Устройство для испытания элементов машин при нагружении встречными крутящими моментами

Авторы патента:

G01M13/02 - испытание передаточных механизмов (определение КПД G01L)

Владельцы патента RU 2577794:

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

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 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 имеют 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, 1979 - 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 такой схемы нагружения требует значительных затрат энергии на привод замкнутого контура за счет потерь в замыкающих редукторах, соединительных муфтах, технологическом редукторе и самом нагружателе.

Такие стенды занимают большие производственные площади, увеличивается их металлоемкость, усложняется конструкция.

Для устранения вышеперечисленных недостатков в Пензенской ГСХА предложен принципиально новый способ нагружения (встречное нагружение) по патенту №2237235 С27, G01M 13/02, Бюл. №27 от 27.09.2004.

В качестве прототипа можно предложить нагружающее устройство для обкатки и испытания элементов машин [патент №2477848. С.2. Бюл. №8 от 20.03.2013], которое 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, повышение КПД 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 центр вала.

На фиг. 1а изображена принципиальная схема первого нагружателя 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, которыми они соединены с прямолинейными рычагами 8, опирающиеся на ролик 5 сверху и снизу.

Криволинейные рычаги 9 соединены с рычагами 6 шарнирами 7, причем на свободные концы рычагов 8 опираются концы рычагов 9 через малые ролики 10, а к другим концам рычагов 9 крепятся грузы 11.

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

На фиг. 1б изображена принципиальная схема второго нагружателя устройства, представляющая собой копию первого нагружателя, повернутого относительно линии действия инерционных сил грузов на 180°.

Устройство работает следующим образом. При вращении вала 3 первого нагружателя (Фиг. 1а) присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 8, и 9, а также грузы 11 под действием центробежных сил создают силы инерции F_и. Силы F_и посредством рычагов 9, которые могут поворачиваться в шарнирах 7 и свободными концами через малые ролики 10 создавать давление на свободные концы рычагов 8 и поворачивать рычаги 6 относительно вала 3 по часовой стрелке, создавая крутящий момент М_кр.

При вращении вала 3 второго нагружателя (Фиг. 1б), соединенного с валом 3 первого нагружателя валами испытуемого элемента (показано штрихпунктирной линией), присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 8 и 9, а также грузы 11 под действием центробежных сил создают силы инерции F_и.

Силы F_и посредством рычагов 9, которые могут поворачиваться в шарнирах 7 и свободными концами через малые ролики 10 создавать давление на свободные концы рычагов 8 и поворачивать рычаги 6 относительно вала 3 против часовой стрелки, создавая также крутящий момент М_кр.

Эти моменты, создаваемые первым и вторым нагружателями, должны быть одинаковыми, тогда находящийся между нагружателями испытуемый элемент будет находиться под нагрузкой крутящим моментом, равным крутящему моменту первого или второго нагружателя.

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 концами криволинейных и прямолинейных рычагов, на свободные концы которых опираются малые ролики, посаженные на одних свободных концах криволинейных рычагов, а их вторые концы соединены с грузами, расположенными на линии, проходящей через центр вала.

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.

Нагружающее устройство для испытания элементов машин встречными крутящими моментами // 2563605

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.

Стенд для моделирования воздействия аэродинамической нагрузки на раскрывающиеся элементы летательных аппаратов // 2559396

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.

Электромеханический стенд для испытания силовых передач // 2554339

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.

Модель зубчатого колеса // 2548382

Механизм загрузки крутящим моментом // 2548204

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

Модель зубчатого колеса // 2548036

Стенд для испытания коробки передач транспортного средства // 2546915

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

Модель зубчатой передачи // 2532442

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.

Способ испытания роликовой модели зубчатой передачи // 2531853

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. .

Способ и устройство для ускоренных испытаний червячных редукторов // 2580207

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.

Модель зубчатого колеса // 2583856

Модель зубчатого колеса // 2584263

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.

Способ контроля запаса движущего момента в шарнирных устройствах крупногабаритных механических систем космических аппаратов над моментами сопротивления // 2586445

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.

Универсальный стенд для определения характеристик электроприводов и движителей действующих моделей бпла // 2594048

Изобретение относится к области авиации, в частности к средствам для проведения испытаний приводов и движителей летательных аппаратов. Стенд для определения характеристик электроприводов и движителей беспилотных летательных аппаратов содержит корпус стенда, основание с кронштейнами крепления электропривода и датчика крутящего момента. Корпус стенда содержит узлы крепления нагрузочного устройства или вентилятора-движителя, при этом электропривод соединен с вентилятором посредством валов и муфт. Нагрузочное устройство содержит вентилятор, радиально-кольцевой конфузор и направляющий аппарат. Достигается возможность проведения испытаний электроприводов и движителей на одном стенде. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Стенд для испытания электромеханических приводов систем уборки-выпуска закрылков // 2602008

Изобретение относится к области испытания узлов летательных аппаратов, в частности к стендам для испытания электромеханических приводов системы уборки-выпуска закрылков. Стенд содержит силовую раму, закрылок, электромеханические приводы, датчики перемещения и нагрузок, шарнирные узлы крепления электромеханических приводов, устройство для создания нагрузки в виде электродинамометров, источник питания и систему автоматического управления. Стенд снабжен устройством для создания переменной аэродинамической нагрузки на закрылок в виде упругих элементов, имитирующих нагрузку на закрылок при выпуске и уборке. Блоком сравнения сравниваются поступающие сигналы от датчиков перемещения электромеханических приводов с заданными программой испытаний и, при необходимости, корректируются перемещения электромеханических приводов. Аварийная защита отправляет аварийные сигналы по перемещению и нагрузке от датчиков перемещения и электродинамометров, установленных на электромеханических приводах, в систему автоматического управления. Обеспечивается возможность проверить функциональные возможности и работоспособность электромеханических приводов уборки-выпуска закрылков, синхронизацию их работы, а также проверить систему автоматического управления приводами. 2 ил.

