Стенд для неразрушающего контроля приводных ремней

 

Изобретение относится к испытательным машинам и стендам. Задачей изобретения является повышение точности измерения параметров ремней, определяющих их работоспособность и долговечность: упруго-диссипативных характеристик и стабильности размеров поперечного сечения по длине. Стенд содержит 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. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательным машинам и стендам и предназначено для неразрушающего контроля приводных ремней.

Известен стенд для испытания ремней, содержащий ведущий и ведомый шкивы, охватываемые испытываемым ремнем, приводной электродвигатель, кинематически связанный с ведущим шкивом и натяжным устройством [1, с. 201].

Испытания на указанном стенде проводятся при вращающемся ремне без передачи полезного крутящего момента.

Качественная характеристика ремня оценивается по количеству циклов вращения до момента разрушения ремня.

Известны стенды для испытания ремней, реализующие передачу мощности прямым потоком или с замкнутым контуром [1, с. 174].

Качественная характеристика ремня также оценивается по длительности испытаний до момента разрушения ремня.

Перечисленные типы стендов обладают существенными недостатками, заключающимися в большой продолжительности испытаний и невозможности использования испытанных ремней для дальнейшей эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения динамических упруго-вязких характеристик ремней [2, с. 27], определяющих в конечном счете их работоспособность и долговечность.

Устройство содержит два шкива, расположенные в вертикальной плоскости, на которые надевается испытуемый ремень, узел статического нагружения, силовозбуждающее устройство и блок регистрации свободных затухающих колебаний ремней.

Испытания проводятся на неподвижном ремне путем анализа частоты и амплитуды свободных затухающих колебаний, возникающих в ремне при мгновенном разгружении от действия дополнительной массы (силовозбуждающее устройство), действующей по линии натяжения ремня.

Недостатком указанного устройства являются большая погрешность измерений, обусловленная нестабильностью упруго-диссипативных свойств ремней при свободных колебаниях, и относительно большая погрешность средств измерений, обусловленная формой сигнала, подлежащего анализу и, как следствие, неточная оценка качества ремней.

Цель изобретения - повышение точности оценки качества ремней без разрушения ремня путем снижения погрешности измерения упруго-диссипативных свойств ремней.

Эта цель достигается тем, что стенд, содержащий два вертикально расположенных шкива, снабжен рычагом, один конец которого связан с нижним шкивом, а другой имеет ось качания. На рычаге установлена подвижная опора регулируемого силовозбуждающего устройства, выполненного в виде центробежного вибратора, связанного с регулируемым приводом через промежуточный вал с упругими муфтами. Верхний шкив связан с приводом через дополнительную передачу. Рычаг связан с устройством подъема - опускания.

На чертеже представлена кинематическая схема стенда для неразрушающего контроля ремней.

Стенд содержит основание 1, на котором установлена стойка с направляющими 2, по которой при помощи винта 3 перемещается ось с верхним испытательным шкивом 4, на который надевается испытуемый ремень 5. Положение оси шкива фиксируется при помощи фиксатора 6. Нижний испытательный шкив 7 закреплен на рычаге 8, другой конец которого закреплен на оси 9 с парой подшипников.

Узел статического нагружения состоит из подвески 10 и набора грузов 11. Здесь же расположен центробежный вибратор 12, получающий вращение через вал 13 с упругими муфтами 14 от регулируемого электродвигателя 15. Частота вращения двигателя контролируется при помощи датчика 16 и перфорированного ферромагнитного диска 17, закрепленного на оси двигателя. Амплитуда колебаний нижнего шкива измеряется при помощи виброметра и датчика 18, установленного на рычаге 8. Для подъема и опускания нижнего шкива вместе с рычагом и грузами служит пневмоцилиндр 19. Прокручивание испытуемого ремня осуществляется при помощи электродвигателя 20 и вспомогательной ременной передачи 21.

Испытания проводят в следующей последовательности. При помощи пневмоцилиндра 19 приподнимают рычаг 8 с нижним шкивом 7. Надевают испытуемый ремень 5 на шкивы, после чего рычаг опускают и ремень оказывается свободно подвешенным на двух шкивах.

Подбором грузов 11 задают необходимое статическое натяжение ремня. Включают привод 20, прокручивают ремень и по показаниям виброметра определяют колебание межцентрового расстояния ремня, позволяющего судить о стабильности размеров его поперечного сечения по всей длине. Привод 20 выключают и включают привод 15, затем, увеличивая частоту вращения, наблюдают за показаниями виброметра. При совпадении частоты собственных колебаний ремня и частоты возмущающей силы вибратора наблюдается резкое увеличение амплитуды колебаний нижнего шкива, значение которой, а также величину резонансной частоты фиксируют на блоке измерения. Упруго-диссипативные характеристики определяют по формулам: где E', E'' - соответственно вещественная и мнимая составляющие комплексного динамического модуля Юнга, МПа; m - приведенная масса колеблющейся системы, кг; l - расстояние между центрами испытательных шкивов с надетым ремнем, мм; S - площадь поперечного сечения ремня, мм²; n_р - значение резонансной частоты, мин^-1; A - амплитуда динамической деформации ремня при резонансе, мм.

По совокупности полученных количественных характеристик делается вывод о качестве ремня.

Применение стенда по данному изобретению позволяет обеспечить достаточную точность измерений упруго-диссипативных свойств ремня и стабильность размеров его поперечного сечения по всей длине, что повышает точность оценки качества ремней, дает количественную оценку качества без разрушения последнего.

Формула изобретения

1. Стенд для неразрушающего контроля приводных ремней, содержащий два вертикально расположенных шкива, узел статического нагружения, силовозбуждающее устройство и блок измерения амплитуды и частоты колебаний нижнего шкива, отличающийся тем, что верхний шкив кинематически связан с приводом через дополнительную передачу, а нижний шкив установлен на конце рычага, второй конец которого имеет ось качания, а силовозбуждающее устройство выполнено в виде центробежного вибратора, подвижная опора которого установлена на рычаге, а эксцентричная масса соединена через промежуточный вал с упругими муфтами с регулируемым приводом.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что рычаг снабжен устройством подъема-опускания.

РИСУНКИ

Рисунок 1