возможностью задания на натяжном шкиве нагрузки на зубчатый ремень, величина которой контролируется датчиком перемещений. Однако в известном устройстве отсутствует возможность плавного пуска приводного двигателя, точной регулировки оборотов как приводного, так и тормозного двигателя. Отсутствует возможность испытаний иных видов ремней, кроме зубчатых. Существенным недостатком является отсутствие возможности экономии энергии при работе в длительном режиме.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание более простого, удобного и энергоэффективного при эксплуатации испытательного стенда, позволяющего устанавливать различные поликлиновые приводные ремни, устанавливать различные шкивы, имитирующие генератор и насос охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в ускорении процесса испытаний приводных ремней на прочность, повышении точности результатов испытаний, а также экономии электроэнергии при длительных испытаниях.

Технический результат достигается тем, что в стенде для испытаний приводных ремней на прочность с рекуперацией электрической энергии, включающем установленные на раме приводной механизм, приводной шкив, которому сообщается движение от приводного механизма, натяжной шкив, нагружающее устройство, датчик натяжения - тензодатчик, новым является то, что функцию приводного механизма и функцию нагружающего устройства выполняют соответствующие электрические двигатели, стенд дополнительно имеет нагрузочный шкив, закрепленный на валу подшипникового узла, жестко закрепленного на раме, ролик автоматического натяжения ремня, обеспечивающий постоянное натяжение ремня, датчик крутящего момента нагрузочной машины, расположенный на валу нагрузочной машины и подшипникового узла с помощью соединительных муфт, измерительный шкаф, силовой шкаф, при этом валы подшипникового узла, датчика крутящего момента и вал электрического двигателя расположены на одной оси, кроме того, стенд снабжен ЭВМ с программой управления.

Измерительный шкаф включает программно-логические контроллеры, весовой преобразователь, датчик температуры и влажности окружающего воздуха, инфракрасный датчик температуры исследуемого ремня.

Силовой шкаф содержит преобразователи частоты к электродвигателям, согласующий реактор, рекуператор электрической энергии.

На фиг. 1 изображен стенд для испытания приводных ремней - вид спереди.

На фиг. 2 изображен стенд для испытания приводных ремней - вид сбоку.

На фиг. 3 представлен силовой шкаф.

Стенд включает установленные на раме электрический двигатель 1, выполняющий функцию привода, электрический двигатель 2, выполняющий функцию нагрузочной машины, испытуемый ремень 3, надетый на приводной шкив 4, нагрузочный шкив 5 и натяжной шкив 6 при помощи натяжного механизма 7, ролик 8 автоматического натяжения ремня 3, обеспечивающего его постоянное натяжение, подшипниковый узел 9, датчик крутящего момента 10 нагрузочной машины, соединительные муфты 11, тензодатчик 12, раму 13, измерительный шкаф 14, силовой шкаф 15. Приводной шкив 4 закреплен на валу электрического двигателя 1. Нагрузочный шкив 5 закреплен на валу подшипникового узла 9, который закреплен на раме 13. Натяжной шкив 6 объединен с натяжным механизмом 7. Валы подшипникового узла 9, датчика крутящего момента 10 и вал электрического двигателя 2 расположены на одной оси. Датчик крутящего момента 10 крепится на вал подшипникового узла 9 и вал электрического двигателя 2 с помощью соединительных муфт 11. Стенд снабжен ЭВМ 16 с программой управления.

Измерительный шкаф 14 включает программно-логические контроллеры, весовой преобразователь, датчик температуры и влажности окружающего воздуха, инфракрасный датчик температуры исследуемого ремня. Силовой шкаф 15 содержит преобразователи частоты 17 и 18 к электродвигателям, согласующий реактор, рекуператор электрической энергии 19.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый ремень 3 надевается на шкивы 4, 5, 6. С помощью натяжного шкива 6 и натяжного механизма 7, оборудованного тензодатчиком 12, ремень 3 натягивается до требуемой величины и натяжной механизм 7 четко фиксируется на раме, создавая статическое напряжение на ремне 3. Плавный пуск и регулировка оборотов электрического двигателя 1, имеющего мощность 30 кВт, происходит благодаря преобразователю частоты 17, который размещен в силовом шкафу 15. Далее приводной шкив 4 за счет силы трения начинает циклически вращать ремень 3 на требуемых оборотах, имитируя рабочий процесс.

