CS219529B1 - Zkušební stav s uzavřeným výkonovým okruhem - Google Patents

Abstract

Vynález řeší vyrovnání převodů výkonové­ ho okruhu zkušebního zařízení. Zkušební stav s uzavřeným výkonovým okruhem dvou hnaných náprav zemních strojů a automobilů umístěných nad sebou, který má ve svém uzavřeném okruhu zařazeno předepínací zařízení s jednoduchým planetovým převodem, přičemž uzavření výkonového okruhu je provedeno ve spojovací skří­ ni, spojující obě nápravy umístěné nad sebou a s převodem shodným s jednoduchým planetovým převodem. Vynálezu může být využito ve zkušebnách dopravních vozidel.

Description

Vynález řeší vyrovnání převodů výkonového okruhu zkušebního zařízení.

Zkušební stav s uzavřeným výkonovým okruhem dvou hnaných náprav zemních strojů a automobilů umístěných nad sebou, který má ve svém uzavřeném okruhu zařazeno předepínací zařízení s jednoduchým planetovým převodem, přičemž uzavření výkonového okruhu je provedeno ve spojovací skříni, spojující obě nápravy umístěné nad sebou a s převodem shodným s jednoduchým planetovým převodem.

Vynálezu může být využito ve zkušebnách dopravních vozidel.

Vynález se týká zkušebního stavu s uzavřeným výkonovým okruhem, který se používá zejména pro zrychlené laboratorní zkoušky náprav zemních strojů a automobilů.

Zkušební stav bývá proveden se dvěma nápravami umístěnými obyčejně nad sebou, což je pro uzavření okruhu, ve kterém cirkuluje výkon, výhodné. Obě nápravy, zkušební a technologická jsou svými koncovými výstupy, což jsou disková kola planetových redukcí, otočně spojeny ozubenými koly uloženými ve dvou sestupných stabilních skříních. Na vstupním hřídeli technologické nápravy je umísťováno vhodné předepínací zařízení, tvořené převážně dvojitým planetovým soukolím, které má mimo jiné špatnou účinnost kinematického převodu. Vstupní hřídele obou náprav jsou potom otočně spojeny ozubenými koly uloženými ve spojovací skříni. Převod těchto ozubených kol ze vstupu nápravy technologické na vstup nápravy zkušební je v hodnotě 1: 1. Touto skříní se současně uzavírá okruh, ve kterém cirkuluje výkon. K pohonu se užívá obyčejně dynamometr, dodávající do uzavřeného okruhu pouze malý výkon, který je potřebný k překonání vnitřních odporů. Předepínací zařízení, kterým se zavádí do uzavřeného okruhu kroutící moment natáčením jednoho z jeho dvou korunových kol, tvoří konstrukčně velmi složitý celek s množstvím ozubených kol a ložisek. To je příčinou výrazného zvýšení hluku, zejména při vysokých otáčkách, a vede mnohdy k nemožnosti simulovat otáčky na vstupech náprav nad 1500 ot/min., protože by mohla nastat porucha předepínacího zařízení, především jeho dvojitého planetového převodu. Měření kroutícího momentu, na který se při zkouškách uzavřený okruh předepíná, se provádí zásadně tenzometricky, přičemž přesnost měření není mnohdy dostačující. Tenzometry se lepí zejména na vstupní hřídele náprav, které jsou namáhány přídavným namáháním, což zkresluje výsledky měření.

Stávající zkušební stav používá pro spojení koncových výstupů z náprav do dvou sestupných skříní, obyčejně ozubených spojek, které jsou příliš tvrdé a netlumí torzní kmity v celém okruhu zkušebního stavu. Protože nápravy v provozu jsou opatřeny pneumatikami, dochází k určitému výraznému zkreslení výsledků zkoušek na zkušebním stavu.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zkušebním stavem podle vynálezu, který má ve svém uzavřeném výkonovém okruhu zařazen vstup technologické nápravy, výstup a předepínací zařízení s jednoduchým planetovým převodem, uzavření výkonového okruhu je provedeno ve spojovací skříni, spojující obě nápravy umístěné nad sebou s převodem shodným s jednoduchým planetovým převodem. Tím jsou převody jedné i druhé větve výkonového okruhu vyrovnány a dosahuje se shodných otáček na vstupu obou zkoušených náprav — technologické i zkušební.

