Машина для испытания гидроамортизаторов

 

Использование: машиностроение, атомные электростанции (АЭС), а также заводы, изготавливающие гидроамортизаторы АЭСо Сущность: машина содержит силовую раму 3 с устройством для закрепления одного из концов амортизатора 1, гидроцилиндр 4 с направляющими о Шток гидроцилиндра имеет устройство для закрепления другого конца амортизатора 1. В направляющих выполнены камеры 8, представляющие

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

По ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫтИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

1 (21) 4688259/28 (22) 13.03..89 (46) 07.05 92. Бюл. М 17 (71) Специальное конструкторское бюро испытательных машин Производственного обьединения "Точмашприбор" (72) В.В. Богуцкий и А.Т. Оганесян (53) 621.567.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 1486847; кл. G 01 M 17/04, 1986.

2. SANWA TEKKI REVISED PROPOSAL

OFTESTENG APPARA7US. — Narubeni Corporation, Токио, Япония, 1982, 1 . 10.

„.80„„17З2219 А 1 (51)5 G 01 М 17/04//F 16 F 5/00

2 (54) ИАИИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОАИОРТИЗАТОРОВ (57) Использование: машиностроение, атомные электростанции (АЗС), а .также заводы, изготавливающие гидроамортизаторы АЭС. Сущность! машина содержит силовую раму 3 с устройством для закрепления одного из.концов аморти" затора 1, гидроцилиндр 4 с направляющими. Йток гидроцилиндра 4 имеет устройство для закрепления другого конца амортизатора 1. В направляющих выполнены камеры 8, представляющие

1732219 собой гидростатические подшипники| камеры 8 и и разгрузочные канавки 9. Последние, кумуляторы соединены со сливной магистралью, а гистралью.

I пневмогидравлические а к14 - с нагнетающей ма1 ил, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на атомных электростанциях и на заводах, изготавливающих гидроамортизаторы для .АЭС.

Известен стенд для испытания амор тизаторов, содержащий основание, закрепленные на нем колонны с направляющими, установленные на колоннах подвижную и неподвижную траверсы с захватами для закрепления концов gg испытуемых амортизаторов, гидравлический силовозбудитель с поршнем. В подвижной траверсе выполнены окна, стенд снабжен установленной на направляющих колонн между неподвижной и подвижной траверсами дополнительной подвижной траверсой, имеющей на торцах захваты, один из которых со стороны неподвижной траверсы пред назначен для закрепления конца штока одного из испытуемых амортизаторов, а другой - для закрепления конца цилиндра другого испытуемого амортизатора, а также закрепленной на поршне силовозбудителя платформой для периодического взаимодействия с подвижной траверсой и проходящими через окна последней тягами, концы которых связаны соответственно с платформой и дополнительной подвижной травер- 40 сой (1 .

Недостатком стенда является то, что он не обеспечивает специфики испытания гидроамортизаторов АЭС, которые (амортизаторы) должны воспринимать очень большие нагрузки при резких толчках (необходимо обеспе.чить эти нагрузки и резкое изменение скорости), и в то же время не оказывать практически сопротивления при медленных перемещениях, В этом случае необходимо с достаточной точностью замерять малые нагрузки.

Наиболее близко4предлагаемой является машина для испытания гидроаморти55 заторов, на которой испытуемый амар" тизатор закрепляется в захватных приспособлениях между траверсой рамы нагружающего устройства и штоком гидроцилиндра и нагружается усилием, создаваемым гидроцилиндром. Последний выполнен с манжетными уплотнениями. Определение нагрузки осуществляется по замеру разности давлений в полостях гидроцилиндра.

При работе машины н режиме исRblTBHvIR гидроамортизатора на просадку, т.е, на реакцию гидроамортизатора на резкие толчки, требуется кратковременное воздействие большим усилием. Установленная мощность гидропривода известной установки выбрана с расчетом обеспечения максимального усилия и используется не рационально, так как практически гидросистема высокого давления большей частью работает на слив.

