Стенд для испытания шарниров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 941862

Союз CoBotcltNM

Социалистические

Респубпии (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 24 04 80 (21 ) 2914078/25-27 с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 10.07.82 (5l)M. Кл.

GOl М 13 02

Ркудврстееневй кектнтет

СЕСР пе делея езебретеивй и открытия (53) УДК 621.828. .2(088.8) В. И. Богданов, А. -B. Памфилов, Г. С. Мелитеджанов и Г. Н. Гринюк

А

/

Э

Брянский институт транспортного машинос evan: н Людиновский тепловозостроительный завод (72) Авторы изобретения (73) Заявители (54) CTEHQ ИЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШАРНИРОВ

Изобретение относится к испытатель ной технике, в частности к стендам для испытания карданных шарниров.

Известен стенд для испытания шарниров, содержащий расположенные под уг5 лом друг к другу ведущий и ведомый валы для установки испытуемого шарнира, каждый из которых размещен в корпусе в подшипниковом узле с радиальными под о шипинками, а также привод вращения ве« душего вала, механизм нагружения и измерительную аппаратуру, при этом подшипниковый узел ведущего вала закреплен на станине неподвижно (lj .

Недостатками известного стенда явля.ются громоздкость, расход большого количества энергии, малая пригодность для испытаний на выносливость. Значительное выделение теплоты в тормозе или нагрузочном реостате генератора приводит к необходимости снабжать стенды сложными охлаждающими устройствами.

Бель изобретения — повышение точности результатов испытания шарниров, снижение шума и энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для испытания шарниров, содержащем расположенные под углом один к другому ведущий и ведомый валы для установки испытуемого шарнира, каждый иэ которых размещен в корпусе в подшипни» ковом узле с радиальными подшипниками, а также привод вращения ведущего вала, механизм нагружения и измерительную аппаратуру, при этом подшипниковый узел ведущего вала закреплен на станине не--. подвижно, подшипниковые узлы снабжены упорными подшипниками, подшипниковый узел ведомого вала установлен в корпусе с воэможностью осевого перемещения и его корпус смонтирован на станине с возможностью поворота в пределах угла между валами, а механизм нагружения состоит из силового цилиндра, двуплечего рычага, шарнирно соединенного одним

3 94186 концом с штоком силового цилиндра дрУ гим - через упорный подшипник о ведомым валом, при этом стенд снабжен датчиком осевого перемещения вала.

Кроме этого, корпус ведомого вала может быть снабжен пятой, ведомый вал может быть выполнен с упорным диском, при этом между пятой и упорным диском размещен упорный подшипник.

На фиг. 1 показан предлагаемый стенд, ц общий вид, на фиг. 2 — стенд, вид сверху; на фиг. 3 - кинематическая схема стенда.

Стенд содержит привод вращения ведущего вала, включающий электродвигатель

1, укрепленный на станине 2 и клиноременную передачу 3, предназначенную дня передачи вращательного движения ведущему валу 4. Вал 4 размещен в яестко закрепленном на станине 2 подшипииковом. узле 5, который для восприя- 2О тия осевого и радиального нагружения содержит радиальные подшипники 6 и упорный подшипник 7 (фиг. 3), взаимодействующий с корпусом узла 5 и опорным диском 8, укрепленным на валу 4 . (фиг. 3).

Ведущий 4 и ведомый 9 валы посредством переходных фланцев 10 и 11 соединены испытуемым шарниром, включающим два фланца 12, крестовину 13 и четыре игольчатых подшипника 14.

Ведомый вал 9 размешен в подвижном подшипниковом узле 15, который содержит радиальные подшипники 16 и упорный подшипник 17, установленный между пя-

$5 той 18 и опорным диском 19, укрепленным на конце вала 9 (фиг. 3). Подшипниковый узел 15 направляющими 20, например роликовыми, установлен в корцусе 2 1 подвижно в осевом направлении.

Корпус 21 основанием закреплен на станине 2 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости нв заданный угол между валами (фиг. 2), для чего в выступающей части его основания со

45 стороны шарнира имеется пвэ, а на станине сооено вертикальной оси, проходящей через центр испытуемого шарнира, укреплен шип 22, который вэвимодейсч вует с указанным пазом и является осью поворота корпуса 21.

