RU195048U1 - STAND FOR DETERMINING RADIAL HYDROCYLINDER DEFORMATIONS UNDER LOAD - Google Patents

STAND FOR DETERMINING RADIAL HYDROCYLINDER DEFORMATIONS UNDER LOAD Download PDF

Info

Publication number
RU195048U1
RU195048U1 RU2019130134U RU2019130134U RU195048U1 RU 195048 U1 RU195048 U1 RU 195048U1 RU 2019130134 U RU2019130134 U RU 2019130134U RU 2019130134 U RU2019130134 U RU 2019130134U RU 195048 U1 RU195048 U1 RU 195048U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
measuring
bed
hydraulic cylinder
hydraulic
Prior art date
Application number
RU2019130134U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Даниилович Буялич
Максим Анатольевич Бяков
Константин Геннадьевич Буялич
Михаил Константинович Хуснутдинов
Кирилл Алексеевич Ананьев
Станислав Викторович Увакин
Веста Юрьевна Умрихина
Александр Владимирович Анучин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ)
Priority to RU2019130134U priority Critical patent/RU195048U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU195048U1 publication Critical patent/RU195048U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces

Abstract

Стенд для определения радиальных деформаций гидроцилиндра под нагрузкой может быть использован, преимущественно, для оценки деформаций гидростоек шахтной крепи, имеющих шарнирные опоры их концов, с целью определения эффективности их конструкции и/или наличия необходимых зазоров для работы уплотнений поршня и цилиндра в условиях нагрузок, приближенных к условиям применения. Упрощается определение деформаций гидроцилиндра под нагрузкой, происходит расширение функциональных возможностей, путем обеспечения измерений в нескольких поперечных сечениях цилиндра с возможностью обеспечения свободных от гидравлической арматуры мест измерительного контакта измерительных элементов с внешней поверхностью цилиндра и определения перекоса продольных осей цилиндра и штока с поршнем между собой. Имеется гидропривод для управления степенью сжатия и запирания полостей гидроцилиндра, станина и нагрузочный механизм, способный создавать относительно станины сжимающую гидроцилиндр нагрузку, направленную вдоль прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма для концов гидроцилиндра. Имеется измерительная база с кареткой и четырьмя прямолинейными направляющими, расположенными парно в два этажа, закрепленными неподвижно на станине и направленными параллельно прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма. Каретка имеет две поперечные полки, расположенные на разных этажах направляющих с обеспечением скользящего поступательного перемещения вдоль них, и две вертикальные полки, закрепленные концами на поперечных полках, перпендикулярно ним, с возможностью перемонтажа по ширине под разный диаметр цилиндра. В качестве измерительных элементов использованы четыре индикатора прямолинейных перемещений часового типа, которые закреплены на вертикальных полках посредством кронштейнов, имеющих возможность перемещения в расположенных по их длине прорезях и позволяющих перемещать с поворотом индикаторы прямолинейных перемещений в плоскости измерения, перпендикулярной соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма прямой линии, таким образом, что они при их перемонтаже могут перемещаться относительно измерительной базы попарно в две взаимно перпендикулярные линии измерения, лежащие в плоскости измерения, а их измерительные штоки образуют непосредственный измерительный контакт с поверхностью цилиндра, упруго прижаты к поверхности цилиндра. Измерительные штоки индикаторов прямолинейных перемещений часового типа имеют рабочую поверхность в виде ножа, прямолинейное острие которого расположено перпендикулярно направлению измерения и лежит в плоскости измерения, кронштейны имеют резьбовые фиксаторы положения индикаторов прямолинейных перемещений относительно вертикальных полок. 4 ил.The bench for determining the radial deformation of the hydraulic cylinder under load can be used mainly to assess the deformation of the hydraulic supports of the mine lining, which have articulated supports for their ends, in order to determine the effectiveness of their design and / or the presence of the necessary gaps for the piston and cylinder seals to work under load conditions close to to the conditions of use. The definition of hydraulic cylinder deformations under load is simplified, functionality is expanded by providing measurements in several cross sections of the cylinder with the possibility of providing free of hydraulic fittings places of measuring contact of the measuring elements with the outer surface of the cylinder and determining the distortion of the longitudinal axes of the cylinder and the piston rod with each other. There is a hydraulic actuator for controlling the degree of compression and locking of the hydraulic cylinder cavities, a bed and a loading mechanism capable of creating a load compressing the hydraulic cylinder relative to the bed, directed along a straight line connecting the centers of the hinged bearings of the frame and the loading mechanism for the ends of the hydraulic cylinder. There is a measuring base with a carriage and four straight guides arranged in pairs on two floors, fixed motionless on the bed and directed parallel to a straight line connecting the centers of the hinged supports of the bed and the loading mechanism. The carriage has two transverse shelves, located on different floors of the guides with a sliding translational movement along them, and two vertical shelves, fixed with the ends on the transverse shelves, perpendicular to them, with the possibility of rewiring in width for different cylinder diameters. Four clock-type rectilinear movement indicators are used as measuring elements, which are mounted on vertical shelves by means of brackets, which can be moved in slots located along their length and allowing to move the linear movement indicators with rotation in the measurement plane perpendicular to the centers of the hinged supports of the bed and the loading mechanism a straight line, so that when they are remounted, they can move relative to the measuring base along paired in two mutually perpendicular measuring lines lying in the measuring plane, and their measuring rods form a direct measuring contact with the surface of the cylinder, are elastically pressed to the surface of the cylinder. The measuring rods of the clock type rectilinear movement indicators have a working surface in the form of a knife, the straight tip of which is located perpendicular to the measurement direction and lies in the measurement plane, the brackets have threaded locks for the position of the rectilinear movement indicators relative to the vertical shelves. 4 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель может быть использована, преимущественно, для оценки деформаций гидростоек шахтной крепи, имеющих шарнирные опоры их концов, с целью определения эффективности их конструкции и/или наличия необходимых зазоров для работы уплотнений поршня и цилиндра в условиях нагрузок, приближенных к условиям применения. При приложении нагрузки на гидроцилиндр под действием рабочей жидкости появляются радиальные деформации цилиндра, а также при работе гидроцилиндра за счет зазоров между поршнем и цилиндром, а также между штоком и грундбуксой, продольная ось цилиндра может наклоняться от первоначального положения, в результате чего происходит перекос продольных осей цилиндра и штока с поршнем между собой, что также ведет к увеличению уплотняемого зазора и ухудшает условия работы уплотнительных элементов сопряжения поршня и цилиндра. Поэтому с целью подбора уплотнения, соответствующего реальным уплотняемым зазорам, для гидроцилиндра с шарнирными опорами штока и цилиндра требуется определение его деформаций под нагрузкой.The proposed utility model can be used mainly for assessing the deformations of hydraulic supports of mine supports having articulated supports for their ends, in order to determine the effectiveness of their design and / or the presence of the necessary gaps for the piston and cylinder seals to work under load conditions close to the application conditions. When a load is applied to the hydraulic cylinder under the action of the working fluid, radial deformations of the cylinder appear, and also when the hydraulic cylinder is operated due to gaps between the piston and the cylinder, as well as between the rod and the packing follower, the longitudinal axis of the cylinder can tilt from its original position, resulting in a skew of the longitudinal axes the cylinder and the piston rod with each other, which also leads to an increase in the sealing gap and worsens the working conditions of the sealing elements of the interface between the piston and the cylinder. Therefore, in order to select a seal corresponding to real sealing gaps, for a hydraulic cylinder with articulated bearings of the rod and cylinder, it is necessary to determine its deformations under load.

