Стенд для испытания на термомеханическую усталость материала камеры сгорания двигателя

 

Изобретение позволяет повысить достоверность испытаний. Механизм для создания переменных изгибающих нагружений разной амплитуды состоит из пружины 14, кулачка 15, толкателя 16, рычага 18 с изменяемым плечом и тяги 19. Механизм изменения плеча состоит из пружины 20, тяги 21, рычага 22 и кулачка 23, Механизм для создания переменных растягивающе-сжимающих нагружений содержит тягу 24, кулачок 25, толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, регулировочный болт 30. Кулачок 23, вращаясь с кулачком 25, в зависимости от моделирования на образце 2 наброса или сброса нагрузки двигателя изменяет плечо рычага 18 и мощность лучистого нагревателя 33. При этом изменяется амплитуда температурной волны и волны напряжений . 1 ил. i -JJ 58 1 J L, 1 U/ -JJ 4 0 29 2 2827 2625 и . ., ,/ //л/ СО СП 4 О5 0

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 G 0l М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4093404/25-06 (22) 24.07.86 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина

t (72) А. Ф. Шеховцов, Ф. И. Абрамчук

Г. А. Мелекесцев (53) 621.43.001 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1300321, кл. G 01 М 15/00, 1985. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ МАТЕРИАЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение позволяет повысить досговерность испытаний. Механизм для создания переменных изгибающих нагружений

„„SU„„1357746 А 1 разной амплитуды состоит из пружины

14, кулачка 15, толкателя 16, рычага 18 с изменяемым плечом и тяги 19. Механизм изменения плеча состоит из пружины

20, тяги 21, рычага 22 и кулачка 23, Механизм для создания переменных растягивающе-сжимающих нагружений содержит тягу 24, кулачок 25, толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, регулировочный болт 30. Кулачок 23, вращаясь с кулачком 25, в зависимости от моделирования на образце 2 наброса или сброса нагрузки двигателя изменяет плечо рычага 18 и мощность лучистого нагревателя 33. При этом изменяется амплитуда температурной волны и волны напряжений. 1 ил.

1357746

55

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях материалов двигателей внутреннего сгорания.

1\ель изобретения — повышение достоверности испытаний.

На чертеже представлена общая схема стенда.

Стенд содержит основание 1, образец 2, захваты 3 и 4, устройство для нагружения образца переменным чистым изгибом, которое включает в себя тяги 5 и 6, ведущий 7 и ведомый 8 шпиндели, коромысло 9, подвеску 10, рычаг 11 с осью

12 вращения и грузом 13, пружиннокулачковый механизм для создания переменных изгибающих нагружений разной амплитуды, состоящий из пружины 14, кулачка 15, толкателя 16 с регулировочным болтом 17, рычага 18 с изменяемым плечом и тяги 19, механизм изменения плеча, состоягций из пружины 20, тяги 21 рычага 22 и кулачка 23, механизм для создания переменных растягивающе-сжимающих нагружений, содержащий тягу 24, кулачок 25, толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, регулировочный болт 30 начальных нагружений, электропечи 31 и 32 для нагрева образца по заданной программе, лучистый нагреватель

33 для создания температурной волны на поверхности рабочего сечения 34 образца 2, устройство изменения мощности лучистого нагревателя, включающее кнопочный переключатель 35 и набор сопротивлений (не показан), первый электродвигатель 36 постоянного тока, редуктор 37, муфту 38, второй электродвигатель 39 постоянного тока, редуктор 40.

Стенд работает следующим образом.

Закрепляют образец 2 в захватах 3 и 4 шпинделей 7 и 8. Перемещая груз 13 по рычагу ll, создают минимальную нагрузку чистого изгиба. Руглировочным болтом 17 убирают зазор между толкателем 16 и рычагом 18 с изменяемым плечом. Сжимая и отпуская пружины 28 и 29 регулировочными болтами 27 и 30, создают начальную нагрузку растяжения-сжатия. Затем одновременно запускаются электродвигатели 36 и 39 постоянного тока, электропечи 31 и 32 и лучистый нагреватель 33.