Недостатками являются наличие значительных сил трения в манжетных уплотнениях гидроцилиндра и большая приводная мощность, используемая не эффективно. Из-за наличия значительных сил трения в манжетных уплотнениях гидроцилиндра точный замер малых нагрузок на амортизаторе не обеспечивается, испытания приходится вести в два приема. Сначала осуществляется замер суммарного усилия сопротивления гидроамортизатора и цилиндра .машины, а затем отдельно сопротивления гидроцилиндра, из первой величины вычитают вторую., Такой метод дает погрешность 30"! и более по сравнению с истинной нагрузкой на гидроамортизаторе.

Установленная мощность выбрана с учетом обеспечения максимальной скорости плунжера, которая требуется в течении очень короткого промежутка времени, и поэтому мощность привода используется не рационально.

Целью изобретения являются повышение точности измерения нагрузки и снижение приводной мощности.

Указанная цель достигается тем, что в известной машине, содержащей силовую раму с устройством для закрепления одного из концов амортизатора, гидроцилиндром с направляющими и

5С

5

17 поршнем со штоком и размещенным на конце последнего устройством для закрепления другого конца амортизатора, устройство для измерения нагрузки и перемещения и гидропривод, включающий насосную станцию, сливную и нагнетающую магистрали и управляющее устройство, в направляющих выполнены камеры, представляющие собой гидростатические подшипники и соединенные с нагнетающей магистралью, и разгрузочные канавки, соединенные со сливной магистралью и отделяющие камеры от рабочих полостей гидроцилиндра, машина снабжена пневмогидравлическими аккумуляторами, соединенными с нагнетающей магистралью, объем Vö„ которых выбран из соотношения

1S.

V -- —, где S — площадь поршня

0,12 гидроцилиндра, см ; 1 - максимально возможная величина присадки гидроамортизатора, см, Канавки препятствуют проникновению жидкости под высоким давлением из рабочих полостей гидроцилиндра в камеры подшипников, что значительно повышает эффективность работы последних. Это позволяет определить нагрузки, прикладываемые к испытывае мому гидроамортизатору, с высокой точностbK. путем замера величины давления в рабочих полостях гидроцилиндра и проводить весь цикл испытаний без снятия гидроамортизатора с машины„

Так -как испытание амортизатора производится последовательно в двух направлениях (на растяжение и на сжатие), то электрогидравлический усилитель, работающий по командам с пульта управления, соединяет магистраль высокого давления то с одной рабочей полостью гидроцилиндра, то с другой. Производительность гидропривода, а следовательно, и приводная мощность выбрана таким образом, чтобы обеспечить испытания на сопротивление холостого хода амортизатора, которые проводятся при малых скоростях перемещения штока гидроцилиндра.

-В случае испытания гидроамортизатора на просадку требуется на порядок большая скорость перемещения штока, но на очень ограниченном отрезке перемещения, так как при больших скоростях в амортизаторе срабатывает клапан,. он останавливается, воспринимая мак

32219

6 симальную нагрузку. Требуемая в этом случае большая скорость на малом перемещении обеспечивается за счет п не вмогидра вличес ких а ккумуляторов, емкость которых выбирается так, чтобы при испытаниях íà просадку до закрытия клапана амортиза- тора они разрядились незначительно, сохраняя высокое давление, так что после остановки штока давление в магистрали практически мгновенно дос° тигает требуемого для создания максимального усилия значения, электрогидравлический преобразователь, управляемый обратной связью по усилию, обеспечивает подачу в гидроцилиндр жидкости, в количестве, лишь обеспечивающем компенсацию утечек. Осталь" ная жидкость идет на дозарядку аккумуляторов до первоначального давления.

После выдержки амортизатора под нагрузкой она плавно снимается, цикл повторяется в другую сторону. С целью обеспечения максимальных скоростей перемещения штока и быстрого воспроизведения максимальной нагрузки при испытаниях гидроамортизатора на просадку требуемый объем пневмо" гидравлических аккумуляторов опреде1S ляется условием V „

Такое соотношение обеспечивает падение давления в напорной магистрали не более 204, а последнее обеспечивает практически мгновенное значение предельной нагрузки на амортизаторе при хорошей управляемости машины с электрогидравлическим преобразователем.

