RU2013761C1

RU2013761C1 - Proving stand for fatigue strength testing of piece with through hole in middle part

Info

Publication number: RU2013761C1
Authority: RU
Inventors: А.П. Коровин; С.А. Скирич; С.Н. Шинкаренко; Ю.Ф. Юрченко
Original assignee: Производственное объединение "Луганский тепловозостроительный завод им.Октябрьской революции"
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering, measurement technology for rolling stock testing. SUBSTANCE: as object for testing operation four-axes truck thrust mechanism of diesel locomotive can be chosen and for this purpose it is installing on pins 3 of supporting bed 2 by ends openings and by middle part it is fitting at ball-bearing pivot 5. Tow-bars clips are fixing at post stops and side surface of piece under testing. Vibration exciter is fastening by studs using under at piece surface under pivot unit. Strain gauges are fitting at piece surface too. After pump putting to operation working liquid are going to power cylinders 21 through electrically controlled sliding valve to power cylinders bars 22 reversed motion and alternative loading generation by synchronous operating of power cylinders 21. Electric driver of vibration exciter is putting to operation simultaneously with power cylinders. Cylinders bars 22 action is translated to piece under testing by tab 23 and pin 3, but transverse loading is created by another cylinder 11 while piece under testing is retaining in setting on position by stops and tow-bars. Under vibration exciter action piece moves alternatively in vertical plane. Vibration pickups signals are recording by oscilloscope. Ball-type connection of transverse loading mechanism and ball-type junction of pivot 5 provide steady-state directions keeping for transverse and longitudinal forces. EFFECT: more effective operating of proving stand mechanism. 5 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на усталостную прочность элементов конструкции железнодорожного подвижного состава. The invention relates to testing equipment, in particular to tests for fatigue strength of structural elements of railway rolling stock.

Известен стенд для испытания шатунов на усталость, содержащий виброизоляционную раму, на которой размещены устройство для установки нижними головками под одинаковыми углами к горизонтали двух шатунов с датчиками силы с возможностью поворота в вертикальной плоскости, пружинный механизм статического нагружения, механизм динамического нагружения, выполненный в виде электродинамического возбудителя колебаний. Механизмы нагружения шатунов расположены по концам балки с противоположных сторон от ее опоры, кроме этого на балке закреплена подвеска с осью для установки на ней верхних головок шатунов (а. с. N 1455253, кл. G 01 M 13/00, 1989). A well-known stand for testing connecting rods for fatigue, containing a vibration-isolating frame, on which there is a device for installing two connecting rods with the force sensors with the ability to rotate in the vertical plane with the lower heads at equal angles to the horizontal, a spring mechanism of static loading, a mechanism of dynamic loading, made in the form of electrodynamic pathogen oscillations. The connecting rod loading mechanisms are located at the ends of the beam from opposite sides of its support, in addition, a suspension with an axis is fixed to the beam for installing the upper connecting rod heads on it (A.S. N 1455253, class G 01 M 13/00, 1989).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является устройство для испытания на усталостную прочность детали со сквозным отверстием в средней части, содержащее установленный на основании опорный элемент, подвижный в продольном направлении, для размещения на нем испытываемой детали, а также подвижный в вертикальном направлении нагружающий элемент, по обе стороны которого размещены толкатель и распорная плита с валиками, один из которых расположен между нагружающим элементом и толкателем, а второй - между толкателем и распорной плитой, которая взаимодействует с поверхностью отверстия в детали. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution is a device for testing the fatigue strength of a part with a through hole in the middle part, containing a support element mounted on the base, movable in the longitudinal direction, to place the tested part on it, and also movable in the vertical direction a loading element, on both sides of which a pusher and a spacer plate with rollers are placed, one of which is located between the loading element and the pusher m, and the second between the pusher and the spacer plate, which interacts with the surface of the hole in the part.

Недостаток известного устройства - возможность только продольного нагружения, в то время как конструкция ж/д подвижного состава испытывают вибрации и поперечные нагрузки при движении ж/д транспортного средства в прямых и кривых участках пути. В результате снижается эффективность испытаний вследствие неполной имитации эксплуатационных режимов нагружения. A disadvantage of the known device is the possibility of only longitudinal loading, while the railway structure of the rolling stock experience vibrations and lateral loads when the railway vehicle is moving in straight and curved sections of the track. As a result, the test efficiency is reduced due to incomplete simulation of operational loading conditions.

