SU1735734A1 - Способ испытани торсионных валов на усталость и стенд дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: в транспортном машиностроении . Сущноеть изобретени : торсионный вал до нагружени  его циклическим моментом предварительно нагружают двум  изгибающими моментами в двух плоскост х , проход щих через ось вала, при этом нагружение одним из изгибающих моментов происходит в одной плоскости, а другим - в плоскости, перпендикул рной первой. Стенд снабжен механизмами предварительного нагружени  каждого торсионного вала изгибающими моментами, направл ющими , опорными площадками и средствами перемещени  механизмов нагружени  изгибающими моментами. Механизм предварительного нагружени  крут щим моментом выполнен з виде лебедки с двум  барабанами с автономным приводом 2 с,п.ф-лы, 4 ил,

Description

СП

с

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, в частности к стендам дл  усталостных испытаний.

Известен стенд дл  испытани  торсионных рессор на усталость.

Стенд содержит маховик, установленный в подшипники, боковые опорные кронштейны , механизм возбуждени  резонансных колебаний и создани  предварительных напр жений в испытуемых торсионных рессорах, которые соедин ютс  одним концом с валом маховика.

Недостатком известной конструкции  вл етс  отсутствие возможности испытани  торсионных рессор с закручиванием на углы, равные или большие углов закручивани , наблюдающихс  при эксплуатации, что ограничиваетс  углом закрутки второй рессоры из-за необходимости закрутки первой рессоры на угол, в 2 раза превышающий номинал.

Указанный стенд не позвол ет также производить испытани  с учетом вли ни  реальных нагрузок.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  стенд дл  испытани  торсионных валов на усталость, представл ющий собой замкнутую кинематическую цепь, состо щую из редуктора предварительной закрутки, испытуемых торсионных валов, качающегос  коромысла, несущего инерционный вибратор , соединенные между собой гибкой передачей . Асимметри  циклов нагружени  обеспечиваетс  предварительным закручиванием торсионов в захватах редукторов на равные по величине, но противоположные по знаку углы.

Недостатки стенда в том, что он не позвол ет воспроизводить перекосы и сдвиги торсионных валов, которые в реальных услови х эксплуатации гусеничных машин наXI GO СЛ

xj СО

ь

гружают их дополнительными изгибными напр жени ми.

Указанные перекосы возникают от несоосности и смещени  опор торсионного вала и неизбежны в процессе изготовлени , а также вследствие деформации корпуса машины при ее движении по дороге.

Недостатки этого стенда в том, что нагрузка от закручивани  торсионных валов передаетс  на черв чные зацеплени  редуктора предварительной закрутки, что приводит к повышенному износу зубьев черв чного зацеплени  и уменьшению их прочности, а также к изменению угла закручивани  торсионных валов при их длительных усталостных испытани х за счет износа зубьев и уменьшени  их прочности.

Все это не позвол ет получить фактическую гамму напр жений от изгиба и кручени , необходимую дл  оценки нагруженности торсионного вала при выборе его параметров.

Цель изобретени  - повышение достоверности испытаний торсионных валов за счет приближени  условий испытаний к реальным услови м эксплуатации их,

Указанна  цель достигаетс  использованием способа испытаний, заключающегос  в том, что вал до нагружени  его циклическим моментом предварительно нагружают двум  изгибающими моментами в двух плоскост х, проход щих через ось вала , при этом нагружение одним из изгибающих моментов производ т в одной плоскости, а другим- в плоскости, перпендикул рной первой.

Данный способ достигаетс  стендом, который снабжен механизмами предварительного нагружени  каждого вала изгибающими моментами, при этом каждый механизм снабжен направл ющими, опорными площадками и средствами их переме- щени . Пассивные захваты опоры выполнены с рычагами.

Механизм предварительного нагружени  крут щим моментом выполнен в виде лебедки с двум  барабанами дл  намотки тросов, имеющими автономные приводы, один из тросов соединен с рычагом пассив- ного захвата и одним из барабанов, а другой - с рычагом другого пассивного захвата и другим из барабанов.

Один из механизмов предварительного нагружени  изгибающим моментом выполнен в виде св занного с пассивным захватом поворотного кронштейна, ось шарнира которого перпендикул рна оси испытуемого вала, другой механизм предварительного нагружени  изгибающим моментом выполнен в виде опорного кронштейна, установленного с возможностью перемещени  по направл ющим параллельно оси шарнира первого механизма, а средство перемещени  механизмов выполнено в виде винтов,

взаимодействующих с опорными площадками и соответствующими кронштейнами, при этом механизмы предварительного нагружени  изгибающими моментами расположены последовательно со стороны

0 пассивного захвата каждого испытуемого вала.

На фиг.1 изображена принципиальна  схема стенда, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - схема нагружени  испы5 тываемого торсионного вала; на фиг.З - бокова  опора с механизмами нагружени  изгибающими моментами; на фиг,4 - разрез А-А на фиг.З.