На чертеже изображена гидрокине" матическая схема машины для испыта" ния гидроамортизаторов.

Иашина содержит амортизатор 1, пальцы 2, силовую раму 3 с захватными Устройствами, гидроцилиндр 4, наосо 5, электрогидравлический усилитель 6, дроссели 7 гидростатических подшипников, через которые жидкость подаетсяв их рабочие камеры 8., разгрузочные канавки 9, втулки 10, датчики перемещения 11, датчик давления 12, пе-. репада давления 13, пневмогидравли" ческие аккумуляторы 14, распределительные золотники 15 и 16..

Испытываемый амортизатор 1 с помощью пальцев 2 закрепляется в аах17322 ватных устройствах, связанных с силовой рамой 3 и гидроцилиндром 4..

Рабочая жидкость от насоса 5 подает-, ся к электрогидравлическому усилите- .

5 лю 6 и к дросселям 7 гидростатических подшипников. Через дроссели 7 жидкость подается в рабочие камеры 8 подшипников, давление в которых удер живает шток на жидкостно" подушке,,10 что практически исключает трение.

Разгрузочные канавки 9 препятствуют распространению высокого давления из рабочих полостей гидроцилиндра в камеры 8. 15

Электрогидравлический усилитель

6 управляется электрическими сигналами с пульта управления и регулирует подачу жидкости через каналы 1О во втулках в рабочие полости гидроцилиндра 4, вызывая перемещение штока и создавая через шток нагрузку на испытываемый амортизатор. Управление усилителем 6 осуществляется с помощью сигнала обратной связи, получаемого с датчика 11 перемещения, закрепленного внутри штока гидроцилиндра, или с датчиков l2 давления.

Измерение. прикладываемого к гидроамортизатору усилия осуществляется З0 с помощью датчиков 12 давления или датчика 13 перепада давления, соединенных с рабочими полостями гидроцилиндра. Для измерения больших нагру- зок используются датчики 12 давления, сигналы которых алгебраически складываются. Для измерения малых нагрузок используется дифФеренциальный датчик 13 давления.

Распределительные золотники 15 40 служат для отключения диФференциального датчика 13 давления при испытаниях гидроамортизаторов с большими нагрузками, чтобы оградить при этом диФФеренциальный датчик 13 от дейст- 45 вия больших перепадов давления.

Распределительный золотник 16 служит для регулирования подачи давления к диФФеренциальному датчику 13. так как испытания. является двухсто- 50 ронними, а диФФеренциальный датчик работает односторонне, т.е. максимальное давление должно всегда подаватьсе в одну полость, а минимальноев другую.. ПОдачу максимального давле- 55 ния в соответствующую полость датчика 13 обеспечивает золотник 16.

Д я обеспечения больших скоростей1 перемещения штока гидроцилиндра к

19 8 подводящей гидромагистрали подсоеди- нены пневмогидравлические аккумуляторы 14.. При максимальном открытии в одну сторону усилителя 6 а ккумуляторы, частично разряжаясь, восполняют недостающую часть требуемого расхода рабочей жидкости. Объем аккумуляторов выбирается таким, чтобы они могли, не снижая значительно давления, обеспечить на коротком отрезке большую скорость штока без значительной потери усилия. Это позволяет значительно снизить мощность привода машины, рассчитывая его так, чтобы он обеспечивал лишь испытания холос.того хода амортизаторов, где скорости невелики, и расход,. потребляемый гидростатическими подшипниками.

Наличие разгрузочных канавок в гидростатических.подшипниках значительно повышает эФФективность работы последних, управляемость машины и точностЬ определения прикладываемых к испытываемому амортизатору нагрузок.

Машина работает следующим образом.

Испытываемый амортизатор 1 устанавливается в захватные устройства и закрепляется с помощью пальцев 2.

