RU2065593C1

RU2065593C1 - Loading device

Info

Publication number: RU2065593C1
Application number: RU93029135A
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Ремизов
Original assignee: Евгений Николаевич Ремизов
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1996-08-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering, test equipment, for building-up of load in test bench power circuits. SUBSTANCE: the loading device has a cover, cylindrical casing accommodating a wave gearing with an internal arrangement of the strain wave generator, having an axial hole. The wave gearing rigid wheel is fastened to the casing. The reduction gear is mechanically connected to a drive positioned eccentrically to the axis of the wave gearing, and its output gear-wheel is coupled with the wave generator. The screw-nut helical gearing, whose nut is installed for axial motion and the screw is coupled with the wave gearing flexible wheel, is positioned in the axial hole of the wave generator. One of the attachment members connected to the object being loaded is connected to the casing, and the other is connected to the nut. The loading device is furnished with a composite cylinder with internal flanges, the external flanges are made on the screw end, and the thrust bearing represents a multi-row plain bearing formed by the flanges of the screw and cylinder. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для создания осевой нагрузки в ветвях контура испытательных стендов, а также при механических испытаниях материалов и конструкций, например, на прочность и жесткость. The invention relates to mechanical engineering, namely to testing equipment, and can be used to create axial load in the branches of the circuit of test benches, as well as during mechanical testing of materials and structures, for example, strength and stiffness.

Известны устройства для испытания конструкций, в которых нагрузка создается при помощи талрепов (стяжная муфта большой длины с резьбами противоположного направления на концах), лебедок или гидравлических силовозбудителей (цилиндр с поршнем и двумя штуцерами для подсоединения маслопроводов). Known devices for testing structures in which the load is created using lanyards (long sleeve with threaded threads in opposite directions at the ends), winches or hydraulic exciters (a cylinder with a piston and two fittings for connecting oil pipelines).

Из них наиболее компактным является талреп, но талреп не имеет привода и не применим в устройствах с автоматизированным процессом нагружения или для создания больших нагрузок, порядка нескольких десятков тонн. Of these, the most compact is the lanyard, but the lanyard has no drive and is not applicable in devices with an automated loading process or for creating large loads, of the order of several tens of tons.

Для работы гидравлического силовозбудителя требуется маслосистема, электрогидроклапаны и маслопроводы, значительно увеличивающие объем стендового оборудования, усложняющие подготовку и проведение испытаний. Наличие масла не позволяет, в ряде случаев, применить эти силовозбудители в специальных испытаниях, например в условиях высоких температур, вакуума и т.д. For operation of a hydraulic power exciter, an oil system, electrohydro valves and oil lines are required, which significantly increase the volume of bench equipment, complicating the preparation and conduct of tests. The presence of oil does not allow, in some cases, the use of these exciters in special tests, for example, in conditions of high temperatures, vacuum, etc.

Известны нагружающие устройства с электрическим и неэлектрическим приводом. Из них ближайшим по технической сущности является "Нагружающее устройство", представленное в заявке N 4786036 от 25.01.91 г. а.с. N 1716363 от 29.01.90 г. кл. G 01M 13/02, содержащее крышку, цилиндрический корпус, размещенную в нем волновую зубчатую передачу с внутренним расположением генератора волн, имеющего осевое отверстие, жесткое колесо которой скреплено с корпусом, расположенный эксцентрично оси волновой зубчатой передачи привод, кинематически связанный с последним редуктор, выходное зубчатое колесо которого связано с генератором волн, передачу винт-гайка, присоединяемые к нагружаемому объекту вилки, первая из которых связана с корпусом, и упорные подшипники, отличающееся тем, что с целью уменьшения габаритов и снижения массы крышка выполнена с полым валом, выходное зубчатое колесо редуктора установлено на последнем с возможностью вращения, передача винт-гайка размещена в осевом отверстии генератора волн и внутри полого вала, гайка передачи установлена в последнем с возможностью осевого перемещения и связана с второй вилкой, винт передачи связан с гибким колесом волновой зубчатой передачи, привод закреплен на торце крышки, последняя скреплена с жестким колесом волновой зубчатой передачи, входное зубчатое колесо редуктора размещено внутри крышки, а первая вилка кинематически связана упорными подшипниками с винтом передачи винт-гайка. Known load devices with electric and non-electric drive. Of these, the closest in technical essence is the "Loading device", presented in the application N 4786036 from 01.25.91 a.s. N 1716363 from 01.29.90, class. G 01M 13/02, comprising a cover, a cylindrical body, a wave gear placed therein with an internal arrangement of a wave generator having an axial bore, a rigid wheel of which is fastened to the body, an eccentric axis of the wave gear, kinematically connected to the latter gearbox, output the gear wheel of which is connected to the wave generator, the transmission is a screw-nut connected to the load object of the fork, the first of which is connected to the housing, and thrust bearings, characterized in that for the purpose to reduce dimensions and reduce weight, the cover is made with a hollow shaft, the output gear wheel of the gearbox is mounted on the latter with the possibility of rotation, the transmission screw-nut is placed in the axial hole of the wave generator and inside the hollow shaft, the transmission nut is installed in the latter with the possibility of axial movement and connected with the second with a fork, the transmission screw is connected to the flexible wheel of the wave gear, the drive is mounted on the end of the cover, the latter is fastened to the hard wheel of the wave gear, the input gear is gear pa taken inside the cap, and the first plug contact bearings kinematically connected to the screw-nut screw transmission.