Известен принятый за прототип импульсный стенд для исследования характеристик шахтных гидростоек, позволяющий определять радиальные деформации гидроцилиндра под нагрузкой. Имеются измерительные элементы в виде тензорезисторов, находящиеся в измерительном контакте с поверхностью цилиндра, гидропривод для управления степенью сжатия и запирания полостей гидроцилиндра. Стенд оснащен имеющими шарнирные опоры для концов гидроцилиндра станиной и нагрузочным механизмом, способным создавать относительно станины сжимающую гидроцилиндр нагрузку, направленную вдоль прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма (а. с. СССР №303442, МПК E21D 15/44, опубл. 03.05.1971, Бюл. №16).Known adopted for the prototype impulse bench for researching the characteristics of mine hydraulic racks, which allows to determine the radial deformation of the hydraulic cylinder under load. There are measuring elements in the form of strain gauges that are in measuring contact with the surface of the cylinder, a hydraulic actuator to control the degree of compression and locking the cavities of the hydraulic cylinder. The stand is equipped with a hinged support for the ends of the hydraulic cylinder bed and a loading mechanism capable of creating relative to the bed compressing the hydraulic cylinder load directed along a straight line connecting the centers of the hinged supports of the frame and the loading mechanism (a. S. USSR No. 303442, IPC E21D 15/44, publ 05/03/1971, Bull. No. 16).

Недостатками данной конструкции является необходимость наклеивания тензорезисторов, что увеличивает трудоемкость определения радиальных деформаций гидроцилиндра, а также невозможность определения перекоса продольных осей цилиндра и штока с поршнем между собой.The disadvantages of this design is the need for gluing strain gauges, which increases the complexity of determining the radial deformation of the hydraulic cylinder, as well as the inability to determine the skew of the longitudinal axes of the cylinder and the piston rod with each other.

Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение определения деформаций гидроцилиндра под нагрузкой, а также расширение функциональных возможностей, путем обеспечения измерений в нескольких поперечных сечениях цилиндра с возможностью обеспечения свободных от гидравлической арматуры мест измерительного контакта измерительных элементов с внешней поверхностью цилиндра и определения перекоса продольных осей цилиндра и штока с поршнем между собой.The objective of the proposed utility model is to simplify the determination of hydraulic cylinder deformations under load, as well as to expand functionality by providing measurements in several cross sections of the cylinder with the possibility of providing free of hydraulic fittings places of measuring contact of the measuring elements with the outer surface of the cylinder and determining the distortion of the longitudinal axes of the cylinder and rod with a piston between each other.

Для достижения указанного технического результата в стенде для определения радиальных деформаций гидроцилиндра под нагрузкой, содержащем измерительные элементы, находящиеся в измерительном контакте с поверхностью цилиндра, гидропривод для управления степенью сжатия и запирания полостей гидроцилиндра, станину и нагрузочный механизм, способный создавать относительно станины сжимающую гидроцилиндр нагрузку, направленную вдоль прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма для концов гидроцилиндра, применены следующие новые признаки.To achieve the specified technical result in the stand for determining the radial deformation of the hydraulic cylinder under load, containing measuring elements in measuring contact with the surface of the cylinder, a hydraulic actuator for controlling the degree of compression and locking of the cylinder cavities, a bed and a loading mechanism capable of creating a load compressing the hydraulic cylinder relative to the bed, directed along a straight line connecting the centers of the hinged supports of the bed and the loading mechanism for the ends of the hydraulic cylinder, The following new features are applied.