Производится испытание на сопротивление холостого хода. На пульте управления устанавливается требуемое значение скорости перемещения (обычно О,Р мм/с), команда с пульта передается электрогидравлическому усилителю 6 и последний поддерживает заданную скорость перемещения штока гидроцилиндра на протяжении полного хода амортизатора в одном направлении, потом в обратном до среднего положения, а затем то же самое в другую сторону от среднего положения. Все это время визуально на силоизмерителе пульта управления ведется наблюдение за величиной усилия сопротивления движению гидроамортизатора, которое не должно превышать определенной величины. В противном случае амортизатор выбраковывается. Р этом случае усилие замеряется с помощью датчика 13 перепада давления. При Ътом испытании распределительные золотники 15 открыты и пропускают жидкость к золотнику 16, который регулирует поступление жидкости из полостей гидроцилиндра к датчику 13 в зависимости от направления движения плунжера.

При этом испытании требуется наибо9 173 лее точный замер величины усилия сопротивления при сравнительно малой его абсолютной величине„

Вторым испытанием является испытание амортизатора на скорость,при которой происходит за крытие клапана, При этом распределительные золотники

15 отключают подачу жидкости к дифференциальному датчику 13, а замер усилия осуществляется с помощью датчиков 12. Электрогидравлический усилитель о по соответствующей команде с пульта управления таким образом регулирует подачу жидкости в гидроцилиндр, что обеспечивает линейное возрастание скорости перемещения штока от заданной начальной величины. При достижении достаточной скорости клапан в гидроамортизаторе закрывается, прекращая перемещение штока. Скорость, при которой произошло закрывание клапана, фиксируется на показывающем устройстве пульта управления. Эта скорость должна лежать в определенных пределах (обычно

1-3 мм/с). В противном случае амортизатор выбраковывается . Испытание проводится в одном и другом направлениях движения.

Третьим видом испытания является испытание на просадку при максимальной нагрузке. В этом случае, как и в предыдущем, датчик 13 отключен, а замер усилия производится датчиками

12. По сигналу с пульта управления электрогидравлический усилитель обеспечивает большую скорость перемещения штока цилиндра (до 25 мм/с). Если при первых двух видах испытаний соответствующая скорость перемещения обеспечивалась расходом жидкости, пода" ваемым насосом 5, то при третьем этого расхода явно не хватает. Чтобы не увеличивать мощность насосного агрегата, здесь к электрогидравлическому преобразователю присоединены пневмогидравлические аккумуляторы 14, взаимодействуя с которыми, усилитель обеспечивает требуемую скорость движения плунжера. При быстрой скорости движения штока клапан гидроамортизатора резко закрывается, нагрузка на гидроамортизатор быстро достигает максимальной для данного типа величины (это также обеспечивается соответствующим управляющим электричес2219 ким сигналом с пульта), амортизатор:.. под этой нагрузкой выдерживается за данный интервал времени. За это время

S аккумуляторы 14 заряжаются до начальной величины. Просадка гидроамортизатора, величина которой замеряется датчиком 11 перемещения, не должна превышать определенной для данного

10 типа величины. В противном случае амортизатор бракуется. После выдержки под нагрузкой последняя плавно снимается, амортизатор возвращается в исходное положение, и испытание повторяется в другую сторону.

Проведение всех трех видов испы" таний производится с одной установ" кой амортизатора на машину и с минимальной затратой энергии. .2С

Формула изобретения

Машина для испытания гидроаморти" заторов, содержацая силовую раму с

2. устройством для закрепления одного из концов амортизатора, гидроцилинд" ром с направляющими и поршнем со што" ком и размещенным на конце последнего устройством для закрепления друго"

3(го конца амортизаТора, устройство для измерения нагрузки и перемещения и гидропривод, включающий насосную станцию, сливную и нагнетающую магистрали и управляющее устройство, отличающаяся тем, что, с .целью повышения точности измерения нагрузки и снижения приводной мощности, в направляющих выполнены камеры, представляющие собой гидроста4t тические подшипники и соединенные с нагнетаюц|ей магистралью, и разгрузочные канавки, соединенные со слив" ной магистралью и отделяющие камеры от рабочих полостей гидроцилиндра, 45 а машина снабжена пневмогидравличес" кими аккумуляторами, соединенными с нагнетающей магистралью, объем Ч которых выбран из соотношения

1 S

0,12 где-S .- площадь поршня гидроцилиндра, см ;

1 " максимально возможная вейичи" на просадки гидроамортизатора, см.