Нагружающее устройство для обкатки и испытания элементов машин

Авторы патента:

G01M13/02 - испытание передаточных механизмов (определение КПД G01L)

Владельцы патента RU 2477848:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Власов Павел Андреевич (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано в стендах замкнутого контура при обкатке и испытании элементов машин. Устройство содержит два нагружателя инерционного типа с присоединительными валами. При этом вал каждого нагружателя вращается в опорах и жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги, на концах которых расположены шарниры поворота и скольжения, а между ними и роликом на рычагах имеются шарниры поворота для соединения каждого рычага с криволинейными рычагами и последующим соединением их посредством шарниров с фигурными рычагами и грузами, расположенными на линии, проходящей через центр ролика. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей нагружения и уменьшении затрат энергии на привод стендов. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и ремонту машин, а именно к испытательным и обкаточным стендам.

Обкатка и испытание сборочных единиц в машиностроении и при их ремонте - заключительные операции, выявляющие качество сборки и ремонта узлов и агрегатов технических систем (зубчатые передачи, редукторы, муфты, карданные валы, валы и др.)

Обкатка и испытание должны проходить без нагрузок и под нагрузкой. При обкатке под назначенной нагрузкой в виде крутящих моментов происходит интенсивная приработка подвижных сопряжений, представляющая собой процесс изменения физико-механических свойств поверхностей сопрягаемых деталей и достижения оптимальной шероховатости.

Обкатка и испытание элементов машин позволяют проверить надежность их работы с ее многообразием показателей как в условиях производства, так и в условиях эксплуатации, чтобы уменьшить число отказов при их работе.

Особенно важное значение играют обкатка и испытание с применением продолжительно действующей нагрузки, например крутящего момента, приближенного к условиям эксплуатации на данной машине.

В этом случае возникает проблемная ситуация - противоречие: когда обкатка и испытание под нагрузкой продолжительные, то произойдет нужная приработка, будет достигнута оптимальная шероховатость трущихся поверхностей - это хорошо; а плохо то, что возрастают энергетические затраты, т.е. приработка и испытания при изготовлении и ремонте стали высокоэнергозатратными.

Известны нагружающие устройства [Машины и стенды для испытания деталей / Под ред. Д.Н.Решетова. - М.: «Машиностроение», 1979. - С.71…73], позволяющие проводить обкатку и испытания под нагрузкой с использованием замкнутого контура.

Для этого созданы различные нагружающие устройства (нагружатели), в том числе и с использованием сил инерции для создания нагрузки в виде крутящего момента в замкнутом силовом контуре.

Недостатки всех конструкций состоят в том, что применение их возможно только в замкнутом силовом контуре со сложным устройством, а затраты энергии на привод остаются большими. Кроме того, в силовом контуре требуется установка испытуемого элемента и технологического элемента для выравнивания угловых скоростей в контуре, например, при испытании коробок передач.

В качестве прототипа можно предложить нагружатель для замкнутого силового контура [а.с. 1709188 А1, Бюл. №4 от 30.01.1992], который содержит присоединительные валы, две зубчатые рейки, на концах которых расположены грузы, отклоняющие под действием центробежных сил зубчатые рейки от оси вращения валов, преодолевая сопротивление пружин, поворачивают зубчатое колесо, сидящее на одном из валов, в противоположном направлении относительно стакана, сидящего на втором валу, создавая тем самым нагружающий момент в контуре стенда.

Применение такого типа нагружателя требует также значительных затрат энергии на привод замкнутого контура за счет потерь в замыкающих редукторах, соединительных муфтах, технологическом редукторе и самом нагружателе.