Na výkresech je znázorněno řešení zkušebního stavu podle vynálezu, kde na obr. 1 je schematické znázornění obecného provedení zkušebního stavu podle vynálezu, na obr. 2 je řez A—A z obr. 1, aby vynikly pružné spojky řešení podle bodu 5 definice předmětu vynálezu, na obr. 3 je znázorněno konstrukční provedení měřicí jednotky s vnějším měřicím členem tvořeným trubkou, na obr. 4 je znázorněno konstrukční provedení měřicí jednotky s vnitřním měřicím členem tvořeným hřídelem, na obr. 5 je schematické znázornění detailu 10 z obr. 1, tj. kinematické schéma jednoduchého planetového převodu, kdy vstup technologické nápravy je spojen kardanovým hřídelem s centrálním kolem jednoduchého planetového převodu, výstup je proveden na unášeči satelitů, na obr. 6 je schematické znázornění detailu 10 z obr. 1, tj. kinematické schéma jednoduchého planetového převodu, kdy vstup technologické nápravy je spojen kardanovým hřídelem s korunovým kolem jednoduchého planetového převodu, výstup je proveden z centrálního kola, na obr. 7 je schematické provedení detailu 10 z obr. 1, tj. kinematické schéma jednoduchého planetového převodu, kdy vstup technologické nápravy je spojen kardanovým hřídelem s korunovým kolem, výstup je proveden na unášeči satelitů.

Zkušební stav s uzavřeným výkonovým okruhem podle vynálezu se skládá (obr. 1) v zásadě z předepínací jednotky tvořené jednoduchým planetovým převodem 10 s vysokou účinností, až 0,98, při cirkulaci uzavřeného výkonu, což je velmi výhodné. Dále jde cirkulace uzavřeného výkonu přes větev b technologické nápravy 16 do spojovací skříně 21 s ozubenými koly 3, 4, 5, 6, 7 a

8. Těmito koly je spojena větev a vstupu zkušební nápravy 15 s větví b vstupu technologické nápravy 16. Cirkulace uzavřeného výkonu jde potom přes měřicí jednotku 11 a kardanový hřídel nebo ozubené hřídelové spojky do zkušební nápravy 15. Na obr. 2 jsou znázorněny výstupy koncového převodu obou náprav. Zde jde cirkulace výkonu přes jeden spojkový kotouč 24 spojený jednoduchými pryžovými členy 23 na druhý spojkový kotouč 22 a z něj do sestupné skříně 14 s ozubenými koly 9, Tyto sestupné skříně 14 jsou umístěny po obou výstupech koncového převodu obou náprav a uzavírají tak tok cirkulace uzavřeného výkonu v tomto popsaném okruhu.

Uložení zkoušené nápravy 15 a technologické nápravy 16 na obr. 1 i 2 je provedeno nad sebou.

Předepínací zařízení je tvořeno jednoduchým planetovým převodem 10 (viz obr. 1). Výstup technologické nápravy 16 jde obvykle přes kardanový hřídel na vstup jedno219529 duchého planetového převodu 10 jeho centrálního kola 1, výstup z jednoduchého planetového převodu 10 je zde přes unášeč satelitů 18, korunové kolo 2 slouží v tomto případě jako vlastní predepínací člen ovládaný dvěma hydraulickými válci 17 ocelovým lanem 13 přes lanovnici 12 napojenou přímo na skříň korunového kola 2. V případě obr. 1 je tedy zvolen jednoduchý planetový převod 10 tak, že jeho kinematický

-4— 22 převod je dán poměrem i_p = -^!zi centrálního kola 1 a korunového kola 2. Jednoduchý převod planetové redukce má samozřejmě několik satelitů 34. Stejná hodnota kinematického planetového převodu —I— Z2 % = —_zi—je vytvořena ve spojovací skříni, která obsahuje kinematický jednoduchý převod obvykle se šípovými koly: kolo 3 s počtem zubů Z3, kolo 4 s počtem zubů Z4, kolo 6 s počtem zubů Z6, s mezikolem 7 s počtem zubů Z7 a kolem 8 s počtem zubů z». Celkový převod spojovací skříně, spojující vstupy náprav technologické 16 a zkušební 15, je tedy v příkladu provedení dán poměrem počtu zubů i_s = ²⁴ - —--—