Цель изобретения - повышение эффективности испытаний путем имитации эксплуатационных режимов нагружения. The purpose of the invention is to increase the efficiency of tests by simulating operational loading conditions.

Поставленная цель решается тем, что в стенде для испытаний на усталостную прочность детали со сквозным отверстием в средней части, содержащем установленные на основании опоры для закрепления концов испытываемой детали и узел ее нагружения, концы детали закреплены на опорах посредством пальцев. Узел нагружения включает в себя размещенный в отверстии испытываемой детали шкворень, закрепленный на раме, поперечно зарепленный на основании относительно рамы силовой цилиндр, шток которого шарнирно соединен с тягой, несущий упор для взаимодействия с боковой поверхностью испытываемой детали, две параллельные силовому цилиндру тяги, связывающие соответствующие опоры со стойками основания, и закрепленные на раме вдоль нее дополнительные силовые цилиндры, штоками связанные с концами пальца одной из опор. The goal is solved in that in the test bench for fatigue strength of the part with a through hole in the middle part containing mounted on the base of the support for securing the ends of the test part and its loading unit, the ends of the part are fixed to the supports by means of fingers. The loading unit includes a king pin located in the hole of the tested part, mounted on the frame, transversely fixed on the base relative to the frame of the power cylinder, the rod of which is pivotally connected to the rod, bearing a stop for interaction with the side surface of the tested part, two parallel to the traction cylinder, connecting the corresponding supports with uprights of the base, and additional power cylinders fixed on the frame along it, rods connected with the ends of the finger of one of the supports.

На фиг. 1 изображен стенд для испытания на усталостную прочность детали со сквозными отверстиями в средней части, общий вид; на фиг. 1 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - гидравлическая схема стенда. In FIG. 1 shows a test bench for fatigue strength of a part with through holes in the middle part, general view; in FIG. 1 - the same, top view; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 4 is a view B in FIG. 3; in FIG. 5 is a hydraulic diagram of the stand.

Стенд содержит установленные на основании 1 опоры 2 с пальцами 3 для закрепления концов испытываемой детали 4, имеющей сквозное отверстие в средней части и узел ее нагружения, включающий шкворень 5, закрепленный на раме 6 и размещенный посредством шарового соединения в отверстии испытываемой детали 4. На основании 1 поперечно относительно рамы 6 закреплен механизм поперечного нагружения испытываемой детали 4, состоящий из силового цилиндра 11, шток 12 которого посредством шарового соединения 13 и оси 14 соединен с тягой 15, а последняя посредством шарового соединения 16 и оси 17 - с упором 18 для присоединения к боковой поверхности испытываемой детали 4 в средней части. Параллельно силовому цилиндру 11 расположены две тяги 19, связывающие опоры 2 со стойками 20 основания 1. На раме 6 вдоль нее закреплены дополнительные силовые цилиндры 21 узла нагружения испытываемой детали 4 продольной переменной нагрузкой, штоки 22 которых связаны через траверсу 23 с концами пальца 3 одной из опор 2. Под шкворнем 5 размещен вибровозбудитель 24 направленного действия с электроприводом 25, снабженный шпильками 26 для закрепления на испытываемой детали 4 и роликом 27 для передачи динамической нагрузки от вибровозбудителя 24 к испытываемой детали 4. Силовые цилиндры 11 и 21 через трубопроводы 28 и 29, электрозолотниковые механизмы 2; 30 и 31, емкость 32 связаны с насосом 33, т. е. подключены к единой гидравлической системе, обеспечивающей их синхронную работу, что позволяет нагружать испытываемую деталь 4 поперечной и продольной нагрузкой одновременно. The stand contains mounted on the base 1 supports 2 with fingers 3 for securing the ends of the test part 4, having a through hole in the middle part and its loading unit, including the pin 5, mounted on the frame 6 and placed by ball connection in the hole of the tested part 4. On the basis of 1 transversely relative to the frame 6, a transverse loading mechanism of the test part 4 is fixed, consisting of a power cylinder 11, the rod 12 of which is connected to the rod 15 by means of a ball joint 13 and an axis 14, and the latter by ball connection 16 and the axis 17 - with a stop 18 for attachment to the side surface of the test part 4 in the middle part. Parallel to the power cylinder 11, two rods 19 are located, connecting the supports 2 with the uprights 20 of the base 1. On the frame 6 along it are additional power cylinders 21 of the unit for loading the test part 4 with a longitudinal variable load, the rods 22 of which are connected through the yoke 23 to the ends of the finger 3 of one of supports 2. Under the kingpin 5 there is a directional exciter 24 with an electric drive 25, equipped with studs 26 for fastening to the test part 4 and a roller 27 for transmitting dynamic load from the exciter 24 to the test my pieces 4. Power cylinders 11 and 21 through conduits 28 and 29, elektrozolotnikovye mechanisms 2; 30 and 31, the reservoir 32 is connected to the pump 33, i.e., connected to a single hydraulic system that ensures their synchronous operation, which allows the test piece 4 to be loaded with transverse and longitudinal loads simultaneously.