Способ бесконтактного определения технического состояния зубчатых колес и устройство для его реализации // 2602488

Изобретение предназначено для контроля технического состояния зубчатых колес и может быть использовано для диагностики рабочего состояния редукторных систем в процессе их эксплуатации. Способ бесконтактного контроля рабочего состояния редукторных систем в процессе их эксплуатации заключается в том, что устанавливают неподвижный бесконтактный оборотный датчик, на диске или валу зубчатого колеса устанавливают возбудитель. Регистрируют электрические импульсы, полученные в результате взаимодействия возбудителя оборотной метки с оборотным датчиком. Измеряют временные интервалы между оборотными импульсами и получают информацию о периоде вращения зубчатого колеса. На неподвижной части корпуса редуктора устанавливают неподвижный бесконтактный (периферийный) датчик, выполненный в виде круглого волновода - волноводный датчик с диэлектрическим заполнением. Возбуждают и формируют в волноводном датчике электромагнитный поток излучения с длиной волны, в несколько раз меньшей размеров контролируемого зубца. Затем сформированный поток излучения направляют перпендикулярно оси вращающегося зубчатого колеса на контролируемые зубцы. Принимают отраженный от них поток излучения. Выделяют информационные сигналы. Измеряют амплитуду и длительность полученных информационных сигналов. Определяют отношения измеренных длительностей информационных сигналов к периоду вращения зубчатого колеса и получают их относительные временные оценки. Сравнивают найденные текущие значения амплитуд и относительные значения длительностей информационных сигналов с соответствующими опорными величинами, полученными в начале эксплуатации зубчатого колеса, и по результатам сравнения судят о степени износа зубчатого колеса. Устройство содержит периферийный бесконтактный датчик, формирователи прямоугольных импульсов, генератор тактовых импульсов, схему сравнения, блок управления, оборотный бесконтактный датчик, возбудитель оборотной метки, круглый волновод, заполненный диэлектриком, генератор электрических колебаний СВЧ диапазона, циркулятор, амплитудный детектор, микроконтроллер, содержащий генератор тактовых импульсов, АЦП, счетчики тактовых импульсов, схемы сравнения и ПК. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Стенд для акустических испытаний электромеханического усилителя рулевого управления транспортного средства // 2610846

Изобретение относится к контрольно-диагностическому оборудованию - устройствам для измерений и испытаний, в частности к испытательным стендам, применяемым при проведении виброакустических стендовых испытаний электромеханического усилителя рулевого управления транспортного средства (ЭУРУТС) в условиях акустической безэховой камеры. Стенд содержит объемный несущий каркас, на котором установлен испытываемый ЭУРУТС, взаимодействующий с устройством нагружения, измерительные микрофоны, регистрирующую и анализирующую аппаратуру, источник питания постоянного тока электродвигателя ЭУРУТС. Испытываемый ЭУРУТС установлен на поперечине панели приборов, имеющей электронный имитатор тахометрического сигнала и пульт управления, смонтированной посредством кронштейнов на объемном несущем каркасе. ЭУРУТС содержит с одной стороны входной вал с рулевым колесом, на котором закреплен датчик скорости, состоящий из инерционной массы с плечом, шестерни редуктора, информационного диска и оптического датчика, а с другой стороны, выходной вал, соединенный с валом устройства нагружения. Обеспечивается качественное проведение акустических измерений за счет исключения влияний паразитного шумового излучения, формируемого техническими устройствами, не входящими в состав исследуемых объектов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Стенд для испытания двух одинаковых червячных редукторов по схеме замкнутого контура // 2610881

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний червячных редукторов. Стенд содержит основание с установленным на нем электродвигателем с ременной передачей, два одинаковых конических редуктора, связанных между собой торсионом с датчиком момента его закрутки, вторые шестерни конических редукторов связаны валами с червячными колесами двух одинаковых испытуемых червячных редукторов, червяки которых зубчатыми муфтами блокируются с солнечными шестернями двух одинаковых планетарных редукторов, у которых водила жестко связаны между собой валом с установленным на нем ведомым шкивом ременной передачи. Технический результат заключается в возможности проведения измерений фактических крутящих моментов на червяке каждого испытуемого редуктора как по величине, так и по направлению. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Стенд для испытаний конического редуктора по схеме замкнутого контура // 2610940

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытательным стендам конических редукторов со встроенными муфтами. Устройство содержит электродвигатель, планетарный и червячный редукторы, у которых коронная шестерня связана с шестерней испытуемого редуктора, водило через торсион и многозвенный карданный вал - с его колесом, а солнечная шестерня связана с колесом червячного редуктора, в котором червяк выполнен подвижным в осевом направлении и через подшипниковый узел и шайбу взаимодействует поочередно с двумя штоками датчиков давления, регистрирующих значения крутящего момента закрутки валов в контуре, которая проводится вращением червяка от ручного привода или от второго электродвигателя. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.