Z3 Z6

Je bezpodmínečně nutné, aby kinematic. . „ , . Ζ1 4- Z2 . Z4 Z8 ke převody =^—_a ,, = — .

byly absolutně stejné. Potom jsou větve zkušební nápravy 15a a technologické nápravy 16b kinematicky se stejnými otáčkami. Mezikolo 7 s počtem zubů zz slouží ke změně otáčení větve technologické nápravy b a větve zkušební nápravy a, které mají opačný smysl otáčení, což je nutné, protože výstupy koncových převodů náprav jsou spojeny v sestupní skříni 14 obr. 1 nebo na na obr. 2 ozubenými koly 9 se stejnými počty zubů Z9, tj. v převodu 1 : 1.

Pohon uzavřeného výkonového okruhu na obr. 1 je tvořen přes kolo 5 s počtem zubů Z5, takže převod dynamometru 20 přes přeΖ8 vodovou skříň 19 je dán poměrem i_d =Z5

Jednoduchý planetový převod může být proveden trojím zusobem znázorněným na obr. 5, 6 a 7. Na obr. 5 je celková dispozice stejná jako na obr. 1. Skládá se z lanovnice 37, vstup technologické nápravy je zde vytvořen centrálním kolem 35. Výstup je potom přes několik satelitů 34 unášečem satelitů 36. Korunové kolo 33 je připojeno zde na lanovnici 37 ovládanou hydraulickým válcem přes ocelové lano 13 (obr. 1). Místo lanovnice 12 může být celý jednoduchý planetový převod ovládán také např. přes další ozubená kola, vhodným neznázorněným regulačním elektrickým motorem nebo hydraulickým motorem.

Podle obr. 6 je celková dispozice odlišná od obr. 1. Vstup technologické nápravy je situován na korunové kolo 38. Přes unášeč satelitů 40 jde převod kinematicky na centrální kolo 41, které tvoří výstup z jednoduchého planetového převodu. Vlastní předepínací zařízení je tvořeno unášečem 39 satelitů přes lanovnici 42. Místo lanovnice 42 může být celý jednoduchý planetový převod ovládán také např. přes další ozubená kola vhodným regulačním elektrickým motorem.

Podle obr. 7 je tvořena celková dispozice odlišně od obr. 1, a to tak, že vstup technologické nápravy 18 je situován na korunové kolo 43. Přes unášeč 45 satelitů jde převod kinematicky na centrální kolo 47, které zde tvoří vlastní predepínací člen spojený s lanovnici 46. Místo lanovnice 46 může být celý jednoduchý planetový převod ovládán také např. přes další ozubená kola vhodným regulačním elektrickým motorem nebo hydraulickým motorem. Výstup z jednoduchého planetového převodu podle obr. 7 je tvořen unášečem 45 satelitů přes několik satelitů 44.

Výstupy koncového převodu technologické nápravy 16 a zkušební nápravy 15 jsou znázorněny na obr. 2. Zde mají spojkové kotouče 24 a 22 propojené jednoduchými pryžovými členy 23 za úkol odstranit rázy, které v uzavřeném výkonovém okruhu nastávají, když je spojen tzv. na tvrdo např. ozubenou spojkou. Přibližuje se tak vhodným způsobem tangenciální pružností jednoduchých pryžových členů 23 ke skutečnému stavu, ve kterém náprava pracuje, k tangenciální pružnosti pneumatiky automobilu nebo jiného kolového stroje. Změna tangenciální pružnosti příslušné pneumatiky náprav se zde dosahuje obvykle dvojím způsobem:

a) umísťováním jednoduchých pružných členů 23, spojujících dva kotouče 24 a 22 pružné spojky, na různé poloměry, kde přenášejí proto také různou tangenciální sílu. Obvykle se vystačí se dvěma poloměry n, fž znázorněnými na obr. 2,

b) počtem jednoduchých pružných členů 23 umísťovaných na poloměrech ri a rz.