Для устранения вышеперечисленных недостатков предложен способ нагружения по патенту №2237235, C27 G01M 13/02, Бюл. №27 от 27.09.2004, но до настоящего времени технического решения на реализацию этого способа нет.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение перечисленных недостатков и реализацию этого способа путем создания инерционного нагружающего устройства, которое состоит из двух инерционных нагружателей и за счет вращения при испытании вышеупомянутых узлов создает на входном валу испытуемого элемента (первый нагружатель) и выходном валу (второй нагружатель) испытуемого элемента противоположно направленные крутящие моменты, т.е. для создания крутящего момента в испытуемом элементе необходимо нагружающее устройство, состоящее из двух нагружателей, один присоединяется к входному валу испытуемого элемента, а второй - к выходному валу того же испытуемого элемента. Если на входном валу испытуемого элемента крутящий момент, создаваемый первым нагружателем, будет направлен по направлению его вращения на машине, то на выходном валу испытуемого элемента крутящий момент от второго нагружателя будет направлен против направления его вращения на машине.

На фиг.1а изображена принципиальная схема первого нагружателя нагружающего устройства, состоящего из электромотора 1, муфты 2, соединяющей вал электромотора с валом первого нагружателя 3. Вал нагружателя 3 вращается в опорах 4 и жестко закреплен с роликом 5, к которому жестко прикреплены диаметрально противоположно рычаги 6. На концах рычагов 6 расположены шарниры 7 поворота и скольжения. На рычагах 6 между шарниром 7 и роликом 5 (примерно посередине) имеются шарниры поворота 8, которые соединяют рычаг 6 с криволинейным рычагом 9. Криволинейный рычаг 9 с помощью шарнира поворота 10 соединен с фигурным рычагом 11, который может скользить в шарнире 7, а другим концом 12 жестко закреплен с грузом 13. Грузы расположены на одной линии, проходящей через центр ролика 5.

На фиг.1б изображена принципиальная схема второго нагружателя нагружающего устройства, представляющего собой копию первого нагружателя, повернутого относительно линии действия инерционных сил грузов на 180°.

Нагружающее устройство работает следующим образом. При вращении вала 3 первого нагружателя (фиг.1а) присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 9 и 11, а также грузы 13 под действием центробежных сил создают силы инерции Fи. Сила Fи посредством рычага 11, действуя на шарнир 10, рычагом 9 поворачивает концы рычагов 6 относительно вала 3 по часовой стрелке, создавая крутящий момент Мкр.

При вращении вала 3 второго нагружателя (фиг.1б), соединенного с валом 3 первого нагружателя валами испытуемого элемента (показано штрихпунктирной линией), присоединенные к нему через ролик 5 рычаги 6, 9 и 11, а также грузы 13 под действием центробежных сил создают силы инерции Fи. Сила Fи посредством рычага 11, действуя на шарнир 10, рычагом 9 поворачивает концы рычагов 6 относительно вала 3 против часовой стрелки, создавая также крутящий момент Мкр.

Эти моменты, создаваемые первым и вторым нагружателями, должны быть одинаковыми, тогда находящийся между нагружателями испытуемый элемент будет находиться под нагрузкой крутящим моментом, равным сумме крутящих моментов от первого и второго нагружателей.

Нагружающее устройство для испытания и обкатки элементов машин, содержащее присоединительные валы и грузы, отличающееся тем, что оно состоит из двух нагружателей инерционного типа, которые при вращении создают на входном валу испытуемого элемента первым нагружателем и выходном валу того же испытуемого элемента вторым нагружателем, противоположно направленные одинаковые крутящие моменты за счет того, что вал каждого нагружателя вращается в опорах, и жестко закреплен с роликом, к которому прикреплены диаметрально противоположно рычаги, на концах которых расположены шарниры поворота и скольжения, а между ними и роликом на рычагах имеются шарниры поворота для соединения каждого рычага с криволинейными рычагами и последующим соединением их посредством шарниров с фигурными рычагами, и грузами, расположенными на линии, проходящей через центр ролика.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в испытательной технике, а именно в стендах для испытания машин, механизмов, валов, агрегатов, приводов и т.п.

Стенд для испытания трансмиссий // 2474803

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для проведения испытаний узлов хвостовой части трансмиссий вертолетов. .

Способ диагностики механических трансмиссий // 2427815

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для диагностики механических трансмиссий горных и технологических машин. .

Способ и устройство контроля механизма // 2423716

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах контроля ветряных двигателей. .