Имеется измерительная база с кареткой и четырьмя прямолинейными направляющими, расположенными парно в два этажа, закрепленными неподвижно на станине и направленными параллельно прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма.There is a measuring base with a carriage and four straight guides arranged in pairs on two floors, fixed motionless on the bed and directed parallel to a straight line connecting the centers of the hinged supports of the bed and the loading mechanism.

Каретка имеет две поперечные полки, расположенные на разных этажах направляющих с обеспечением скользящего поступательного перемещения вдоль них, и две вертикальные полки, закрепленные концами на поперечных полках, перпендикулярно ним, с возможностью перемонтажа по ширине под разный диаметр цилиндра.The carriage has two transverse shelves, located on different floors of the guides with a sliding translational movement along them, and two vertical shelves, fixed with the ends on the transverse shelves, perpendicular to them, with the possibility of rewiring in width for different cylinder diameters.

В качестве измерительных элементов использованы четыре индикатора прямолинейных перемещений часового типа, которые закреплены на вертикальных полках посредством кронштейнов, имеющих возможность перемещения в расположенных по их длине прорезях и позволяющих перемещать с поворотом индикаторы прямолинейных перемещений в плоскости измерения, перпендикулярной соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма прямой линии, таким образом, что они при их перемонтаже могут перемещаться относительно измерительной базы попарно в две взаимно перпендикулярные линии измерения, лежащие в плоскости измерения, а их измерительные штоки образуют непосредственный измерительный контакт с поверхностью цилиндра, упруго прижаты к поверхности цилиндра.Four indicators of rectilinear movements of the clock type are used as measuring elements, which are fixed on vertical shelves by means of brackets that can be moved in slots located along their length and allowing the indicators of rectilinear movements to be moved with rotation in the measurement plane perpendicular to the centers of the hinged supports of the bed and the loading mechanism a straight line, so that when they are reassembled, they can move relative to the measuring base along paired into two mutually perpendicular measuring lines lying in the measuring plane, and their measuring rods form a direct measuring contact with the surface of the cylinder, are elastically pressed to the surface of the cylinder.

Измерительные штоки индикаторов прямолинейных перемещений часового типа имеют рабочую поверхность в виде ножа, прямолинейное острие которого расположено перпендикулярно направлению измерения и лежит в плоскости измерения, кронштейны имеют резьбовые фиксаторы положения измерительных элементов относительно вертикальных полок.The measuring rods of the clock-type rectilinear movement indicators have a working surface in the form of a knife, the rectilinear tip of which is located perpendicular to the measurement direction and lies in the measurement plane, the brackets have threaded clamps for the position of the measuring elements relative to the vertical shelves.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сверху стенда для определения радиальных деформаций гидроцилиндра под нагрузкой; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - расчетная схема, вид сверху (сечение по В-В на фиг. 2).The proposed utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a top view of a bench for determining radial deformations of a hydraulic cylinder under load; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section along BB in FIG. 2; in FIG. 4 is a design diagram, a top view (section along BB in FIG. 2).

Гидроцилиндр, в частности гидростойка шахтной крепи, как гидравлический двигатель поступательного перемещения, имеет цилиндр 1, внутри которого расположен поршень со штоком 2, причем поршень способен передвигаться по внутренней посадочной поверхности цилиндра 1, разделяя его внутренний объем на штоковую и поршневые полости, либо создавая только поршневую полость.The hydraulic cylinder, in particular the hydraulic support of the shaft support, as a hydraulic translational displacement engine, has a cylinder 1, inside which a piston with a rod 2 is located, and the piston is able to move along the inner landing surface of the cylinder 1, dividing its internal volume into the rod and piston cavities, or only piston cavity.

Стенд для определения радиальных деформаций гидроцилиндра под нагрузкой содержит измерительные элементы, в виде четырех индикаторов 3 прямолинейных перемещений. В качестве индикаторов 3 прямолинейных перемещений применены индикаторы часового типа, измерительные штоки которых образуют непосредственный измерительный контакт с поверхностью цилиндра 1, упруго прижаты к поверхности цилиндра и имеют рабочую поверхность в виде ножа 4, прямолинейное острие которого расположено перпендикулярно направлению измерения и лежит в плоскости измерения.The stand for determining the radial deformation of the hydraulic cylinder under load contains measuring elements in the form of four indicators 3 rectilinear movements. As indicators of 3 rectilinear movements, dial gauges were used, the measuring rods of which form a direct measuring contact with the surface of the cylinder 1, are elastically pressed to the surface of the cylinder and have a working surface in the form of a knife 4, whose straight tip is perpendicular to the measurement direction and lies in the measurement plane.

Имеется нагрузочный механизм, способный создавать относительно станины 5 сжимающую гидроцилиндр нагрузку, направленную вдоль прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор 6 и 7 станины 5 и нагрузочного механизма, соответственно. Шарнирные опоры 6 и 7 могут быть сферическими и/или цилиндрическими однонаправленными. Силовым элементом нагрузочного механизма, способным создавать относительно станины 5 сжимающую гидроцилиндр нагрузку, может являться линейный гидродвигатель 8 с гидроприводом. Нагрузочный механизм способен создавать на гидроцилиндр нагрузку, направленную вдоль прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины 5 и нагрузочного механизма, например, благодаря наличию ползуна 9, управляемого линейным гидродвигателем 8.There is a loading mechanism capable of creating a load compressing the hydraulic cylinder relative to the frame 5, directed along a straight line connecting the centers of the hinged supports 6 and 7 of the frame 5 and the loading mechanism, respectively. The pivot bearings 6 and 7 may be spherical and / or cylindrical unidirectional. The power element of the loading mechanism, capable of creating a load compressing the hydraulic cylinder relative to the bed 5, can be a linear hydraulic motor 8 with a hydraulic actuator. The loading mechanism is capable of creating a load on the hydraulic cylinder directed along a straight line connecting the centers of the hinged supports of the frame 5 and the loading mechanism, for example, due to the presence of a slider 9 controlled by a linear hydraulic motor 8.