Měření kroutícího momentu měřicí jednotkou 11 v obr. 1 je velmi důležité co do přesnosti. Na obr. 3 a 4 je znázorněn řez vlastní měřicí jednotkou 11 provedený dvěma způsoby. Na obr. 3 je vlastní tensometelitů přes lanovnici 42. Místo lanovnice¹ 42 o tloušťce t, která může být pro různé typorozměry náprav měněna, přičemž se mění i tloušťka t trubky 26. Převod z měřeného členu na vstup 25 a výstup 27 z měřicí jednotky 11 je proveden evolventním drážkováním. Fixování vstupu 25 měřicí jednotky 11 s výstupem 27 je provedeno dvěma ložisky 28, které mimo jiné zcela uvolňují měřicí člen od přídavného namáhání, a umožňují tak velmi přesné tenzometrické měření na měřicím členu. Na obr. 4 je jiné provedení měřicí jednotky 11. Vlastní tenzometrický měřený člen je tvořen hřídelem 31 o průměru d, který může být pro různé typorozměry náprav měněn, přičemž se mění i prů219 měr hřídele 31. Převod z měřeného členu na vstup 29 a výstup 30 z měřicí jednotky 11 je proveden evolventním drážkováním.

Fixování vstupu 29 měřicí jednotky 11 s výstupem 30 je provedeno dvěma ložisky 32, které zcela uvolňují měřicí člen od přídavného namáhání, a umožňují tak velmi přesné tenzometrické měření na měřicím členu.

Obecné provedení zkušebního stavu je znázorněno na obr. 1. Nejdůležitějšími konstrukčními uzly zaručujícími správnou funkci zde jsou jednoduchý planetový převod 10 a spojovací skříň 21.

Jednoduchý planetový převod zajišťuje přenos otáček v uzavřeném okruhu zkušebního stavu a současně umožňuje předepínání cirkulujícího momentu. Přenos otáček ze vstupu technologické nápravy jde přes centrální kolo 1 a unášeč satelitů 18 na vstupu do spojovací skříně 21. Předepínání momentu v uzavřeném okruhu je možné natáčením korunového kola 2.

Spojovací skříň 21 jednak spojuje obě větve a, b vstupů náprav a jednak vyrovnává otáčky z výstupu jednoduchého planetového převodu na větev a, což je umožněno tím, že spojovací skříň 21 má stejný, ale opačný převod než soukolí jednoduchého planetového převodu.

Spojkové kotouče 22 a 24 znázorněné na obr. 2 jsou propojeny pryžovými členy 23 umístěnými na dvou poloměrech. Osazením různého počtu členů 23 na různých poloměrech lze volit tangenciální pružnost spojek tak, aby se blížila tangenciální pružnosti pneumatik, čímž se laboratorní zkoušky přibližují poměrům ve skutečném provozu.

Pro tenzometrické měření předepnutého kroutícího momentu v uzavřeném okruhu slouží měřicí jednotky 11 znázorněné na obr. 3 a 4. Vstupy 25 a 29 těchto měřicích jednotek 11 jsou centrovány ložisky s výstupy 27 a 30, což umožňuje tenzometrické měření na měřicích členech těchto měřicích

9 jednotek bez ovlivnění přídavnými silami, vznikajícími při laboratorních zkouškách.

Zařízení na měření náprav umožňuje výrobcům zkušebních stavů velmi přesné tenzometrické měření kroutícího momentu, což je pro vyhodnocování laboratorních zkoušek náprav otázkou mimořádně důležitou.

Na obr. 5 až 7 jsou znázorněny jednoduché planetové převody pro předepínání kroutícího momentu a přenášení otáček v uzavřeném okruhu.

Z obr. 5 je zřejmé, že vstup do tohoto planetového převodu je proveden na centrální kolo 35 a výstup potom z unášeče satelitů. Korunové kolo 33 slouží pro vyvinutí předepnutého kroutícího momentu. Tímto druhem jednoduchého planetového převodu se redukují otáčky ze vstupu do pomala na výstup planetového převodu a je nutné, aby spojovací skříň otáčky redukovala opačnou hodnotou převodu tak, aby vstupní otáčky zkoušených náprav byly stejné.

