RU211643U1 - Device for providing simulation of real loading cycles of the resonant stand - Google Patents
Device for providing simulation of real loading cycles of the resonant stand Download PDFInfo
- Publication number
- RU211643U1 RU211643U1 RU2022110356U RU2022110356U RU211643U1 RU 211643 U1 RU211643 U1 RU 211643U1 RU 2022110356 U RU2022110356 U RU 2022110356U RU 2022110356 U RU2022110356 U RU 2022110356U RU 211643 U1 RU211643 U1 RU 211643U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- loading
- resonant
- stand
- torsion
- crankshaft
- Prior art date
Links
- 238000011068 load Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000001808 coupling Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения и может найти применение для испытания материалов на усталость при оценке предела выносливости натурных коленчатых валов, их сегментов. Устройство для обеспечения имитации реальных циклов нагружения резонансного стенда состоит из системы нагружения в горизонтальной плоскости, включающей электродвигатель с гибким приводом и эксцентриковый узел для нагружения на изгиб, блока управления и контроля, испытуемого коленчатого вала, механизма монтажа, пружинных опор, ведущей и ведомой резонансных масс. В конструкцию стенда введен дополнительный механизм нагружения, состоящий из установленного неподвижно относительно ведомой резонансной массы электродвигателя, выходной вал которого соединен с шарнирной муфтой, передающей крутящий момент на скользящую шлицевую пару, представленную в виде шлицевого вала и втулки, жестко соединенной с эксцентриковым узлом для нагружения кручением, размещенным в подшипниковых узлах ведомой резонансной массы, который обеспечивает кручение испытуемого коленчатого вала. Полезная модель позволяет расширить диапазон применения устройства для испытаний коленчатых валов на усталость путем усовершенствования конструкции устройства с максимальным приближением к реальным режимам работы валов при круговом изгибе и одновременно нагружать переменным симметричным циклом изгиба в плоскости кривошипа с постоянной амплитудой напряжения и вводить возбуждение колебаний, при которых вал испытывает кручение. 1 ил. The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for testing materials for fatigue in assessing the endurance limit of full-scale crankshafts and their segments. A device for simulating real loading cycles of a resonant stand consists of a loading system in a horizontal plane, including an electric motor with a flexible drive and an eccentric assembly for bending loading, a control and monitoring unit, a crankshaft under test, a mounting mechanism, spring supports, leading and driven resonant masses . An additional loading mechanism was introduced into the design of the stand, consisting of an electric motor installed motionless relative to the driven resonant mass, the output shaft of which is connected to a swivel coupling that transmits torque to a sliding splined pair, presented in the form of a splined shaft and a bushing rigidly connected to an eccentric assembly for torsion loading located in the bearing units of the driven resonant mass, which provides torsion of the tested crankshaft. The utility model makes it possible to expand the range of application of the device for testing crankshafts for fatigue by improving the design of the device with a maximum approximation to the real operating modes of shafts in circular bending and at the same time load it with a variable symmetrical bending cycle in the crank plane with a constant stress amplitude and introduce vibration excitation at which the shaft experiencing torsion. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения и может найти применение для испытания материалов на усталость при оценке предела выносливости натурных коленчатых валов, их сегментов.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for testing materials for fatigue in assessing the endurance limit of full-scale crankshafts and their segments.
Известен механизм нагружения стенда для проведения усталостных испытаний на кручение. Стенд для испытаний коленчатых валов на усталостную прочность при кручении, содержащий нагружающее устройство, элемент коленчатого вала, один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке нагружающего устройства, отличающийся тем, что в нем используется напрессованный с натягом на свободный конец вала каток, имеющий возможность свободно кататься по опорной плите, которая жестко крепится к столу нагружающего устройства, причем сопряженная с катком поверхность опорной плиты повторяет форму опорной поверхности катка, при этом к катку крепится рычаг, на который через сферический упор, присоединенный к нагружающему сервогидравлическому устройству, передается эксцентричная нагрузка от поршня сервогидравлического нагружающего устройства, под действием которой жестко связанный с рычагом каток может совершать качательное движение вокруг оси, совпадающей с продольной осью коленчатого вала, и передавать крутящий момент элементу коленчатого вала (RU 2570333, МПК G01M 15/02 опубл. 10.12.2015).Known mechanism for loading the stand for fatigue torsion testing. Bench for testing crankshafts for torsion fatigue strength, containing a loading device, an element of the crankshaft, one end of which is rigidly attached through the power take-off flange to a vertical fixed rack of the loading device, characterized in that it uses a roller pressed with an interference fit on the free end of the shaft , having the ability to freely ride on the base plate, which is rigidly attached to the table of the loading device, and the surface of the base plate mated with the roller repeats the shape of the supporting surface of the roller, while a lever is attached to the roller, to which, through a spherical stop attached to the loading servo-hydraulic device, eccentric load from the piston of a servo-hydraulic loading device, under the influence of which a roller rigidly connected to the lever can perform a rocking motion around an axis coinciding with the longitudinal axis of the crankshaft and transmit torque to the crankshaft element (RU 2570333, IPC G01M 15/02 publ. 12/10/2015).