Устройство работает следующим образом. Испытываемую деталь устанавливают концевыми отверстиями на пальцы 3 опоры 2, а средней частью - на шкворне 5 посредством шарового соединения 16. Упоры 18 тяг 15 закрепляют на боковой поверхности детали 4 пальцев 2, а вибровозбудитель 25 закрепляют посредством шпилек 16 на детали 4 под шкворневым узлом 5. К испытываемой детали 4 прикрепляют тензоэлементы (на черт. не показаны). The device operates as follows. The test piece is installed with the end holes on the fingers 3 of the support 2, and the middle part on the pin 5 by means of a ball joint 16. The stops 18 of the rods 15 are fixed on the side surface of the part 4 of the fingers 2, and the vibration exciter 25 is fixed by means of pins 16 on the part 4 under the pin assembly 5 . To the test part 4 are attached strain gauges (not shown in the drawing).

При запуске насоса 33 (фиг. 5) рабочая жидкость из емкости 32 подается в цилиндры 11 и 21 через электрозолотниковые механизмы 29 и 30, обеспечивающие реверсирование хода штоков гидроцилиндров 11 и 21 для создания знакопеременных нагрузок и синхронность включения - выключения цилиндров 11 и 21. Одновременно включают электропривод 25 вибровозбудителя 24. Штоки цилиндров 21 создают продольную нагрузку, передаваемую через палец 3 на испытываемую деталь 4, а шток 12 цилиндра 11 создает поперечные нагрузки, при этом тяги 19 стоек 20 удерживают испытываемую деталь 4 в заданном положении. От вибровозбудителя 24 испытываемая деталь 4 совершает колебания в вертикальной плоскости. Показания тензодатчиков фиксируются осциллографами. When starting the pump 33 (Fig. 5), the working fluid from the tank 32 is supplied to the cylinders 11 and 21 through the electroshaft mechanisms 29 and 30, providing reversal of the travel of the rods of the hydraulic cylinders 11 and 21 to create alternating loads and synchronization of turning on and off of the cylinders 11 and 21. Simultaneously turn on the electric drive 25 of the vibration exciter 24. The rods of the cylinders 21 create a longitudinal load transmitted through the finger 3 to the test piece 4, and the rod 12 of the cylinder 11 creates lateral loads, while the rods 19 of the racks 20 hold the test piece 4 in the set position. From the vibration exciter 24, the test piece 4 vibrates in a vertical plane. The load cell readings are recorded by oscilloscopes.

Шаровые соединения 13 механизма передачи поперечной нагрузки и шаровые соединения 16 шкворневого узла 5 обеспечивают постоянное направление приложения поперечной и продольной силы. В результате исключаются погрешности при испытании детали 4 и повышается достоверность результатов. Ball joints 13 of the lateral load transmission mechanism and ball joints 16 of the pivot assembly 5 provide a constant direction of application of lateral and longitudinal forces. As a result, errors in testing part 4 are eliminated and the reliability of the results increases.

Claims

FASTENED TEST BENCH FOR PARTS WITH A THROUGH HOLE IN THE MIDDLE PART, containing mounted on the base of the support for securing the ends of the test part and its loading unit, characterized in that the ends of the part are fixed to the supports by means of fingers, and the loading unit includes placed in the hole of the test part, a kingpin mounted on the frame, transversely mounted on the base relative to the frame of the power cylinder, the rod of which is pivotally connected to a rod bearing a stop for interaction with the lateral the surface of the tested part, two thrust parallel to the power cylinder, connecting the respective supports to the base posts, and additional additional power cylinders fixed longitudinally on the frame, connected by rods to the ends of the finger of one of the supports.