Нагружающее устройство // 2410660

Изобретение относится к испытательной технике. .

Роликовая модель зубчатой передачи // 2406988

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при исследованиях работы зубчатых передач, преимущественно низкоскоростных.

Роликовая модель зубчатой передачи // 2400720

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при исследованиях работы зубчатых передач. .

Способ испытаний шарнирных устройств механических систем // 2394218

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения моментов сопротивления в шарнирных устройствах механических систем космических аппаратов.

Роликовая модель зубчатой передачи // 2392600

Модель зубчатого колеса // 2387971

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях процессов массопереноса пластичного смазочного материала при работе зубчатых передач, в частности процессов регенерации пластичного смазочного материала на рабочих поверхностях зубьев.

Стенд для испытания зубчатых передач по замкнутому силовому контуру // 2478922

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания механических передач, и может применяться, в частности, для испытания зубчатых передач при их изготовлении или в процессе эксплуатации

Роликовая модель зубчатой передачи // 2485469

Стенд для испытания динамической нагрузки // 2487332

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для проведения испытаний на действие радиальных нагрузок и переменных вращающих моментов на вращающиеся валы приводов

Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей // 2496611

Способ включает обработку заготовки и измерение ее профиля в двух поперечных сечениях. Для повышения точности до обработки измеряют в двух удаленных друг от друга поперечных сечениях значения биения, размера и профиля базовых и обрабатываемых поверхностей заготовки, при закреплении заготовки на станке фиксируют положение точек измерения относительно зажимных элементов оснастки, а также фактические параметры процесса резания, причем деталь с обработанной поверхностью измеряют в тех же точках и от тех же измерительных баз, что и заготовку, затем по результатам измерения определяют положение оси вращения инструмента и оси зажимных элементов оснастки, и по уменьшению значения диаметра обработанной поверхности относительно настроечного размера режущего инструмента с учетом радиальной составляющей силы резания, рассчитанной для фактических параметров процесса резания, определяют жесткость инструментальной оснастки. 4 ил., 2 табл.

Способ обкатки коробок перемены передач транспортных средств и стенд для его осуществления // 2500996

Изобретение относится к стендовым испытаниям коробок перемены передач тракторов и других транспортных средств. Способ включает многократное циклическое нагружение коробки перемены передач знакопеременной инерционной нагрузкой с реверсивным изменением скорости вращения коробки перемены передач от минимальной до максимальной для данного цикла нагружения. На этапах разгона и торможения используется один и тот же стендовый электродвигатель, работающий либо для генерирования крутящего момента, либо для создания тормозящего крутящего момента. Предлагается также стенд для обкатки коробок перемены передач, реализующий заявленный способ. Технический результат заключается в повышении эффективности обкатки коробок перемены передач транспортных средств и уменьшает затраты электроэнергии на обкатку коробок перемены передач. 2 н. и 8 з.п.ф-лы, 2 ил.

Стенд для испытания зубчатых передач по схеме замкнутого контура // 2509999

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания механических передач, и может быть использовано для испытания зубчатых передач. Стенд содержит привод, входной и выходной валы для установки ведущих и ведомых колес зубчатых передач с одинаковым передаточным отношением соответственно, нагружатель, связанный с валом. Привод и входной вал соединены пальцевой муфтой, на входной и выходные валы установлены ведущие и ведомые колеса двух испытываемых передач соответственно. При этом один из валов выполнен в виде двух полых полувалов, а нагружатель выполнен в виде торсиона и поперечно-свертной муфты, одна полумуфта которой жестко закреплена на внешнем торце одного полого полувала, а вторая ее полумуфта жестко закреплена с выступающим из этого же полого полувала торцом торсиона, который расположен внутри полых полувалов и жестко закреплен одним концом на внешнем торце другого полого полувала. При этом стенд снабжен термометром и диагностической аппаратурой, а привод снабжен датчиком тока и напряжения и устройством для измерения частоты вращения двигателя. Техническим результатом является упрощение конструкции, увеличение объема информации, получаемой в ходе испытаний, а также комплексная оценка факторов, влияющих на потери мощности в зубчатой передаче. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Установка для измерения собственной частоты колебаний роторов силовых гироскопов // 2515424