На фиг. 1 узлы стенда показаны в положении, когда валы 4 и 9 расположены соосно, а на фиг. 2 - под углом друг к другуу 1

Стенд имеет механизм нагружения шарнира, включающий силовой цилиндр 23, шарнирно укрепленный на кронштейне 24

2 ф и двуплечий рычаг 25, шарнирно соединенный одним концом со штоком силового цилиндра, а другим - с промежуточным стержнем 26, и имеющий ось поворота в кронштейне 27. При этом механизм нагружения установлен так, что создаваемая им нагрузка, передаваемая через промежуточный стержень 26, пяту 18„упорный подшипник 17 и опорный диск 19 на ведомый ввл 9, направлена вдоль оси последнего.

Для сохранения неизменной линии действия нагрузки при изменении угла между валами кронштейн.27 механизма нагружения жестко закреплен на основа.нии корпуса 2 1, а кронштейн 24 — на станине с возможностью поворота вокруг оси шипа 22.

Измерительная аппаратура, предназначенная для измерения температуры шарниров, включает изолированное токосъемное колыю 28 термодатчики (не показаны), токосъемные щетки и регистратор.

Для более точных измерений температуры или напряженного состояния элементов шарнира в ведущем валу 4 выполнено осевое сверление с резьбой нв конце, предназначенные, соответственно, для вывода проводов от датчиков и установки ртутного токосъемника (не показаны), Для контроля износа шарнира ст=чд содержит укрепленный на корпусе 21 датчик 29 регистрации осевого перемещения ведомого вала во время работы стенда.

Датчик 29, например индикаторная головка часового типа, взаимодействует с планкой 30, укрепленной на выступающей час-ти пяты 18, которая зафиксирована от проворота шпонкой 31 (фиг. 3).

Стенд работает следующим образом.

Испытуемый шарнир в собранном виде устанавливают на стенд. Для этого промежуточный стержнь 26 разворачивают в левое положение, давая возможность сместить по направляющим влево подвижный подшипниковый узел 15. Шарнир помещают между переходными фланцами 10 и 11 и фланцы шарнира 12 закрепляют на их посадочньи местах.

Можно собрать шарнир нв месте не снимая со стенда фланцы 10 и 11, Это достигается благодаря возможности смещения подвижного узла 15 в напрввляк щих корпуса 21, и, кроме того, сам корпус может разворачиваться вокруг шипа

22 и смещаться в радиальном направлении, твк как шип входит в пвэ в его основании.

5 - 941

Для контроля температурного состоя-, ния шарнира к крышкам игольчатых подшипников прикрепляют датчики и сигнал снимают через токосъемные кольца 28 (токосъемные щетки на чертеже не по- 3 казаны). При необходимости более точного контроля температуры или напряженного состояния шарнира, на торце вала 4 устанавливают ртутный токосъемник.

Заданный угол между валами устанав- О ливают поворотом вокруг шипа 22 корпуса 21. Перед этим отворачивают гайки шпилек, входящих в пазы кронштейна 24 и предназначенных для его крепления.

После установки заданного угла между валами кронштейн 24 и корпус 21 закрепляют неподвижно.

882 6 ние"). При этом вал 9, s с ним и подвижный подшипниковый узел, смещаются в сторону шарнира на суммарную величину износа двух пар подшипников. Датчик 29 осевого перемещения позволяет оценить сокрость и величину износа шарнира и произвести выключение стенда при дости женин предельно допустимого износа„

При нагружении шарнира силами, проходящими вдоль оси валов, по схеме описанной в предлагаемом изобретении, силы, приложенные к поверхности шипов крестовин, лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости крестовин, а при нагружении крутящим моментом (в аналогах и в известном), сипы лежат в плоскости крес° В товин. Так как прочностные свойства

Для создания нагрузки на шарнир промежуточный стержень 26 .разворачи- щ вают в правое положение так, чтобы он вошел своим сферическим концом в сферическую впадину пяты 18.