Недостатком известного технического решения является ограниченность функциональных режимов испытаний (испытания при кручении).The disadvantage of the known technical solution is the limited functional test modes (torsion test).
Известна также конструкция механизма нагружения, представленная в виде кривошипно-шатунного механизма. Стенд для испытания на усталостную прочность коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания содержит силовую раму с плитой для размещения на ней опор коренных подшипников коленчатого вала и элемент нагружения. С целью повышения достоверности испытаний стенд дополнительно снабжен консольной балкой с пазом и размещенным в нем пальцем, регулировочными прокладками, системой смазки и регулировочной плитой, размещенной горизонтально внутри силовой рамы и снабженной пазами, а элемент нагружения выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма нагружения, причем плита для размещения опор коренных подшипников коленчатого вала установлена вертикально и жестко соединена с регулировочной плитой, на которой при помощи болтов, проходящих через ее пазы, закреплен механизм нагружения, консольная балка концом жестко соединена с коренной шейкой вала, а пальцем - с шатуном механизма нагружения, регулировочные прокладки размещены между регулировочной плитой и механизмом нагружения, а система смазки соединена с опорами кривошипа механизма нагружения (SU 1603209 МПК G01M 13/00 опубл. 30.10.1990).Also known is the design of the loading mechanism, presented in the form of a crank mechanism. The stand for testing the fatigue strength of the crankshaft of the internal combustion engine contains a power frame with a plate for placing on it the supports of the main bearings of the crankshaft and a loading element. In order to increase the reliability of tests, the stand is additionally equipped with a cantilever beam with a groove and a pin placed in it, adjusting shims, a lubrication system and an adjusting plate placed horizontally inside the power frame and provided with grooves, and the loading element is made in the form of a crank-and-rod loading mechanism, and the plate to accommodate the supports of the main bearings of the crankshaft, it is installed vertically and rigidly connected to the adjusting plate, on which, with the help of bolts passing through its grooves, the loading mechanism is fixed, the cantilever beam is rigidly connected with the end of the main bearing neck of the shaft, and with a pin - with the connecting rod of the loading mechanism, adjusting gaskets are placed between the adjusting plate and the loading mechanism, and the lubrication system is connected to the crank bearings of the loading mechanism (SU 1603209 IPC
Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности ускорения испытаний на усталость в условиях нагружения изгибом.The disadvantage of the known technical solution is the lack of the possibility of accelerating fatigue tests under bending loading conditions.
За прототип выбрано устройство нагружения резонансного стенда, включающее в себя: электродвигатель, гибкий привод и эксцентриковый узел экспериментальной установки. Экспериментальная установка относится к испытательному стендовому оборудованию и применяется для усталостных исследований коленчатых валов при чистом цикле изгиба. Конструкция экспериментальной установки состоит из резонансных масс, электродвигателя, гибкого привода, эксцентрикового узла, пружинных опор, механизма монтажа и испытуемого коленчатого вала (Б.П. Давыдов «Разработка и исследование методов оценки и повышения усталостной долговечности восстановленных деталей: на примере коленчатых валов автомобильных и тракторных двигателей» (Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01008467911 дата обращения: 31.03.2022).For the prototype, the loading device of the resonant stand was chosen, which includes: an electric motor, a flexible drive and an eccentric unit of the experimental setup. The experimental setup refers to test bench equipment and is used for fatigue studies of crankshafts in a pure bending cycle. The design of the experimental setup consists of resonant masses, an electric motor, a flexible drive, an eccentric assembly, spring supports, a mounting mechanism and a crankshaft under test (B.P. Davydov “Development and study of methods for assessing and increasing the fatigue life of remanufactured parts: on the example of crankshafts for automobile and tractor engines” (access mode: https://search.rsl.ru/ru/record/01008467911 accessed: 03/31/2022).