Имеется гидропривод (на чертеже не показан) для управления степенью сжатия и запирания полостей гидроцилиндра.There is a hydraulic actuator (not shown in the drawing) to control the degree of compression and locking of the hydraulic cylinder cavities.

Имеется измерительная база с четырьмя прямолинейными направляющими 10, расположенными парно в два этажа, закрепленными неподвижно на станине 5 и направленными параллельно прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор 6 и 7 станины 5 и нагрузочного механизма.There is a measuring base with four straight guides 10 arranged in pairs on two floors, fixed motionless on the bed 5 and directed parallel to a straight line connecting the centers of the hinged supports 6 and 7 of the bed 5 and the load mechanism.

Измерительная база также содержит каретку, имеющую две поперечные полки 11, которые установлены на разных этажах направляющих 10 с обеспечением скользящего поступательного перемещения вдоль них, и две вертикальные полки 12, закрепленные концами на поперечных полках 11, перпендикулярно им, с возможностью перемонтажа по ширине под разный диаметр цилиндра 1.The measuring base also contains a carriage having two transverse shelves 11, which are installed on different floors of the guides 10 with a sliding translational movement along them, and two vertical shelves 12, fixed with their ends on the transverse shelves 11, perpendicular to them, with the possibility of re-mounting in width under different cylinder diameter 1.

Индикаторы 3 прямолинейных перемещений часового типа закреплены на вертикальных полках 12 посредством кронштейнов 13, имеющих возможность перемещения в расположенных по их длине прорезях и позволяющих перемещать с поворотом индикаторы 3 прямолинейных перемещений в плоскости измерения, перпендикулярной соединяющей центры шарнирных опор 6 и 7 станины 5 и нагрузочного механизма прямой линии, таким образом, что они при их перемонтаже могут перемещаться относительно измерительной базы попарно в две взаимно перпендикулярные линии измерения, лежащие в плоскости измерения, а их измерительные штоки образуют непосредственный измерительный контакт с поверхностью цилиндра 1 и упруго прижаты к поверхности цилиндра 1. Для этого кронштейны 13 могут быть выполнены в виде трех элементов (фиг. 3), сопрягаемых между собой путем установки в сквозные отверстия друг друга, с возможностью перемещения через эти отверстия, благодаря тому, что они имеют цилиндрические сопрягаемые поверхности. Кронштейны 13 имеют резьбовые фиксаторы 14, с помощью которых они фиксируются между собой и фиксируют положение индикаторов 3 прямолинейных перемещений относительно вертикальных полок 12.Indicators 3 of rectilinear movement of the clock type are mounted on vertical shelves 12 by means of brackets 13, which can be moved in slots located along their length and allowing movement indicators 3 of rectilinear movement in the plane of measurement perpendicular to the centers of the hinged supports 6 and 7 of the frame 5 and the load mechanism a straight line, so that when they are reassembled, they can move relative to the measuring base in pairs in two mutually perpendicular measurement lines, hedging in the measurement plane, and their measuring rods form a direct measuring contact with the surface of the cylinder 1 and are elastically pressed against the surface of the cylinder 1. For this, the brackets 13 can be made in the form of three elements (Fig. 3), mated to each other by installation in through holes each other, with the ability to move through these holes, due to the fact that they have cylindrical mating surfaces. The brackets 13 have threaded latches 14, with which they are fixed to each other and fix the position of the indicators 3 rectilinear movements relative to the vertical shelves 12.

Используют стенд для определения радиальных деформаций гидроцилиндра под нагрузкой следующим образом.Use the stand to determine the radial deformation of the hydraulic cylinder under load as follows.

Гидроцилиндр с одного конца посредством шарнирной опоры 6 упирают в станину 5, а с другой стороны - штоком 2 посредством шарнирной опоры 7 закрепляют на ползуне 9 нагрузочного механизма. Поршень со штоком 2 гидроцилиндра устанавливают путем его раздвигания в положение, при котором в поршневой полости имеется рабочая жидкость и обеспечивают необходимую величину раздвинутости гидроцилиндра.The hydraulic cylinder at one end by means of the hinged support 6 abuts against the frame 5, and on the other hand, by the rod 2 by means of the hinged support 7 is fixed on the slider 9 of the load mechanism. The piston with the rod 2 of the hydraulic cylinder is installed by pushing it into a position in which there is a working fluid in the piston cavity and provide the required amount of hydraulic cylinder extension.