К недостаткам этого устройства следует отнести наличие узла подпятника, значительно усложняющего конструкцию, увеличивающего вес и габариты изделия, что делает его неконкурентоспособным по сравнению с гидравлическим силовозбудителем, выполняющим аналогичные функции. The disadvantages of this device include the presence of a thrust bearing assembly, which significantly complicates the design, increases the weight and dimensions of the product, which makes it uncompetitive compared to a hydraulic power exciter that performs similar functions.

Наличие покупных деталей упорных подшипников удорожает изделие. The availability of purchased parts of thrust bearings increases the cost of the product.

Целью настоящего изобретения является уменьшение габаритов и веса нагружающего устройства, упрощение и удешевление конструкции. The aim of the present invention is to reduce the size and weight of the loading device, simplifying and cheapening the design.

Поставленная цель достигается заменой узла подпятника с упорными подшипниками многорядным подшипником скольжения, состоящим из наружных фланцев на хвостовике винта и составного цилиндра с внутренними фланцами, закрепленного в корпусе, причем хвостовик составного цилиндра образует отверстие с резьбой для присоединения к внешней силовой цепи, в корпусе выполнено сквозное осевое отверстие соосно с отверстием в генераторе волн волновой передачи, а винтовая передача установлена в сквозном отверстии корпуса. This goal is achieved by replacing the thrust bearing assembly with thrust bearings with a multi-row plain bearing, consisting of outer flanges on the screw shank and a composite cylinder with internal flanges, mounted in the housing, the shank of the composite cylinder forming a threaded hole for connection to an external power circuit, the housing is made through the axial hole is coaxial with the hole in the wave transmission wave generator, and the helical transmission is installed in the through hole of the housing.

На чертеже изображено нагружающее устройство. The drawing shows a loading device.

Нагружающее устройство содержит крышку 1 корпуса с выполненным в ней полым валом, цилиндрический корпус 2, волновую зубчатую передачу с внутренним расположением генератора волн, состоящую из неподвижно закрепленного в корпусе жесткого зубчатого колеса 3, входящего в зацепление с ним гибкого зубчатого колеса 4, размещенного в последнем генератора волн деформации 5, соединенного при помощи штифтов 6 с выходной шестерней 7 редуктора, установленной на полом валу крышки 1, входная шестерня 8 которого установлена на валу привода 9, закрепленного на торце крышки 1 эксцентрично оси волновой передачи. Внутри полого вала и в осевом отверстии генератора волн деформации размещена винтовая передача винт 10 гайка 11, причем винт 10 имеет хвостовик с большим фланцем 12 и малыми фланцами 13. На фланце 12 закреплено гибкое колесо 4 волновой зубчатой передачи при помощи болтов 14. The loading device comprises a housing cover 1 with a hollow shaft made therein, a cylindrical housing 2, a wave gear train with an internal arrangement of a wave generator, consisting of a rigid gear wheel 3 fixedly engaged in the housing, engaging with it a flexible gear wheel 4 located in the latter strain wave generator 5 connected by pins 6 to the output gear 7 of the gearbox mounted on the hollow shaft of the cover 1, the input gear 8 of which is mounted on the shaft of the drive 9, mounted on and the end face of the lid 1 is eccentric to the axis of the wave transmission. Inside the hollow shaft and in the axial bore of the deformation wave generator, a screw gear screw 10 nut 11 is placed, and the screw 10 has a shank with a large flange 12 and small flanges 13. A flexible wheel 4 of the wave gear is fixed to the flange 12 by means of bolts 14.

В корпусе 2 закреплено два полуцилиндра 15 с внутренними фланцами 16, образующими с малыми фланцами 13 хвостовика винта многорядный подшипник скольжения. Число рядов в подшипнике скольжения должно быть больше одного для получения малого удельного давления трущихся поверхностей. Хвостовики полуцилиндров 15, скрепленные гайкой 17, образуют отверстие с резьбой для присоединения к внешней силовой цепи (на чертеже не показана). In the housing 2, two half-cylinders 15 are fixed with internal flanges 16, forming a multi-row plain bearing with small flanges 13 of the screw shank. The number of rows in the sliding bearing should be more than one to obtain a small specific pressure of the friction surfaces. The shanks of the half cylinders 15, fastened with a nut 17, form a threaded hole for connection to an external power circuit (not shown in the drawing).

Гайка 11, имеющая возможность осевого перемещения, снабжена пазом 18, в котором установлена шпонка 19, закрепленная в крышке 1 корпуса. Гайка 11 снабжена хвостовиком 20 с резьбой для присоединения к внешней силовой цепи. Составной цилиндр выполнен из двух полуцилиндров 15 из условий сборки. The nut 11, with the possibility of axial movement, is provided with a groove 18, in which a key 19 is mounted, fixed in the cover 1 of the housing. The nut 11 is equipped with a threaded shank 20 for connection to an external power circuit. The composite cylinder is made of two half cylinders 15 from the conditions of assembly.