Нагружение торсионных валов указан0 ным способом позвол ет исследовать упругие характеристики валов и проводить выбор рациональных режимов заневолива- ни , а также исследовать вли ние технологических перекосов опор валов и упругих

5 деформаций днища и блика подвески гусеничных машин на усталостную прочность валов.

Стенд дл  испытани  состоит из торсионных валов) маховика 1 со сферическими

0 подшипниками, боковых опор 2, механизма предварительного нагружени  крут щим моментом, выполненного в виде лебедки 7 с двум  барабанами, механизма нагружени  циклическим крут щим моментом, который содержит электродвигатель 3 привода, бесступенчатый привод 4, кривошипно-ша- тунный механизм 5, муфту 6 фрикционную, пульт 8 управлени  (не показан), стойки 9 управлени .

0 Маховик 1 с активными захватами на его торцах выполнен в виде вала с набором дисков, устанавливаемого на подшипниках. Установка различного числа дисков на вал дает возможность регулировать резонанс5 ную частоту колебаний торсионных валов 10. завис щую от жесткости торсионных валов и момента инерции маховика.-Привод 4 при помощи троса 11 сообщает маховику возвратно-колебательное движение, вос0 полн   потери энергии в опорах и на торси- онных валах при установившемс  движении.

Бокова  опора 2 содержит поворотный вал 12 с пассивным захватом 13 и рычагом

5 14 дл  установки торсионного вала 10 и предварительного нагружени  его крут щим моментом с помощью тросов 23, поворотного кронштейна 17 с поворотом вокруг оси 18 винтом 20, дл  предварительного нагружени  торсионного вала изгибающим

моментом; опорный кронштейн 19 с перемещением по направл ющей 22 винтом 21, дл  предварительного нагружени  вала изгибающим моментом в другой плоскости, рычаг 15 дл  фиксации торсионного вала относительно корпуса винтами 25 жестко на упор 16.

Электродвигатель 3 приводит в колебательное движение резонансную систему торсионный вал - маховик от среднего зна- чени  угла предварительно закрученного торсионного вала.

Кривошипно-шатунный механизм 5 предназначен дл  преобразовани  вращательного движени  в возвратно-колебатель- ное и измен ет угол колебани  торсионных валов за счет поворота кривошипа при помощи черв чной передачи (не показана).

Бесступенчатый привод 4 обеспечивает совпадение собственной резонансной час- тоты системы торсион - маховик с частотой импульсов энергии, подводимой электродвигателем 3. Достигаетс  за счет бесступенчатого регулировани  числа оборотов.

Муфта 6 фрикционна  представл ет со- бой набор фрикционных дисков, одни из которых имеют внутренние шлицы и сид т на валу, другие - наружные - сид т в барабане . Фрикционна  муфта передает движение от кривошипно-шатунного механизма на маховик 1 при помощи троса 11. При поломке торсионного вала муфта пробуксовывает , обеспечива  сохранение привода.

Лебедка 7 состоит из установленных на раме следующих агрегатов: приводной асинхронный двигатель, тормоз ТКТГ-200М, редуктор лебедки, состо щий из черв чной и планетарной передач и двух барабанов. расположенных на соосных валах.

Стенд работает следующим образом.

Устанавливают торсионные валы в гнезда активных захватов маховика 1 и гнезда пассивных захватов боковых опор 2. Вращением винта 20 разворачивают пассивные захваты 13 в каждой опоре 2 дл  приложе- ни  крут щего момента Мкр.2 к торсионным валам с целью его изгиба. Максимальный угол перекоса + 1°. Вращением винта 21 и вывинчиванием аналогичного винта сдвигают опорный кронштейн 19 в каждой опоре 2 дл  приложени  изгибающего момента Мизг. к торсионным валам. Максимальна  несоосность + 10 мм. Нажимают кнопку Пуск электролебедки 7 и производ т выборку троса 23г Выключают электролебедку и осматривают трос: правильно ли он расположен по блокам и барабану. Включают электролебедку и производ т закрутку торсионного вала. Угол поворота торсионного вал максимальный р макс 80°. При установке двух торсионных валов одинаковой длины и жесткости каждый закручивают на максимальный средний угол р ср-макс 40° и маховик разворачивают делением 40° против положени  О. При этом одновременно от соеднего положени  смест тс  заделки тросов на маховике 1 и фрикционной муфте 6. При подходе к.заданному углу нажимают на кнопку Стоп электролебедки. Ввод т винтом 24 в шлицевое зацепление с поворотным валом 12 рычаг 15. Опорный винт 25 упирают в корпус поворотного кронштейна 17 и подкладывают опорный брус 16 с прокладками. Опорный винт 25 освобождают от нагрузки.