Z obr. 6 je zřejmé, že vstup do tohoto planetového převodu je proveden na korunové kolo 38, výstup potom z centrálního kola 41. Unášeč 39 satelitů potom slouží pro vyvinutí předepnutého kroutícího momentu. Tímto druhem jednoduchého planetového převodu se redukují otáčky ze vstupu do rychlá na výstup a je nutné, aby spojovací skříň otáčky redukovala opačnou hodnotou převodu tak, aby vstupní otáčky zkoušených náprav byly stejné.

Z obr. 7 je zřejmé, že vstup do tohoto planetového převodu je proveden na korunové kolo 43, výstup potom z unášeče 45 satelitů. Centrální kolo 47 slouží pro vyvinutí předepnutého kroutícího momentu. Tímto druhem jednoduchého planetového převodu se redukují otáčky ze vstupu do pomala na výstup a je nutné, aby spojovací skříň otáčky redukovala opačnou hodnotou převodu tak, aby vstupní otáčky zkoušených náprav byly stejné.

Claims (7)

1. PREDMET

   1. Zkušební stav s uzavřeným výkonovým okruhem dvou hnaných náprav zemních strojů a automobilů umístěných nad sebou, vyznačující se tím, že má ve svém uzavřeném okruhu zařazen vstup technologické nápravy (16), výstup a předepínací člen s jednoduchým planetovým převodem (10), přičemž uzavření výkonového okruhu je provedeno ve spojovací skříni (21), spojující obě nápravy (15, 16) umístěné nad sebou s převodem shodným s jednoduchým planetovým převodem (10).
2. 2. Zkušební stav podle bodu 1, vyznačující se tím, že vstup technologické nápravy (16) je spojen kardanovým hřídelem s centrálním kolem (1) jednoduchého planetového převodu (10), výstup je proveden na unášeYNÁLEZU či satelitů (18) a vlastní předepínací člen tvoří korunové kolo (2) s lanovnicí (12) ovládané přes ocelové lano (13) hydraulickými válci (17) nebo regulačním elektrickým motorem.
3. 3. Zkušební stav podle bodu 1, vyznačující se tím, že vstup technologické nápravy (16) je spojen kardanovým hřídelem s korunovým kolem (38) jednoduchého planetového převodu (10), výstup je proveden z centrálního kola (41) a vlastní předepínací člen tvoří unášeč satelitů (40) s lanovnicí (42) ovládanou přes ocelové lano hydraulickým válcem (17) nebo regulačním elektrickým motorem.
4. 4. Zkušební stav podle bodu 1, vyznačují219529 cí se tím, že vstup technologické nápravy (16) je spojen kardanovým hřídelem s korunovým kolem (43) jednoduchého planetového převodu, výstup je proveden na unášeči satelitů (45) a předepínací člen tvoří centrální kolo (47) s lanovnicí (46) ovládanou přes ocelové lano hydraulickým válcem nebo regulačním elektrickým motorem.
5. 5. Zkušební stav podle bodu 2 nebo 3 nebo ‘4, vyznačující se tím, že na výstupech koncového převodu obou náprav (15, 16) jsou vřazeny dva kotouče (24, 22) pružné spojky propojené jednoduchými pryžovými členy a nejméně dvou až třech různých poloměrech.
6. 6. Zkušební stav podle bodu 2 nebo 3 nebo 4, v němž je vřazena měřicí jednotka umístěná na vstupu obou náprav, vyznačující se tím, že měřicí jednotka (11) je provedena jako vnější měřicí člen tvořený trubkou (26), přišemž vstup (25) a výstup (27) z měřicí jednotky (11) je fixován dvěma ložisky (28).
7. 7. Zkušební stav podle bodu 2 nebo 3 nebo 4, v němž je vřazena měřicí jednotka umístěná na vstupu obou náprav, vyznačující se tím, že měřicí jednotka (11) je provedena jako vnitřní měřicí člen tvořený hřídelem (31), přičemž vstup (29) a výstup (30) z měřicí jednotky (11) je fixován dvěma ložisky (32).