Далее перемещают каретку по направляющим 10 в место, где будет производиться измерение в положение, при котором индикаторы 3 прямолинейных перемещений могут быть установлены как в зоне поршневой, так и в зоне штоковой полости гидроцилиндра, в месте, где отсутствует гидравлическая арматура на поверхности цилиндра 1, благодаря тому, что перемещая элементы кронштейнов 13 друг относительно друга и поворачивая их относительно вертикальных полок 12, можно изменять точки касания измерительных штоков индикаторов 3 прямолинейных перемещений по окружности цилиндра 1.Next, the carriage is moved along the guides 10 to the place where the measurement will be made in a position in which the indicators of 3 linear displacements can be installed both in the piston and in the area of the rod cavity of the hydraulic cylinder, in a place where there is no hydraulic reinforcement on the surface of cylinder 1, due to the fact that by moving the elements of the brackets 13 relative to each other and turning them relative to the vertical shelves 12, you can change the touch points of the measuring rods of the indicators 3 rectilinear displacements around zhnosti cylinder 1.

Затем позиционируют вертикальные полки 12 каретки, являющиеся непосредственной частью измерительной базы, и индикаторы 3 прямолинейных перемещений в исходном положении относительно цилиндра 1 гидроцилиндра. Для этого закрепляют вертикальные полки 12 на поперечных полках 11 с необходимой шириной их расположения в зависимости от диаметра цилиндра 1.Then they position vertical flanges 12 of the carriage, which are a direct part of the measuring base, and indicators 3 of rectilinear movements in the initial position relative to the cylinder 1 of the hydraulic cylinder. To do this, fix the vertical shelves 12 on the transverse shelves 11 with the required width of their location depending on the diameter of the cylinder 1.

Затем индикаторы 3 прямолинейных перемещений закрепляют на вертикальных полках 12, а именно, в их прорезях с помощью болтового крепления посредством кронштейнов 13 в положении, при котором они располагаются относительно измерительной базы попарно в две взаимно перпендикулярные линии измерения в плоскости измерения, перпендикулярной соединяющей центры шарнирных опор 6 и 7 станины 5 и нагрузочного механизма прямой линии, в положении при котором измерительные элементы в виде индикаторов 3 прямолинейных перемещений находятся в измерительном контакте с внешней поверхностью цилиндра 1, таким образом, что их штоки упруго прижаты к внешней поверхности цилиндра 1 в требуемой плоскости измерения, перпендикулярной соединяющей центры шарнирных опор 6 и 7 станины 5 и нагрузочного механизма прямой линии и фиксируют это положение при помощи резьбовых фиксаторов 14. Ориентирование индикаторы 3 прямолинейных перемещений можно производить, например, используя шаблон (на чертежах не показан).Then, the rectilinear displacement indicators 3 are fixed on the vertical shelves 12, namely, in their slots by means of a bolt fastening by means of brackets 13 in a position in which they are arranged relative to the measuring base in pairs in two mutually perpendicular measurement lines in the measurement plane perpendicular to the centers of the articulated supports 6 and 7 of the bed 5 and the load mechanism of the straight line, in the position in which the measuring elements in the form of indicators 3 rectilinear displacements are in the measuring contact with the outer surface of the cylinder 1, so that their rods are elastically pressed against the outer surface of the cylinder 1 in the desired measurement plane perpendicular to connecting the centers of the hinged supports 6 and 7 of the frame 5 and the load mechanism of a straight line and fix this position with threaded clamps 14. Orientation indicators 3 rectilinear movements can be produced, for example, using a template (not shown in the drawings).

Затем фиксируют показания измерительных элементов, а именно, четырех индикаторов 3 прямолинейных перемещений до изменения или создания нагрузки. После чего изменяют или создают нагрузку, направленную по прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор 6 и 7 станины 5 и нагрузочного механизма прямой линии, нагрузки на гидроцилиндр производят с помощью приложения внешней силы линейным гидродвигателем 8 нагрузочного механизма на шарнирную опору 7 штока 2 при закрытой поршневой полости, либо путем ограничения раздвижки гидроцилиндра и подачи рабочей жидкости в его поршневую полость.Then, the readings of the measuring elements, namely, four indicators 3 of rectilinear movements before the change or the creation of a load, are recorded. Then change or create a load directed in a straight line connecting the centers of the hinged supports 6 and 7 of the bed 5 and the load mechanism of the straight line, the load on the hydraulic cylinder is produced by applying external force by a linear hydraulic motor 8 of the load mechanism to the hinge support 7 of the rod 2 with the piston closed cavity, or by restricting the extension of the hydraulic cylinder and the supply of working fluid in its piston cavity.

Измерения производят между параллельными линиями, проведенными касательно к измеряемой внешней поверхности цилиндра 1 до и после изменения нагрузки, благодаря тому, что измерительные штоки индикаторов 3 прямолинейных перемещений часового типа выполнены с рабочей поверхностью в виде ножа 4, прямолинейное острие которого перпендикулярно направлению измерения и лежит в плоскости измерения.Measurements are made between parallel lines drawn with respect to the measured outer surface of the cylinder 1 before and after the load changes, due to the fact that the measuring rods of indicators 3 of rectilinear movement of the watch type are made with a working surface in the form of a knife 4, the straight tip of which is perpendicular to the direction of measurement and lies in measuring plane.