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения осевой собственной частоты вынужденных колебаний роторов силовых гироскопов. Установка содержит магнитоэлектрические обратные преобразователи, связанные с системой подвеса для установки силового гироскопа, устройство возбуждения колебаний, систему управления работой установки. Также установка оснащена вакуумной камерой с крышкой, магнитоэлектрические обратные преобразователи размещены на корпусе вакуумной камеры, а система подвеса в вакуумной камере. Причем установка оснащена системой вакуумирования камеры и системой терморегуляции полости камеры, размещенной в крышке камеры. При этом система терморегуляции состоит из элементов Пельтье и радиаторов, на которых установлены вентиляторы, элементы Пельтье и приводы вращения вентиляторов имеют возможность соединения с системой управления. 1 з.п ф-лы, 5 ил.

Дифференциальный нагружатель для стенда с механически-замкнутым контуром // 2526224

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке или при испытании зубчатых передач. Устройство содержит станину, соосный шестеренчатый механизм, содержащий выходные валы с фланцами, предназначенные для присоединения к ветвям контура, установленные соосно в корпусе в подшипниковых опорах, связанные между собой парами шестерен зубчатых передач с одинаковым передаточным отношением. При этом выходные валы соединены с возможностью изменения взаимного углового положения одного вала относительно другого. С этой целью устройство снабжено гидроцилиндром, корпус которого шарнирно закреплен на станине стенда, а шток поршня имеет проушину, соединенную осью с ответной проушиной, выполненной на корпусе нагружателя. При этом внешние относительно корпуса соосного шестеренчатого механизма концы выходных валов с фланцами установлены в подшипниковых опорах, закрепленных на станине стенда, так что корпус нагружателя имеет возможность поворота или качательного движения относительно оси выходных валов. Технический результат заключается в возможности регулирования создаваемого нагружающего крутящего момента без остановки стенда независимо от направления вращения валов стенда и от частоты вращения. 2 ил.

Способ испытания роликовой модели зубчатой передачи // 2531853

Изобретением решается задача оптимизации смазывания зубчатых передач пластичными смазочными материалами. Для этого способ испытания роликовой модели зубчатой передачи включает введение роликов во взаимный контакт с приложением к ним радиальной нагрузки, нанесение на рабочие поверхности роликов смазочного материала, приложение по меньшей мере к одному ролику крутящего момента и испытание модели с наблюдением за силой трения между роликами, причем при испытании осуществляют чередование одноразовых циклов возврата вытесненного с рабочих поверхностей роликов смазочного материала обратно на эти поверхности с периодами работы роликов без возврата смазочного материала до получения в конце каждого такого периода предельного значения силы трения, равного задаваемому единовременно на все время испытания, при этом путем варьирования изменяют продолжительности периодов работы роликов без возврата смазочного материала и количество возвращаемого за цикл возврата смазочного материала, сравнивают варианты и определяют оптимальное сочетание времени периода и количества материала.

Модель зубчатой передачи // 2532442

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования работы реальных зубчатых передач на их роликовых аналогах. Модель зубчатой передачи содержит пару сопряженных цилиндрических роликов 1 и 2, расположенных вертикально и установленных с возможностью вращения в корпусе 5 машины трения. Верхний ролик 1 снабжен парой пластин 12 и 13, прижатых к его торцевым поверхностям в зонах рабочей поверхности ролика, нижней его части со стороны входа ролика в контакт с другим роликом и подведенных к зоне контакта. Нижний ролик 2 снабжен уширителями 6 его рабочей поверхности. Через уширители перекинуты две нити 7 с охватом зоны контакта роликов, одними концами - со стороны входа роликов в контакт - они разведены и жестко закреплены на корпусе 5, а другими концами - со стороны выхода роликов из контакта - сближены друг с другом посредством направляющей 8 и натянуты грузом 10. В результате появляется возможность осуществить возврат смазки, вытесненной из зоны контакта роликов, обратно в эту зону. 4 ил.