Нагружающее устройство работает следующим образом. The loading device operates as follows.

При включении электропривода 9 вращение его вала передается через шестерни 8 и 7 редуктора генератору волн деформации 5. Вращающийся генератор волн деформации 5 за счет овальной формы наружной поверхности создает в гибком зубчатом колесе 4 бегущую волну деформации, которая из-за разности в числах зубьев гибкого колеса 4 и жесткого зубчатого колеса 3, неподвижно закрепленного в корпусе, приводит к волновому преобразованию вращательного движения с большим коэффициентом редукции. Замедленное вращение гибкого колеса 4, соединенного своим фланцем с большим фланцем 12 винта 10, преобразуется в винтовой передаче винт 10 гайка 11 в поступательное перемещение гайки 11 относительно корпуса нагружающего устройства. При этом закрепленная в крышке 1 корпуса шпонка 19 скользит в пазу 18 гайки 11. When the electric drive 9 is turned on, the rotation of its shaft is transmitted through the gears 8 and 7 of the gearbox to the deformation wave generator 5. The rotating deformation wave generator 5, due to the oval shape of the outer surface, creates a running deformation wave in the flexible gear 4, which, due to the difference in the numbers of teeth of the flexible wheel 4 and a hard gear 3 fixedly mounted in the housing, leads to a wave transformation of rotational motion with a large reduction ratio. The slow rotation of the flexible wheel 4, connected by its flange to the large flange 12 of the screw 10, is converted in a screw drive screw 10 nut 11 into the translational movement of the nut 11 relative to the housing of the loading device. At the same time, the key 19 fixed in the cover 1 of the housing slides into the groove 18 of the nut 11.

Поступательное движение гайки 11 приводит к изменению расстояния между хвостовиками полуцилиндров 15 и хвостовиком 20 гайки 11, при этом изменяется длина устройства и, следовательно, в замкнутой внешней силовой цепи с нагружаемым объектом создается силовая нагрузка. The translational movement of the nut 11 leads to a change in the distance between the shanks of the half cylinders 15 and the shank 20 of the nut 11, while the length of the device changes and, therefore, a power load is created in a closed external power circuit with a loaded object.

При выдвижении гайки 11 сжимающая осевая силовая нагрузка воздействует на хвостовик 20, гайку 11, винт 10, его фланцы 13, фланцы 16 полуцилиндров 15, хвостовики полуцилиндров 15. When the nut 11 is extended, a compressive axial force load acts on the shank 20, the nut 11, the screw 10, its flanges 13, the flanges 16 of the half cylinders 15, the shanks of the half cylinders 15.

При утапливании гайки 11 осевая силовая нагрузка изменяется на растягивающую. Изменение направления перемещения гайки 11 осуществляется путем реверсирования привода 9. Корпус устройства при этом остается свободным от осевой силовой нагрузки. When the nut 11 is sunk, the axial force load changes to tensile. Changing the direction of movement of the nut 11 is carried out by reversing the actuator 9. The housing of the device remains free of axial power load.

Реактивный крутящий момент, возникающий при работе нагружающего устройства, воздействует на гибкое зубчатое колесо 4, винт 10, гайку 11, шпонку 19, крышку 1 корпуса, жесткое зубчатое колесо 3. Reactive torque that occurs during operation of the loading device acts on a flexible gear 4, screw 10, nut 11, key 19, housing cover 1, hard gear 3.

Для сохранения ранее созданного усилия при выключении электропитания привода 9 винтовая передача винт 10 гайка 11 выполнена самотормозящейся. To maintain the previously created effort when turning off the power supply of the drive 9, the screw drive screw 10 nut 11 is made self-braking.

По сравнению с прототипом предлагаемое нагружающее устройство имеет следующие технико-экономические преимущества: меньшие габариты и вес, отсутствует узел подпятника, дефицитные упорные подшипники, конструкция устройства более простая и дешевая. Compared with the prototype, the proposed loading device has the following technical and economic advantages: smaller dimensions and weight, no thrust bearing assembly, scarce thrust bearings, the design of the device is simpler and cheaper.

Claims

A loading device comprising a cover, a cylindrical housing, a wave gear train located therein with an internal arrangement of a deformation wave generator having an axial hole, a rigid wheel of which is fastened to the housing, an actuator eccentrically connected to the wave gear axis kinematically coupled to the latter gearbox, an output gear wheel which is connected with the wave generator, the screw gear located in the axial hole of the wave generator screw nut, the nut of which is installed with the possibility of axial move, and the screw is connected to a flexible wave transmission wheel, fasteners attached to the loadable object, one of which is connected to the housing, and the other is connected to the nut, and a thrust bearing, characterized in that the loading device is equipped with a composite cylinder with inner flanges, the flange of the screw has external flanges, and the thrust bearing is a multi-row plain bearing formed by the flanges of the screw and cylinder.