В результате изменения нагрузки на гидроцилиндр происходит изменение давления в поршневой полости, что оказывает влияние на деформированное состояние цилиндра 1, а также, вследствие наличия зазоров между поршнем и цилиндром 1, а также между штоком 2 и грундбуксой, приводит к изменению угла наклона продольной оси цилиндра 1 от первоначального значения, а значит, к появлению перекоса продольных осей штока 2 с поршнем и цилиндра 1 между собой, что ухудшает условия работы уплотнительных элементов сопряжения поршня и цилиндра 1, так как за счет перекоса дополнительно изменяются форма и величина зазора между ними.As a result of the change in the load on the hydraulic cylinder, the pressure in the piston cavity changes, which affects the deformed state of cylinder 1, and also, due to the presence of gaps between the piston and cylinder 1, as well as between the rod 2 and the packing follower, it leads to a change in the angle of inclination of the longitudinal axis of the cylinder 1 from the initial value, and hence, to the appearance of a skew of the longitudinal axes of the rod 2 with the piston and cylinder 1 between them, which worsens the working conditions of the sealing elements for mating the piston and cylinder 1, since the shape and size of the gap between them.

По разнице показаний индикаторов 3 прямолинейных перемещений до и после изменения нагрузки, с учетом расстояния от центра шарнирной опоры 6 гидроцилиндра до плоскости измерения (фиг. 3), производят определение величины и направления наклона продольной оси цилиндра 1 от первоначально установленных значений, которые можно определить геометрически из следующих зависимостей:According to the difference in the readings of the indicators 3 of rectilinear movements before and after the load change, taking into account the distance from the center of the hinged support 6 of the hydraulic cylinder to the measurement plane (Fig. 3), the magnitude and direction of inclination of the longitudinal axis of cylinder 1 from the initially set values that can be determined geometrically of the following dependencies:

δ1-δ3=2L[sinαx+(l-cosαx)tgαx],δ 1 -δ 3 = 2L [sinα x + (l-cosα x ) tgα x ],

δ2-δ4=2L[sinαy+(l-cosαy)tgαy],δ 2 -δ 4 = 2L [sinα y + (l-cosα y ) tgα y ],

где δ1, δ2, δ3, δ4 - разница показаний четырех индикаторов 5 прямолинейных перемещений до и после изменения нагрузки, имеющая положительное значение при увеличении показаний (сокращении индикаторов 3) и отрицательное - при уменьшении показаний (раздвижки индикаторов 3), при этом пары δ3 и δ1, δ4 и δ2 - показания по перпендикулярным друг другу прямым линиям с противоположных относительно продольной оси цилиндра 1 сторон;where δ 1 , δ 2 , δ 3 , δ 4 is the difference in the readings of the four indicators 5 rectilinear movements before and after the load changes, which has a positive value when the readings increase (reduction of indicators 3) and negative - when the readings decrease (indicators slide 3), when this pairs δ 3 and δ 1 , δ 4 and δ 2 - readings along straight lines perpendicular to each other from opposite sides relative to the longitudinal axis of the cylinder 1;

L - расстояние от центра шарнирной опоры 6 гидроцилиндра до плоскости измерения;L is the distance from the center of the articulated support 6 of the hydraulic cylinder to the measurement plane;

αx и αy - углы наклона продольной оси цилиндра 1 от первоначально установленных значений в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, после изменения нагрузки.α x and α y are the angles of inclination of the longitudinal axis of the cylinder 1 from the originally set values in two mutually perpendicular planes, after changing the load.

Затем, с учетом значений углов αx и αy и значений, например, δ3 и δ4 определяют радиальные деформации цилиндра 1 в поперечном его сечении, которые можно определить геометрически из следующих зависимостей:Then, taking into account the values of the angles α x and α y and values, for example, δ 3 and δ 4 determine the radial deformation of the cylinder 1 in its cross section, which can be determined geometrically from the following relationships:

δ3=L sinαx+(R+dRx)(cosαx+sinαxtgαx)+L(1-cosαx)tgαx-R,δ 3 = L sinα x + (R + dR x ) (cosα x + sinα x tgα x ) + L (1-cosα x ) tgα x -R,

δ4=L sinαy+(R+dRy)(cosαy+sinαytgαy)+L(1-cosαy)tgαy-R,δ 4 = L sinα y + (R + dR y ) (cosα y + sinα y tgα y ) + L (1-cosα y ) tgα y -R,

где R - исходный радиус цилиндра до изменения нагрузки;where R is the initial radius of the cylinder before the load changes;

dRx и dRy - радиальные деформации цилиндра 1 в виде изменения радиуса внешней поверхности цилиндра 1 после изменения нагрузки, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, соответственно, направленные по осям x и y;dR x and dR y are the radial deformations of cylinder 1 in the form of a change in the radius of the outer surface of cylinder 1 after a change in load, in two mutually perpendicular planes, respectively, directed along the x and y axes;

δ1, δ2, δ3, δ4 - разница показаний четырех индикаторов 3 прямолинейных перемещений до и после изменения нагрузки, имеющая положительное значение при увеличении показаний (сокращении индикаторов 3) и отрицательное - при уменьшении показаний (раздвижки индикаторов 3), при этом пары δ3 и δ1, δ4 и δ2 - показания по перпендикулярным друг другу прямым линиям с противоположных относительно продольной оси цилиндра 1 сторон;δ 1 , δ 2 , δ 3 , δ 4 - the difference in the readings of the four indicators 3 rectilinear movements before and after the load changes, which has a positive value when the readings increase (reduction of indicators 3) and negative - when the readings decrease (extension of indicators 3), while pairs of δ 3 and δ 1 , δ 4 and δ 2 - readings along straight lines perpendicular to each other from opposite sides relative to the longitudinal axis of the cylinder 1;

L - расстояние от центра шарнирной опоры цилиндра 1 до плоскости измерения;L is the distance from the center of the articulated support of the cylinder 1 to the measurement plane;

αx и αy - углы наклона продольной оси цилиндра 1 от первоначально установленных значений в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, после изменения нагрузки.α x and α y are the angles of inclination of the longitudinal axis of the cylinder 1 from the originally set values in two mutually perpendicular planes, after changing the load.