Электродвигатель 36 постоянного тока через редуктор 37, муфту 38 и ведущий шпиндель 7 приводит во вращение образец 2 вокруг его продольной оси, а также кулачок 15. Вращаясь, кулачок 15 посредством толкателя 16 с регулировочным болтом 17 воздействует на рычаг 18 с изменяемым плечом, а через тягу 19 и на рычаг 11, который, поворачиваясь вокруг оси 12, нагружает подвеску 10 и пружину 14, которая служит для безударной

2 работы толкателя 16. Через подвеску 10, коромысло 9, тяги 5 и 6 и шпиндели 7 и 8 в рабочем сечении 34 образца 2 за один оборот кулачка 15 создается высокочастотное нагружение 6- моделирующее высокочастотное изменение напряжений, возникающих в деталях камеры сгорания

ДВС от сил давления газов. Для того, чтобы нагружение происходило по заданному закону постоянно в одной точке, а не перемещалось по поверхности рабочего сечения 34 образца 2, кулачок 15 и образец 2 в захватах 3 и 4 вращаются синхронно с передаточным отношением

1:1 и, следовательно, с одинаковой частотой. При этом остальные точки рабочего сечения 34 работают по менее жесткому закону нагружения.

Электродвигатель 39 постоянного тока через редуктор 40 вращает кулачки 23 и 25.

Кулачок 25 через толкатель 26, регулировочный болт 27, пружины 28 и 29, тягу 24 и ведомый шпиндель 8 создает переменное осевое нагружение образца 2, которое моделирует переменные низкочастотные напряжения, возникающие в деталях камеры сгорания ДВС при набросе и сбросе нагрузки двигателя. Так как время цикла изменения напряжений зависит от материала детали камеры сгорания ДВС, то с помощью элекродвигателя 39 постоянного тока и редуктора 40 предусмотрено регулирование скорости вращения кулачка 25 с передаточным отношением от образца 1 ° 10 —

3 10, что позволяет проводить испытания как материалов, применяющихся 3 двигателестроении, так и перспективных материалов.

Вращение кулачка 25 связано с задатчиком программ, который обеспечивает нагрев образца 2 электропечами 31 и 32 по заданной программе, что позволяет моделировать изменение температуры в деталях камеры сгорания ДВС при набросе и сбросе нагрузки синхронно с измеением тем пературных напряжений.

Лучистый нагреватель 33, установленный над рабочим сечением 34 образца 2, создает на поверхности образца 2 температурную волну, которая моделирует температурную волну, возникающую на поверхности деталей, составляющих камеру сгорания ДВС. При воздействии температурной волны на рабочее сечение 34 образца 2 в поверхностных слоях последнего возникает волна напряжений.

Кулачок 23, вращаясь совместно с кулачком 25, в зависимости от моделирования на образце 2 наброса или сброса нагрузки двигателя изменяет плечо рычага 18 с изменяемым плечом и мощность лучистого нагревателя 33. В момент, когда

1357746

4 формула изобретения

Составитель A. Аристов

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор В. 5s тяга

Заказ 5503/39 Тираж 776 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открыгии ! I 3035, Москва, Ж вЂ” -35, Раугиская пао., д. 4;5

Г!роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, хл. Проектная, -I

3 происходит наброс нагрузки, кулачок 23 воздействует на рычаг 22, и тяга 21 перемещает тягу 19 в сторону увеличения плеча рычага 18, при этом происходит возрастание амплитуды изгибающих нагружений (фиг. 6). Одновременно рычаг 22 воздействует на кнопочный переключатель 35, и лучистый нагреватель 33 работает с максимальной мощностью. При сбросе нагрузки кулачок 23 отпускает рычаг 22, пружина

20 возвращает тягу 19 в положение меньшего плеча, уменьшая амплитуду изгибающих нагружений, а кнопочный переключатель 35 через набор сопротивлений уменьшает мощность лучистого нагревателя, что приводит к уменьшению амплитуды температурной волны и волны напряжений.

Стенд для испытания на термомеханическую усталость материала камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, включающий образец испытываемого материала, нагреватель, приводной электродвигатель и пружинно-кулачковый механизм нагружения образца чистым изгибом, связанный с приводным электродвигателем, отличающийся

10 тем, что, с целью повышения достоверности испытаний, стенд дополнительно содержит связанные между собой рычаг с изменяющимся. плечом и пружинно-кулачковый механизм растяжения сжатия и второй приводной элекродвигатель, причем механизм растяжения сжатия связан с образцом испытываемого материала.