Включают реверс электролебедки, нажимают на кнопку Пуск электролебедки и освобождают трос от нагрузки. Нажимают кнопку Стоп электролебедки и руко тку реверса устанавливают в нулевое положение . Рычагом переключени  барабанов электролебедки выключают барабан, на котором производ т работу и включают второй барабан. Нажимают кнопку Пуск электролебедки и производ т выборку троса от второго барабана. След т за рычагом 14. Его необходимо стронуть с опорного бруса и всю нагрузку передают на трос. Выключают электролебедку и осматривают трос: правильно ли он расположен по блокам и барабану. Вывод т во второй боковой опоре 2 винтом 24 из шлицевого зацеплени  поворотного вала рычаг 15. Включают электролебедку и производ т закрутку второго торсионного вала. Максимальный угол поворота второй опоры торсионного вала также риакс - 80°. Если перва  опора торсионного вала повернута на +80°, а втора  - на -80°, то при одинаковой длине и жесткости торсионных валов маховик 1 займет свое первоначальное положение О, а торсионные валы закручены крут щим моментом МКр на средний угол р Ср макс. 80°. от которого ведетс  раскачка. Заделки троса на маховике и фрикционной муфте займут исходное положение. При подходе к заданному углу закрутки нажимают на кнопку Стоп электролебедки. Ввод т винтом 24 в шлицевое зацепление с поворотным валом 12 рычаг 15 данной боковой опоры. Опорный винт 25 упирают в корпус поворотного кронштейна 17 и подкладывают опорный брус 16с прокладками. Опорный винт освобождают от нагрузки. Включают реверс электролебедки, нажимают на кнопку Пуск электролебедки и освобождают трос от нагрузки. Нажимают кнопку Стоп электролебедки и руко тку реверса устанавливают в нулевое положение. Выжимают

педаль муфты 6 фрикционной. Нажимают кнопку Пуск электродвигател  3. Руко ткой оборотов бесступенчатого привода 4 подбирают число оборотов, примерно соответствующее расчетной резонансной частоте , по формуле

,с/ч п

п - - У (об/мин) или (цикл/м ин);

1Л 1м

где G- приведенна  жесткость системы торсионных валов,кг/см;

1м,- момент инерции маховика, кг/см-с Отпускают педаль муфты фрикционной. Вращением руко тки черв чной передачи кривошипно-шатунного механизма 5 медленно вывод т кривошип из нулевого положени , тем самым создава  раскачку маховика. Руко ткой оборотов бесступенчатого привода корректируют скорость соответствующей реальной резонансной частоте, что соответствует также минимальному току на амперметре, потребл емому электродвигателем 3.

Claims (2)

1.Способ испытани  торсионных валов is усталость, при котором один из концов испытуемого вала нагружают предварительным крут щим моментом, а другой - циклическим, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности испытаний за счет приближени  условий испытаний к реальным услови м эксплуатации валов, вал до нагружени  его циклическим моментом лредвари тельно нагружают двум  изгибающими моментами в двух плоскост х , проход щих через ось вала, при этом нагружение одним из изгибающих моментов производ т в одной плоскости, а другим - в плоскости, перпендикул рной первой.

2.Стенд дл  испытани  торсионных валов на усталость, содержащий маховик с активными захватами на его торцах дл 

креплени  одноименных концов испытуемых валов, боковые опоры с пассивными захватами дл  креплени  других концов испытуемых валов, св занные с механизмом

предварительного нагружени  валов крут щим моментом, механизм нагружени  циклическимкрут щиммоментом , взаимодействующим с маховиком, отличающийс  тем, что он снабжен механизмами

предварительного нагружени  каждого вала изгибающими моментами, направл ющими , опорными площадками и средствами пе- ремещени  механизмов нагружени  изгибающими моментами, пассивные захваты выполнены с рычагами, механизм предварительного нагружени  крут щим моментом выполнен в виде лебедки с двум  барабанами дл  намотки тросов, имеющими автономные приводы, один из тросов соединен с рычагом одного пассивного захвата и одним из барабанов, а другой - с рычагом другого пассивного захвата и другим из барабанов , один из механизмов предварительного нагружени - изгибающим

моментом выполнен а виде св занного с пассивным захватом поворотного кронштейна , ось шарнира которого перпендику- оси испытуемого вала, другой механизм предварительного нагружени 

изгибающим моментом выполнен в виде опорного кронштейна, установленного с возможностью перемещени  по направл ющим параллельно оси шарнира первого механизма, а средство перемещени  механизмов выполнено в виде винтов, взаимодействующих с опорными площадками и соответствующими кронштейнами, при этом механизмы предварительного нагружени  изгибающими моментами расположены последовательно со стороны пассивного захвата каждого испытуемого вала.

J

&

с

т п t- ю сп

25

25

Фиг Л