Перекос продольных осей цилиндра 1 и штока 2 с поршнем между собой далее, при необходимости, может быть геометрически определен с учетом значений углов αx и αy, и текущей величины расстояния поршня до дна цилиндра 1 (текущей раздвижки гидроцилиндра).The misalignment of the longitudinal axes of the cylinder 1 and the rod 2 with the piston between each other, if necessary, can be geometrically determined taking into account the values of the angles α x and α y , and the current value of the distance of the piston to the bottom of the cylinder 1 (current extension of the hydraulic cylinder).

Для дальнейших измерений с помощью нагрузочного механизма снимают нагрузку с гидроцилиндра, затем перемещают каретку по направляющим 10 в положение, при котором измерительные элементы в виде индикаторов 3 прямолинейных перемещений находятся в измерительном контакте с внешней поверхностью цилиндра 1, таким образом, что их штоки упруго прижаты к внешней поверхности цилиндра 1 в другой требуемой плоскости измерения, в том числе при другой степени раздвинутости гидроцилиндра.For further measurements, the load is removed from the hydraulic cylinder using a loading mechanism, then the carriage is moved along the guides 10 to a position in which the measuring elements in the form of indicators of rectilinear movement 3 are in measuring contact with the outer surface of the cylinder 1, so that their rods are elastically pressed against the outer surface of the cylinder 1 in another desired measurement plane, including with a different degree of extension of the hydraulic cylinder.

Наличие двух этажей направляющих 10 делает измерительную базу более жесткой.The presence of two floors of guides 10 makes the measuring base more rigid.

Погрешность определения деформаций гидроцилиндра под нагрузкой с шарнирными опорами 6 и 7 штока 2 и цилиндра 1 определяется погрешностью индикаторов 3 прямолинейных перемещений и их базирования относительно вертикальных полок 12 каретки, являющихся непосредственной частью измерительной базы, точностью измерения расстояния L от центра шарнирной опоры 6 гидроцилиндра до плоскости измерения, а также погрешность обусловлена локальными неровностями внешней поверхности цилиндра 1, по которой происходит перемещение места измерительного контакта индикаторов 3 прямолинейных перемещений под действием нагрузки.The error in determining the deformation of the hydraulic cylinder under load with pivot bearings 6 and 7 of the rod 2 and cylinder 1 is determined by the error of the indicators 3 of rectilinear movements and their basing relative to the vertical shelves 12 of the carriage, which are a direct part of the measuring base, the accuracy of measuring the distance L from the center of the hinged support 6 of the hydraulic cylinder to the plane measurement, as well as the error due to local irregularities of the outer surface of the cylinder 1, along which there is a movement of the measuring contact 3 KTA indicators rectilinear movement under load.

Таким образом, происходит упрощение определения деформаций гидроцилиндра под нагрузкой, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений в нескольких поперечных сечениях цилиндра 1 с возможностью перемещения свободных от гидравлической арматуры мест измерительного контакта измерительных элементов с внешней поверхностью цилиндра 1 и определения перекоса продольных осей цилиндра 1 и штока 2 с поршнем между собой.Thus, there is a simplification of the determination of deformations of the hydraulic cylinder under load, as well as an expansion of functionality by providing measurements in several cross sections of the cylinder 1 with the possibility of moving free of hydraulic reinforcement points of measuring contact of the measuring elements with the outer surface of the cylinder 1 and determining the distortion of the longitudinal axes of the cylinder 1 and rod 2 with a piston between each other.

Claims (1)