Недостатком существующего устройства нагружения является ограниченность функциональных режимов испытания (испытания при изгибе), что не позволяет воспроизвести условия эксплуатации испытуемого коленчатого вала т.к. в процессе работы вал подвергается действию изгибающих и крутящих нагрузок.The disadvantage of the existing loading device is the limited functional test modes (bending tests), which does not allow reproducing the operating conditions of the tested crankshaft, because during operation, the shaft is subjected to bending and torsional loads.
Технический результат заключается в расширении диапазона применения устройства для испытаний коленчатых валов на усталость путем усовершенствования конструкции устройства с максимальным приближением к реальным режимам работы валов при круговом изгибе.The technical result consists in expanding the range of application of the device for testing crankshafts for fatigue by improving the design of the device with a maximum approximation to the actual operating modes of the shafts in circular bending.
Технический результат достигается тем, что устройство для обеспечения имитации реальных циклов нагружения резонансного стенда состоит из системы нагружения в горизонтальной плоскости, включающей электродвигатель с гибким приводом и эксцентриковый узел для нагружения на изгиб, блока управления и контроля, испытуемого коленчатого вала, механизма монтажа, пружинных опор, ведущей и ведомой резонансных масс. В конструкцию стенда введен дополнительный механизм нагружения, состоящий из установленного неподвижно относительно ведомой резонансной массы электродвигателя, выходной вал которого соединен с шарнирной муфтой, передающей крутящий момент на скользящую шлицевую пару, представленную в виде шлицевого вала и втулки, жестко соединенной с эксцентриковым узлом для нагружения кручением, размещенным в подшипниковых узлах ведомой резонансной массы, который обеспечивает кручение испытуемого коленчатого вала.The technical result is achieved by the fact that the device for providing simulation of real loading cycles of the resonant stand consists of a loading system in a horizontal plane, including a flexible drive electric motor and an eccentric assembly for bending loading, a control and monitoring unit, a crankshaft under test, a mounting mechanism, spring supports , leading and driven resonant masses. An additional loading mechanism was introduced into the design of the stand, consisting of an electric motor installed motionless relative to the driven resonant mass, the output shaft of which is connected to a swivel coupling that transmits torque to a sliding splined pair, presented in the form of a splined shaft and a bushing rigidly connected to an eccentric assembly for torsion loading located in the bearing units of the driven resonant mass, which provides torsion of the tested crankshaft.
На фиг. 1 представлена схема устройства для обеспечения имитации реальных циклов нагружения резонансного стенда.In FIG. 1 shows a diagram of a device for simulating real loading cycles of a resonant stand.
Устройство для обеспечения имитации реальных циклов нагружения резонансного стенда (фиг. 1) состоит из системы нагружения в горизонтальной плоскости, включающей электродвигатель 1 с гибким приводом 2 и эксцентриковый узел для нагружения на изгиб 3, блока управления и контроля 4, испытуемого коленчатого вала 5, механизма монтажа 6, пружинных опор 7, ведущей 8 и ведомой 9 резонансных масс. В конструкцию стенда введен дополнительный механизм нагружения, состоящий из установленного неподвижно относительно ведомой резонансной массы 9 электродвигателя 10, выходной вал которого соединен с шарнирной муфтой 11, передающей крутящий момент на скользящую шлицевую пару, представленную в виде шлицевого вала 12 и втулки 13, с возможностью компенсации угловых перемещений при проведении испытаний на переменный изгиб, а скользящая шлицевая пара компенсирует осевые перемещения. Втулка 13 жестко фиксируется с эксцентриковым узлом для нагружения кручением 14, размещенным в подшипниковых узлах ведомой резонансной массы 9, который обеспечивает кручение испытуемого вала.A device for simulating real loading cycles of a resonant stand (Fig. 1) consists of a loading system in a horizontal plane, including an electric motor 1 with a
Устройство работает следующим образом. Ведущая 8 и ведомая 9 резонансные массы с зафиксированным в механизм монтажа 6 испытуемым коленчатым валом 5 по причине податливости пружинных опор 7 не лишающих резонансные массы 8, 9 всех степеней свободы образуют колебательную систему. Электродвигатель 1 через гибкий привод 2 вращает эксцентриковый узел для нагружения на изгиб 3 и возбуждает колебания резонансных масс 8, 9 с испытуемым коленчатым валом 5, при которых испытуемый коленчатый вал 5 изгибается в горизонтальной плоскости. В свою очередь для имитации реальных циклов нагружения электродвигатель 10 через механизм привода (состоящего из: муфты 11, шлицевого вала 12 и втулки 13) передает вращение на эксцентриковый узел 14, дополнительно возбуждая колебания, при которых испытуемый коленчатый вал 5 скручивается. Синхронизирует работу двух электродвигателей 1 и 10 блок управления и контроля 4.The device works as follows. Leading 8 and driven 9 resonant masses with the