Параллельно по тому же принципу запускается электрический двигатель 2, который работает в режиме генератора, выполняя функцию нагрузочной машины и создавая нагрузку до 25 кВт. До 30% электрической энергии возвращается обратно в сеть благодаря рекуператору 19, размещенному в силовом шкафу 15. Величина нагрузки регулируется, для этого используются данные крутящего момента и оборотов на валу электрического двигателя 2. Ремень 3, работая некоторое время под большими нагрузками, рвется. Параметры измерения оборотов ремня 3, оборотов привода, температуры и натяжения ремня 3, температуры и влажности окружающей среды фиксируются в измерительном шкафу 14, далее они передаются на ЭВМ 16, где происходит их централизованное накопление и анализ.

Предлагаемый стенд позволяет имитировать реальные условия эксплуатации, а именно поведение приводного ремня 3 двигателя внутреннего сгорания при увеличении натяжения и нагрузки на нем, и значительно снизить время испытаний за счет повышения точности регулировки нагрузки на ремне 3, задаваемой программой на ЭВМ, а также снизить затраты энергии для проведения испытаний за счет применения схемы рекуперации, для чего стенд снабжен рекуператором электрической энергии 19.

Стенд прост и удобен в управлении и эксплуатации, так как для установки испытуемого ремня 3 на стенд и снятия его после испытания достаточно ослабить натяжение с помощью механизма натяжения ремня 7, а для запуска испытаний необходимо лишь запустить программу управления и нажать кнопку «Пуск», далее испытания пойдут по заранее заданному алгоритму. Кроме того, применение стенда позволяет отказаться от постоянного присутствия персонала, повышает надежность регистрации момента разрушения.

Стенд оборудован компьютером с установленной программой индикации, регистрации и управления, позволяющей регулировать обороты приводов и нагрузку, контролировать и сохранять данные об оборотах приводов, силе натяжения и температуре ремня, вычислять и сохранять нагрузку в кВт, что обеспечивает точность контроля и регулирования измеряемых параметров при проведении испытаний приводных ремней. Используемая программа для ЭВМ «Программа дистанционного контроля и управления стендом для испытаний приводных ремней» зарегистрирована, свидетельство о государственной регистрации №2014617919 от 06.08.2014.

1. Стенд для испытаний приводных ремней на прочность, включающий установленные на раме приводной механизм, приводной шкив, которому сообщается движение от приводного механизма, натяжной шкив, нагружающее устройство, датчик натяжения - тензодатчик, отличающийся тем, что функцию приводного механизма и функцию нагружающего устройства выполняют соответствующие электрические двигатели, стенд дополнительно имеет нагрузочный шкив, закрепленный на валу подшипникового узла, жестко закрепленного на раме, ролик автоматического натяжения ремня, обеспечивающий постоянное натяжение ремня, датчик крутящего момента нагрузочной машины, расположенный на валу нагрузочной машины и подшипникового узла с помощью соединительных муфт, измерительный шкаф, силовой шкаф, при этом валы подшипникового узла, датчика крутящего момента и вал электрического двигателя расположены на одной оси, кроме того, стенд снабжен ЭВМ с программой управления.

2. Стенд для испытаний приводных ремней на прочность по п. 1, отличающийся тем, что измерительный шкаф включает программно-логические контроллеры, весовой преобразователь, датчик температуры и влажности окружающего воздуха, инфракрасный датчик температуры исследуемого ремня.

3. Стенд для испытаний приводных ремней на прочность по п. 1, отличающийся тем, что силовой шкаф содержит преобразователи частоты к электродвигателям, согласующий реактор, рекуператор электрической энергии.



 

Похожие патенты:

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.

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 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