Стенд для определения радиальных деформаций гидроцилиндра под нагрузкой, содержащий измерительные элементы, находящиеся в измерительном контакте с поверхностью цилиндра, гидропривод для управления степенью сжатия и запирания полостей гидроцилиндра, станину и нагрузочный механизм, способный создавать относительно станины сжимающую гидроцилиндр нагрузку, направленную вдоль прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма для концов гидроцилиндра, отличающийся тем, что имеется измерительная база с кареткой и четырьмя прямолинейными направляющими, расположенными парно в два этажа, закрепленными неподвижно на станине и направленными параллельно прямой линии, соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма, каретка имеет две поперечные полки, расположенные на разных этажах направляющих с обеспечением скользящего поступательного перемещения вдоль них, и две вертикальные полки, закрепленные концами на поперечных полках, перпендикулярно ним, с возможностью перемонтажа по ширине под разный диаметр цилиндра, в качестве измерительных элементов использованы четыре индикатора прямолинейных перемещений часового типа, которые закреплены на вертикальных полках посредством кронштейнов, имеющих возможность перемещения в расположенных по их длине прорезях и позволяющих перемещать с поворотом индикаторы прямолинейных перемещений в плоскости измерения, перпендикулярной соединяющей центры шарнирных опор станины и нагрузочного механизма прямой линии, таким образом, что они при их перемонтаже могут перемещаться относительно измерительной базы попарно в две взаимно перпендикулярные линии измерения, лежащие в плоскости измерения, а их измерительные штоки образуют непосредственный измерительный контакт с поверхностью цилиндра, упруго прижаты к поверхности цилиндра, причем измерительные штоки индикаторов прямолинейных перемещений часового типа имеют рабочую поверхность в виде ножа, прямолинейное острие которого расположено перпендикулярно направлению измерения и лежит в плоскости измерения, кронштейны имеют резьбовые фиксаторы положения индикаторов прямолинейных перемещений относительно вертикальных полок.A stand for determining the radial deformations of a hydraulic cylinder under load, containing measuring elements in measuring contact with the cylinder surface, a hydraulic actuator for controlling the degree of compression and locking of the hydraulic cylinder cavities, a bed and a loading mechanism capable of creating a load compressing the hydraulic cylinder relative to the bed along a straight line connecting centers of hinged supports of the bed and the loading mechanism for the ends of the hydraulic cylinder, characterized in that there is a measuring base with with a straight and four straight guides arranged in pairs on two floors, fixed motionless on the bed and directed parallel to a straight line connecting the centers of the hinged supports of the bed and the loading mechanism, the carriage has two transverse shelves located on different floors of the guides with a sliding translational movement along them, and two vertical shelves, fixed with the ends on the transverse shelves, perpendicular to them, with the possibility of re-mounting in width for different cylinder diameters, as Four measuring indicators of clockwise linear movements are used for the measuring elements, which are mounted on vertical shelves by means of brackets, which can be moved in slots located along their length and allowing moving indicators of linear movement in the measurement plane perpendicular to connecting the centers of the hinged supports of the bed and the load mechanism of the straight lines, so that when they are remounted, they can move relative to the measuring base in pairs in mutually perpendicular measuring lines lying in the measuring plane, and their measuring rods form a direct measuring contact with the surface of the cylinder, are elastically pressed against the surface of the cylinder, and the measuring rods of clock-type indicators of linear movement have a working surface in the form of a knife, the straight edge of which is located perpendicular to the direction measurement and lies in the measurement plane, the brackets have threaded locks for position indicators of linear displacements relative vertical shelves.
RU2019130134U 2019-09-24 2019-09-24 STAND FOR DETERMINING RADIAL HYDROCYLINDER DEFORMATIONS UNDER LOAD RU195048U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130134U RU195048U1 (en) 2019-09-24 2019-09-24 STAND FOR DETERMINING RADIAL HYDROCYLINDER DEFORMATIONS UNDER LOAD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130134U RU195048U1 (en) 2019-09-24 2019-09-24 STAND FOR DETERMINING RADIAL HYDROCYLINDER DEFORMATIONS UNDER LOAD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU195048U1 true RU195048U1 (en) 2020-01-14

Family

ID=69167322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019130134U RU195048U1 (en) 2019-09-24 2019-09-24 STAND FOR DETERMINING RADIAL HYDROCYLINDER DEFORMATIONS UNDER LOAD

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU195048U1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU173016A1 (en) * плт итиз ЧЕС SENSOR FOR DETERMINATION OF RADIAL DEFORMATION
US5060521A (en) * 1989-08-10 1991-10-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Reverse-direct stress testing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU173016A1 (en) * плт итиз ЧЕС SENSOR FOR DETERMINATION OF RADIAL DEFORMATION
SU327395A1 (en) * DEVICE FOR TESTING \ NII RUBBER-METAL CHAINS
SU263238A1 (en) * Г. А. Шлойдо , М. И. Ровинский DEVICE FOR DETERMINATION OF RADIAL DEFORMATION OF A SOIL SAMPLE
US5060521A (en) * 1989-08-10 1991-10-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Reverse-direct stress testing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6591690B1 (en) Material testing machine with dual test space and integral axisymmetric triaxial measurement system
CN108333054B (en) Tunnel three-dimensional model loading test bed and test method for observing tunnel defects
Ma et al. Modelling of transmission accuracy of a planetary roller screw mechanism considering errors and elastic deformations
RU194767U1 (en) STAND FOR DETERMINING RADIAL DEFORMATIONS OF A HYDROCYLINDER UNDER LOAD
CN109297823B (en) Test device and test method for simulating progressive damage of mining rock mass
RU195048U1 (en) STAND FOR DETERMINING RADIAL HYDROCYLINDER DEFORMATIONS UNDER LOAD
RU194631U1 (en) STAND FOR DETERMINING RADIAL DEFORMATIONS OF A HYDROCYLINDER UNDER LOAD
CN110398194A (en) A kind of generator air gap measuring tool and method
CN109632470B (en) Mechanical property test device for duct piece flat plate joint
CN106018087A (en) All-electric ground strength testing device
RU2708915C1 (en) Method of hydraulic cylinder deformation under load with hinge supports of rod and cylinder
RU194863U1 (en) STAND FOR DETERMINING RADIAL DEFORMATIONS OF A HYDROCYLINDER UNDER LOAD
CN102798371B (en) Rock volume deformation measuring sensor and rock test-piece volume deformation measuring method
CN205719781U (en) All-electric ground intensity detection equipment
CN107907091B (en) Measuring device and method for measuring waveform error of lip of waveform lip oil seal mold core
CN109556517B (en) Real-time measurement system for terminal pose of six-foot positioning platform
CN208804130U (en) A kind of absolute altitude regulation device applied to rotor bearing
CN209166771U (en) A kind of spring test device
CN208536800U (en) Diplopore geometric tolerance measuring mechanism
EP3405704A1 (en) Piston-chamber combination
CN207730184U (en) Pivoting support measuring rod
CN107388931B (en) Valve characterization processes and its air valve total length detection method
CN217605301U (en) Damping variable physical similarity simulation support with initial supporting force and contractibility
CN202710408U (en) Rock volume deformation measuring sensor
CN108980215A (en) A kind of absolute altitude regulation device applied to rotor bearing