Изобретение относится к машиностроению к испытаниям деталей машин, а именно к испытаниям упругих призматических шпонок на выносливость, долговечность и надежность. The invention relates to the field of engineering for testing machine parts, namely, for testing elastic prismatic keys for endurance, durability and reliability.
Известен стенд для испытания шпоночных соединений, преимущественно шлицевых см. авт. св. СССР N 947676, G 01 M 13/00, 1982, состоящий из герметичного корпуса, в котором на вибраторах установлено основание. К основанию жестко крепятся опоры, имеющие отверстия под подшипники опор испытываемого соединения в виде шлицевого соединения, имеющего шлицевой вал и шлицевую втулку. Шлицевой вал проходит через полый вал, внутри которого установлено эксцентриковое устройство в виде втулки. Полый вал установлен в опорах и жестко соединен с шестерней, находящейся в зацеплении с шестерней привода. Испытываемый вал жестко соединен с переходником, смонтированным на одной из крайних опор, и не вращается. Устройство нагружения крутящимся моментом состоит из силового гидроцилиндра, трехплечего рычага, шарнирно соединенного с основанием и тяг, соединенных с фланцем шлицевой втулки. Известное решение [1] принято за прототип. A well-known stand for testing keyed joints, mainly slotted, see ed. St. USSR N 947676, G 01 M 13/00, 1982, consisting of a sealed enclosure in which a base is mounted on the vibrators. Supports having holes for bearing bearings of the test compound in the form of a spline connection having a spline shaft and a spline sleeve are rigidly fixed to the base. The splined shaft passes through the hollow shaft, inside of which an eccentric device in the form of a sleeve is installed. The hollow shaft is mounted in bearings and is rigidly connected to the gear gear meshed with the drive gear. The test shaft is rigidly connected to the adapter mounted on one of the extreme supports, and does not rotate. The torque loading device consists of a power hydraulic cylinder, a three-arm lever pivotally connected to the base and rods connected to the flange of the splined sleeve. The known solution [1] is taken as a prototype.
Технический результат изобретения расширение возможностей испытаний упругих призматических шпонок на выносливость, долговечность и надежность в широком диапазоне частот нагружения и при различных циклах нагружения. The technical result of the invention is the expansion of the capabilities of testing elastic prismatic keys for endurance, durability and reliability in a wide range of loading frequencies and at various loading cycles.
На фиг. 1 изображен общий вид стенда для испытаний упругих призматических шпонок; на фиг. 2 то же, вид А; на фиг. 3 шпоночная головка, разрез Б-Б; на фиг. 4 фиг. 3, сечение В-В, до нагружения; на фиг. 5 фиг. 3, сечение В-В, после нагружения, на фиг. 6 фиг. 3, сечение Г-Г. In FIG. 1 shows a general view of a bench for testing elastic prismatic dowels; in FIG. 2 the same, view A; in FIG. 3 key head, section BB; in FIG. 4 of FIG. 3, section BB, prior to loading; in FIG. 5 of FIG. 3, section BB, after loading, in FIG. 6 of FIG. 3, section GG.
Стенд для испытаний упругих призматических шпонок состоит из рамы 1, двигателя 2, например, электродвигателя, сменного профильного кулачка 3, опоры 4, шпоночной головки 5 и рычага 6 с регулировочным винтом 7. Для установки рамы в горизонтальное положение служат ножки 8. Электродвигатель 2 и опора 4 крепятся к раме 1 при помощи, например, болтов. The test bench for elastic prismatic keys consists of a frame 1, an engine 2, for example, an electric motor, a replaceable profile cam 3, a support 4, a key head 5 and a lever 6 with an adjusting screw 7. To set the frame in a horizontal position, legs 8. Electric motor 2 and the support 4 is attached to the frame 1 using, for example, bolts.
Шпоночная головка 5 состоит из неподвижного вала 9, втулки 10, подшипников 11 и 12, шайбы 13, гайки 14 и испытуемой упругой призматической шпонки 15. Неподвижный вал 9 жестко закреплен в опоре 4 своей хвостовой, например, квадратной хвостовой частью между основанием опоры 16 и крышки 17, при помощи, например, шпилек 18 и гаек 19. Втулка 10 шпоночной головки 5 жестко соединена с рычагом 6, например, при помощи сварки. The key head 5 consists of a fixed shaft 9, a sleeve 10, bearings 11 and 12, a washer 13, a nut 14, and a tested elastic prismatic key 15. The fixed shaft 9 is rigidly fixed in the support 4 of its tail, for example, a square tail between the base of the support 16 and the cover 17, using, for example, studs 18 and nuts 19. The sleeve 10 of the key head 5 is rigidly connected to the lever 6, for example, by welding.
Для испытаний упругой призматической шпонки 15 ее устанавливают в паз неподвижного вала 9. На вал 9 со шпонкой 15 устанавливают втулку 10 с рычагом 6, в котором имеется такой же шпоночный паз как и на валу 9. Во втулке 10 установлены подшипники 11 и 12 с посадкой с натягом, а с валом они образуют скользящую посадку. Это позволяет легко устанавливать или снимать втулку 10 с валом 9. В осевом направлении втулка 10 крепится гайкой 14 через шайбу 13. For testing an elastic prismatic key 15, it is installed in the groove of the fixed shaft 9. On the shaft 9 with the key 15, a sleeve 10 with a lever 6 is installed, in which there is the same keyway as on the shaft 9. Bearings 11 and 12 are installed in the sleeve 10 with the fit with an interference fit, and with a shaft they form a sliding fit. This makes it easy to install or remove the sleeve 10 with the shaft 9. In the axial direction, the sleeve 10 is attached with a nut 14 through the washer 13.
Испытания упругой призматической шпонки 15 на стенде производят следующим образом. В шпоночную головку 5 устанавливают шпонку 15. С помощью регулировочного болта 7 выбирают зазор по минимальному размеру кулачка. При вращении вала двигателя 2, кулачок 3 вращается, при этом рычаг 6 через регулировочный болт 7 отклоняется, сообщая угловое перемещение втулке 10. Втулка 10 давит на шпонку 15, установленную в неподвижном валу 9, и деформирует ее в пределах высоты кулачка, а далее возвращается в первоначальное положение. Цикл нагружения зависит от профиля кулачка, а частота нагружения от частоты вращения вала двигателя и числа профилей на начальном диске кулачка. Испытания упругой призматической шпонки на выносливость производят до полного разгружения или потери упругих свойств. Для измерения нагрузок, деформаций и напряжений, которые возникают при испытании шпонок применяют известные методы. Tests of the elastic key 15 on the bench is as follows. A key 15 is installed in the keyhead 5. Using the adjusting bolt 7, a clearance is selected for the minimum cam size. When the shaft of the engine 2 is rotated, the cam 3 rotates, while the lever 6 is rejected through the adjusting bolt 7, giving an angular movement to the bush 10. The bush 10 presses the key 15 mounted in the stationary shaft 9 and deforms it within the height of the cam, and then returns in original position. The loading cycle depends on the cam profile, and the loading frequency on the engine shaft speed and the number of profiles on the initial cam disk. Endurance tests of an elastic prismatic key are carried out until complete unloading or loss of elastic properties. Known methods are used to measure the loads, strains and stresses that occur during the testing of keys.
