Стенд для ресурсных испытаний упругих муфт
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в конструкциях испытательных стендов. Устройство содержит расположенный на станине электродвигатель, соединенный с помощью муфты с приводным валом, исполнительный карданный шарнир с полой крестовиной для закрепления испытываемого карданного шарнира, нагружатель статического момента, подвижную рамку, соединенную со станиной тягой переменной длины и установленную в опорах с осью, проходящей через центр вращения крестовины. Дополнительно стенд снабжен дисбалансом, закрепленным на свободном конце вала, при этом свободный конец подвижной рамки соединен последовательно через упругий элемент и тягу переменной длины, например резьбовую стяжку, со станиной. Технический результат - снижение энергозатрат при стендовых испытаниях. 1 ил.
Изобретение относится к испытательным машинам и стендам общего машиностроения, а именно к стендам с замкнутым силовым контуром.
Известны стенды для ресурсных испытаний силовых узлов (а.с. СССР №970169, G01M 13/00, 1982 г., а также [1]), содержащие расположенный на станине электродвигатель; приводной вал, соединенный с электродвигателем посредством муфты; исполнительный карданный шарнир с полой крестовиной, в сборе с игольчатыми подшипниками и вилками, для закрепления на нем испытываемого карданного шарнира; нагружатель статического момента, состоящий из рычагов, связанных между собой резьбовыми стяжками на шарнирах; подвижную рамку, связанную со станиной тягой переменной длины и установленную в опорах с осью, проходящей через центр вращения крестовины.
За прототип выбран стенд [1].
Недостатками известного стенда являются неполное моделирование эксплуатационных режимов работы упругих муфт и большие энергозатраты. Общеизвестно, что упругие муфты, используемые для соединения валов, работающих в условиях перекосов, имеют переменные характеристики угла излома. Это связано с различными конструктивными особенностями механизмов и их режимами эксплуатации. Величина угла излома должна моделироваться на стенде в условиях, приближенных к эксплуатационным. Поэтому наличие переменного угла излома с постоянной амплитудой при ресурсных стендовых испытаниях приводит к снижению точности результатов испытаний. Вместе с тем наличие на стенде специального привода для моделирования угла излома приводит к большим энергозатратам, поскольку его использование осуществляется большим количеством последовательно включенных в цепь механизмов.
Цель изобретения - снижение энергозатрат при стендовых испытаниях упругих муфт и повышение точности испытаний за счет совместного введения дисбаланса, создающего вертикальные колебания подвижной рамки и дополнительного упругого элемента с известной жесткостью, соединяющего последовательно с резьбовой стяжкой свободный конец подвижной рамки и станину.
Указанная цель достигается тем, что в стенде для ресурсных испытаний упругих муфт, содержащем расположенный на станине электродвигатель; приводной вал, соединенный с электродвигателем посредством муфты; исполнительный карданный шарнир с полой крестовиной, в сборе с игольчатыми подшипниками и вилками, для закрепления на нем испытываемого карданного шарнира; нагружатель статического момента, состоящий из рычагов, связанных между собой резьбовыми стяжками на шарнирах; подвижную рамку, связанную со станиной тягой переменной длины и установленную в опорах с осью, проходящей через центр вращения крестовины; на свободном конце вала установлен дисбаланс, создающий вертикальные колебания подвижной рамки, и совместно с ним дополнительный упругий элемент, выполненный, например, в виде пружины с известной жесткостью, и при этом свободный конец подвижной рамки соединен последовательно со станиной через упругий элемент и тягу переменной длины.
На чертеже изображена кинематическая схема стенда.
Стенд содержит испытываемый карданный шарнир 1, исполнительный карданный шарнир 2, приводной вал 3, установленный в подшипниках неподвижной опоры 4 и соединенный посредством муфты 5 с электродвигателем 6, нагружатель статического момента, состоящий из резьбовых стяжек 7, связанных одной стороной через рычаги 8 и вал 9 трубчатого сечения с вилкой исполнительного карданного шарнира, а другой стороной через рычаги 10 и приводной вал 3 с вилкой испытываемого карданного шарнира, вал 11, соединяющий вилки испытываемого и исполнительного карданных шарниров с подвижной рамкой 12, установленной в опорах 13, на свободном конце вала 11 закреплен дисбаланс 14, причем подвижная рамка связана со станиной 15 тягой переменной длины, например, резьбовыми стяжками 16, через упругий элемент 17.
Стенд работает следующим образом.
Резьбовыми стяжками создается усилие на концах рычагов нагружателя. С одной стороны усилия от резьбовых стяжек 7, расположенных в плоскости, перпендикулярной приводному валу 3, передаются через рычаги 8 в виде крутящего момента валу 9 трубчатого сечения и через него - одной из вилок исполнительного карданного шарнира 2, потом через полую крестовину - другой вилке исполнительного шарнира и связанной вилке испытываемого карданного шарнира 1. С другой стороны усилия от резьбовых стяжек 7 передаются через рычаги 10 в виде крутящего момента части приводного вала 3, расположенной между нагружателем и второй из испытываемых вилок карданного шарнира 1, замыкание крутящего момента производится на испытываемом карданном шарнире. Двигатель сообщает вращательное движение элементам силового контура. Дисбаланс 14, закрепленный на свободном конце вала 11, вызывает вертикальные колебания подвижной рамки, характеристика которых обеспечивается последовательно соединенным упругим элементом 17 и тягой переменной длины 16. Масса дисбаланса, его эксцентриситет, жесткость упругого элемента подобраны таким образом, чтобы частота и амплитуда создаваемых колебаний соответствовали эксплуатационным режимам испытаний. Величина крутящего момента в силовом контуре может быть определена с помощью измерительных звеньев, установленных на валу.
Таким образом, на стенде моделируются эксплуатационные условия работы упругих муфт с высокой точностью.
Источники информации
1. Сигаев А.М. Стенды для ресурсных испытаний силовых узлов. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2001. - №5. - С.30-31.
2. Стенд для испытания карданных шарниров. А.с. СССР №970169, G01M 13/00, опубл. 30.10.82, бюл. №40.
Стенд для ресурсных испытаний упругих муфт, содержащий расположенный на станине электродвигатель, приводной вал, соединенный с электродвигателем посредством муфты, исполнительный карданный шарнир с полой крестовиной, в сборе с игольчатыми подшипниками и вилками, для закрепления на нем испытываемого карданного шарнира, нагружатель статического момента, состоящий из рычагов, связанных между собой резьбовыми стяжками на шарнирах, подвижную рамку, связанную со станиной тягой переменной длины и установленную в опорах с осью, проходящей через центр вращения крестовины, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат при испытаниях, стенд снабжен дисбалансом, закрепленным на свободном конце вала, и при этом свободный конец подвижной рамки соединен последовательно через упругий элемент и тягу переменной длины, например резьбовую стяжку, со станиной.