По сравнению с известным решением устройство позволяет расширить диапазон применения устройства для испытаний коленчатых валов на усталость путем усовершенствования конструкции устройства с максимальным приближением к реальным режимам работы валов при круговом изгибе и одновременно нагружать переменным симметричным циклом изгиба в плоскости кривошипа с постоянной амплитудой напряжения и вводить возбуждение колебаний, при которых вал испытывает кручение.Compared with the known solution, the device makes it possible to expand the range of application of the device for testing crankshafts for fatigue by improving the design of the device with a maximum approximation to the real operating modes of the shafts in circular bending and at the same time load it with a variable symmetrical bending cycle in the crank plane with a constant voltage amplitude and introduce oscillation excitation at which the shaft experiences torsion.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU211643U1 true RU211643U1 (en) | 2022-06-16 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115265987A (en) * | 2022-07-28 | 2022-11-01 | 中国人民解放军海军工程大学 | Vibration transmission path experimental device |
RU216636U1 (en) * | 2022-10-06 | 2023-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ) | Cyclic Load Testing Device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5940231A (en) * | 1982-08-31 | 1984-03-05 | Mazda Motor Corp | Device for testing meshing of three shafts |
SU1375961A1 (en) * | 1986-03-03 | 1988-02-23 | Брянский Институт Транспортного Машиностроения | Resonance bed for testing shafts |
RU2247348C1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-02-27 | ФГУП Войсковая часть 44535 | Bench for testing shaft for twisting |
RU171137U1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-05-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Resonance test bench for endurance shafts |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5940231A (en) * | 1982-08-31 | 1984-03-05 | Mazda Motor Corp | Device for testing meshing of three shafts |
SU1375961A1 (en) * | 1986-03-03 | 1988-02-23 | Брянский Институт Транспортного Машиностроения | Resonance bed for testing shafts |
RU2247348C1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-02-27 | ФГУП Войсковая часть 44535 | Bench for testing shaft for twisting |
RU171137U1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-05-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Resonance test bench for endurance shafts |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115265987A (en) * | 2022-07-28 | 2022-11-01 | 中国人民解放军海军工程大学 | Vibration transmission path experimental device |
RU216636U1 (en) * | 2022-10-06 | 2023-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ) | Cyclic Load Testing Device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108362598B (en) | Friction and wear test machine for multifunctional piston-cylinder sleeve system | |
CN109357871B (en) | Engine connecting rod small-end bearing examination test bed and test system | |
CN103308308B (en) | The test unit of clutch coupling or shaft coupling | |
US7107829B2 (en) | Powertrain testing apparatus | |
CN110174226A (en) | A kind of pipeline resonance fatigue test board | |
CN209745511U (en) | Pipeline resonance fatigue test bench | |
CN113466037A (en) | Integrated tester for dynamic and static mechanical properties of clamp and using method thereof | |
RU211643U1 (en) | Device for providing simulation of real loading cycles of the resonant stand | |
CN110579355A (en) | device and method for testing vibration performance of cooling oil in piston of internal combustion engine | |
Satyanarayana et al. | Investigation of the stresses induced in crank shaft AISI E4340 forged steel | |
CN104849048A (en) | Dynamic performance testing machine of joint bearing and transmission shaft rotation drive unit thereof | |
CN111380672B (en) | Test device for torsional vibration damper | |
CN113176162B (en) | Full-floating type piston pin friction test device | |
RU2367922C1 (en) | Test bench for resource testing of elastic clutches | |
CN112763197B (en) | Connecting rod test device for high-temperature fatigue | |
CN105277369B (en) | Single rigidity of support connection diesel generating set equivalent test device and its design method | |
RU201820U1 (en) | FATIGUE TEST RIG | |
CN114235417A (en) | Expandable crankshaft system simulation device of internal combustion engine | |
RU2818443C1 (en) | Universal loading device | |
CN106289790B (en) | A kind of generating set equivalent test device | |
RU43072U1 (en) | STAND FOR MEASURING DYNAMIC CHARACTERISTICS OF Torsional vibration damper | |
JP2016161293A (en) | Crank shaft characteristic test device | |
RU131166U1 (en) | STAND FOR DYNAMIC TESTS OF MULTI-LINK MECHANISMS | |
RU2972U1 (en) | STAND FOR TESTING MODELS OF SHIPBOARD SHAFT | |
TR202020833A2 (en) | Crank Pulley Resonance Strength Tester |