Подачей рабочей среды в силовой цилиндр 23 по манометру устанавливают д нагрузку, которую через двуплечий рычаг 25 и промежуточный стержень 26 воспринимает пята 18. Давление через пяту 18 упорный подшипник 17 и опорный диск 19 передается на вал 9 и испытуемый шарнир.

Осевая нагрузка, возникающая на валу 4, воспринимается упорным подшипником 7 неподвижного подшипникового узла

5. Радиальные подшипники 16 подвижно35 го и неподвижного подшипниковых узлов воспринимают сос тавляющую агрузки, которая возникает за счет угла < между валами. При угле с = 5 радиальная сила, возникающая в шарнире, равна 0,082 части осевой. В общем случае радиальная сила 5 = P БАЛИ с, . Основную нагруз» ку воспринимают упорные подшипники 7 и 17, расчитанные на большую грузоподъемностьь.

Включением электродвигателя 1, приводят валы 4. и 9 во вращение. Одновременно включают счетчик моточасов (числа оборотов) и устанавливают на ноль датчик 29 осевого перемещения подвижного подшипникового узла.

При вращении валов иглы игольчатого подшипника 14 под нагрузкой совершают качательное движение по образующей шипа крестовин с амплитудой зависящей от угла Ы между валами. Вследствие этого при длительных испытаниях происходит усталостное выкрашивание шипов или образуются канавки износа ("бринеллироваповерхностного слоя шипов крестовин и игольчатых подшипников одинаковы по всему диаметру, то их работоспособность не зависит от того, в каком месте они нагружены - в плоскости крестовин или перпендикулярно ей.

Таким образом, при сравнительных стендовых испытаниях на долговечность создание контактных напряжений в зоне взаимодействия шипов крестовин с иглами подшипников за счет осевой нагрузки на валах не имеет существенного отличия. от получении этих параметров крутящим моментом, предлагаемая схема нагруже-. ния шарнира и связанные с этим конструктивные особенности обеспечивают предлагаемому стенду следующие цреимущест

BB: — износ шарнира в процессе испытания контролируется простым и надежным способом по осевому перемещению ведомого вала, что создает возможность своевременного прекращения испытаний при достижении заданной степени износа. Это обеспечивает высокую точность результатов испытаний, — значительно уменьшается шум, в связи с отсутствием зубчатых передач, которые имеются в стендах с замкнутым контуром, что улучшает условия эксплуа тации стенда;

- при испытаниях карданных шарниров потери на трение качения в радиальных и упорных подшипниках не превышает

0,004 нагрузки, затраты энергии на вращение валов и величин и поэтому требуется электродвигатель небольшой мощности — на предлагаемом стенде все шарниры испытываются в одинаковых условиях, что важно при сравнительных испытаниях.

7 9418

Формула изобретения

1. Стенд для испытания шарниров, содержащий расположенные под углом саин к другому ведущий и.ведомый ва- З лы для установки испытуемого шарнира, каждый из которых размещен в корпусе в подшипниковом узле с радиальными подшипниками, а также привод вращения .ведущего вала, механизм нагружения и измерительную аппаратуру, при этом подшипниковый узел ведущего вала закрфтлен на станине неподвижно, о т л н, и а ш и и с я тем. что; с целью повишерой точности испытания; снижения шума и энергозатрат, подшипниковые . узлы снабжены упорными подшипниками, подшипниковый узел ве омого вала установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения и его корпус смонтиронан на станине с возможностью поворота

62 8 ! в пределах угла между валами, а механизм нагружения состоит. из силового цилиндра, двуплечего рычага, шарнирно соединенного одним концом со штоком силового цилиндра, другим - через упорный подяипник с ведомым валом, при этом стенд снабжен датчиком осевого перемещении ведомого вала.

2. Стенд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что корпус ведомого вала снабжен пятой, ведомый вал выполнен с упорным диском, при этом между пятой и упорным диском размещен упорный подшипник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Машины и стенды для испытания деталей. Под ред. Решетова Д. Н. M., "Машиностроение, 1979, с. 322-323, рис. 8.3 (прототип).

9.41862

Составитель Т. Хромова

Редактор А. Шандор Техред А.Бабннец Корректор М Шаро и

Заказ 4826/3 1 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4