Модель кривошипа коленчатого вала

(57) Изобретеническим испыи динамическо ЛЕНЧАТОГ ИВОШИ принимается не мен реальной щеки, а сывающие имитиров бочем участке мод равными соответст реального коленча по длине модели и е толщины ие относится к м статическоми, в частаниям при нагружен лению опт ности к опред меров коленча ретения являе имальных ра Целью изоб х вало ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт проблемдолговечности машин АН(56) Кудрявцев И.В.,Саввина Н.М. Усталостлей машин, М,: Машино1981, с.123-124. я повышение достоверности результатов механических испытаний на изгиб при статическом и динамическом нагружении. Модель изготавливается в виде пластины 1, с противоположных сторон которой расположены выступы 2, имитирующие коренную и шатунную шейки с галтелями с радиусом г перехода в щеку. Размеры поперечного сечения рабочего участка пластины между выступами выбираются аналогично размерам поперечного сечения щеки коленчатого вала. При этом высота выступов СН радиусы дуг, опанные шейки на раели, выбираютсявующим радиусамтого вала. На краяхмеются захваты 3.1 135Изобретение относится к механическим испытаниям при статическом и,динамическом нагружении, в частности к определению оптимальных размеров коленчатых валов.Цель изобретения - повышение качества испытаний за счет повышения 5783 Как показали испытания, величина и характер распределения напря жений в опасных сечениях моделей иколенчатых валов практически не, отличаются в пределах 5-10 . При этомбольшее значение отклонений данныхизмерений получается по середине 55 щеки и в местах максимальной концентрации напряжений. Снижение разброса этих данных может быть достигнуто за счет применения более качественной технологии крепления достоверности результатов механических испытаний моделей коленчатыхвалов при изгибе путем выбора соответствующих размеров и форм моделей,обеспечивающих в опасных сеченияханалогичные с реальными коленчатымивалами концентраторы напряжений.На фиг,1 изображена модель кривошипа коленчатого вала, на фиг.2то же, вид сбоку,Модель кривошипа коленчатого вала содержит щеку 1 шириной В и толщиной Н, с обеих сторон которой выполнены выступы 2 высотой С, имитирующие коренную и шатунную шейки игалтели радиусом г. Выступы 2 ограничены участками дуг радиусом г иг, а также касательными, проведенными к этим дугам из точек пересечения Р и Р продольной оси моделис противоположно описанными относительно соответствующих центров О иОдугами радиусом г, и г коренной и шатунной шеек. Рабочаячасть модели находится междуосями, проходящими через центрыО, и О . На краях по длинемодели выполнены захваты 3.При испытаниях модель кривошипаколенчатого вала крепится на стендеза захваты, к которым прикладывается, например, изгибающий момент,Так как захваты и рабочая частьнеразъемны, то приложенный моментпередается рабочей части без искажений и вызывает в последней соответствующее распределение напряжений, которое может быть определено,с помощью, например, тензометрирования. Циклическое нагружение моментом различной величины может привести к разрушению модели, При повторении таких испытаний представляется возможным установить пределвыносливости модели и, следовательно, реальной детали.Пример определения достоверностирезультатов механических испытаниймоделей кривошипа коленчатого вала.Достоверность данных по механическим испытаниям моделей оценивалась по результатам испытания серийных коленчатых валов двигателейДМинского моторного завода.Коленчатые валы изготавливаются изБстали 45 Х. Поковки подвергаютсятермообработке, после которой твердость щек находится в пределахНВ 207-255,Модели изготавливались также изстали 45 Х по предлагаемым размерам.Заготовки моделей подвергались термообработке после черновых механических операций. При этом их твердостьоказалась несколько выше твердостиколенчатых валов и находилась в пределах НВ 290-325. Точность и чистотаобработки рабочих участков моделейвыполнялись фактически такими же,как и соответствующие места коленчатых валов.Во время испытаний деталей и моделей устанавливались характер и величины распределения напряжений в25 опасных местах, а также их пределывыносливости при изгибе. Испытаниявыполнялись на стендовом оборудовании и по методике разработанных вИНДМАШ АН БССР. Распределение напря 30 жений определялось при статическомнагружении моделей и деталей на изгиб на пяти уровнях нагрузки допредела выносливости. Напряженияизмерялись с помощью тензорезисторов базой 2 мм, сопротивлением примерно 100 Ом и соответствующей тенэометрической аппаратурой. Тензорезисторь 1 в количестве 10 шт. надеталях и моделях крепились одинако 40 во, располагались в области перекрытия шеек равномерно по ширинещеки на уровне шатунной шейки, Навыносливость испытания выполнялисьЧпо симметричному циклу нагружения45 до полного разрушения коленчатых валов и моделей на базе 7 10 циклов,6755 Тираж осударс лам изо ква, ЖПод о митета СС енног етениРауш и открытиикая наб., д, 4/ роизводственно-полиграфическое предприятие,ород, ул.Проектная, 4 з 13 тензорезисторов к изделиям и высокой точности их расположения.При испытании на сопротивление . усталости оказалось, что для серийных коленчатых валов двигателей Дпредел выносливости составляет 14-15 Н м, а для моделей - 16- 1 О Н и, Повышенное значение данных для моделей можно объяснить некоторым повышением их твердости. Следовательно, отличием характера и величины распределения напряжений, а также пределов выносливости, полученным на реальных коленчатых валах и моделях, практически можно пренебречь,Таким образом, использование в механических испытаниях данной модели кривошипа коленчатого вала вместо натурных деталей позволяет не только ускорить доводку новой конструкции коленчатого вала, но и существенно снизить расходы при освоении новых машин, имеющих аналогичные детали. формула изобретенияМодель кривошипа коленчатого вала, содержащая захваты и рабочий участок, который включает частично 557834выполненные коренную и шатуннуюшейки, межосевое расстояние которыхпропорционально радиусу кривошипа 5коленчатого вала и галтели перехода шеек в щеку, радиусы которых пропорциональны радиусам галтелей коленчатого вала, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения 10 достоверности результатов механических испытаний на изгиб при статическом и динамическом нагружении, модель кривошипа выполнена в видепластИны, с противоположных сторон 15 которой расположены в виде выступовупомянутые шейки, размеры поперечного сечения рабочего участка пластины между выступами прямо пропорциональны соответствующим размерам 20 поперечного сечения щеки коленчатоговала, высота выступов прямо пропорциональна толщине щеки коленчатоговала, радиусы выступов в рабочей зоне прямо пропорциональны радиусам 25 его коренной и шатунной шеек, а дуги, описывающие шейки, переходят в,касательные, проходящие через точкипересечения продольной оси с противоположно описанными относительно 30 соответствующих центров дугами коренной и шатунной шеек.