Стенд для испытаний передачи “винт-гайка

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 765683(51)М. Кл. С 01 М 13/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения вптвГосударственный научно-исследовательский инстит13 НД ЗКГУЛНмашиноведения им. академика А.А,Благонравова(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПЕРЕДАЧИ ВИНТ-ГАЙКА Изобретение относится к испытаниям конструкций, точнеее деталей машин, и касается устройств для испытаний передаточного механизма типа винт- гайка. 5Известные устройства для испытаний передаточного механизма типа винт- гайка выполняются с замкнутым или разомкнутым силовым контуром.Известен стенд с замкнутым силовым контуром для испытаний передаточного механизма типа винт-гайка, состоящий из станины, смонтированных на ней с возможностью относительного перемещения держателей испытуемых вин та и гайки, жестко укрепленных на станине реверсивного привода вращения одного из элементов испытуемого винтоного механизма вокруг своей оси, направляющих осевого перемещения од ного из держателей вдоль оси испытуемой передачи, измерительного устройства и нагружающего устройства, включающего средства регулирования нагружающего усилия 11 25Недостаток стенда с замкнутым силовым контуром состоит в том, что на испытуемом винте усианавливаются две гайки, вследствие чего неизбежно их взаимное влияние друг на друга, на пример в отношении вибраций, обусловленных скачками при трении. Этовлияние становится особенно существенным при испытаниях пары винт-гайка со специальной резьбой, напримерупорной, так как в этом случае однаиз гаек является технологической,поскольку она сопряжена с винтом понерабочему проилю резьбы, а режимыее работы тяжелее, чем испытаний основной гайки. При необходимости испытания на стенде с замкнутым силовым контуром обратной винтовой пары,когда длина резьбы на винте меньше,чем на гайке, крутильная жесткостьиспытуемого винта невелика из-за больших его осевых габаритов, что такжеспособствует усилению взаимного влияния испытуемых пар трения друг надруга. В конечном счете, взаимноевлияние не позволяет достигнуть высокой точности оценки фрикционныххарактеристик испытуемой пары винтгайка, необходимых для оценки такихэксплуатационных ее свойств, как точность позиционирования винтового механизма, а также потерь на трение и долговечности.Известен также стенд с разомкнутым силовьи контуром для испытанийпередаточного механизма типа винтгаика, состоящий из станины, смонтированных на ней с возможностью относительного перемещения держателейэлементов испытуемой винтовой передачи, реверсивного привода вращенияодного из элементов испытуемой винтовой передачи вокруг своей оси, направляющих прямолинейного перемещения одного из держателей вдоль осииспытуемой передачи, измерительногоустройства и нагружающего устройства, включающего силовой гидроцилиндр,ось которого параллельна направляющим 23Недостаток стенда заключается втом, чта грузовые элементы нагружающего устройства связаны с одним издержателей тросом, вследствие чегопри частых реверсах привода вращения возникает самопроизвольное колебание грузов, а следовательно, и изменеио загружающего усилия, что также н ;а валяет достигнуть высокойточноеи оценки Фрикционных характерист 1 к испытуемой пары для указанныхрежимов рэ.баты,Наиболее близкил по техническойсущности к предлагаемому являетсястенд для испытаний передачи винтгайка, содержащий станину, установленные па ;.ей с возможностью относительного перемещения держатели элементов псгытуемой винтоваи передачи,жестко у репленное на станине измер%тсльоо устройство, реверсивныйпривод вращения одного из этих элемента. вокруг своей оси, установленные параллельно их осям и кинематически связанные с одним из деркателеи передачи направляющую и нагружающес устройство, включающее в себясиловой гицроцилиндр и камеру давления с регуляторам 31.Недостаткам этого стенда является то,чта он илеет невысокую точность оценки фрикционных характеристик из-за того, что корпус силового гидроцилиндра жестко связан в осевом направлении с держателем, вследствие чего силы трения, возникающие между поршнем и корпусом силового гидро- цилиндра, уменьшают или увеличивают развиваемое нагружающим устройством усилие в зависимости ат направления относительного перемещения элементов испытуемого винтов ога механизма, поскольку законы изменения нагружающего усилия при прямом и обратном ходе испытуемого винтового механизма неодинаковы.Цель изобретения - повышение точности оценки фрикционных характеристик.Указанная цель достигается тем, что силовой гидроцилиндр выполнен двухпоршневым с расходящимися поршнями, один из которых жестко связан со станиной, другой кинематическисвязан с держателем испытуемой гайки,а корпус силового гидроцилиндра установлен с возможностью осевого перемещения относительно держателеи и снабжен синхронизированным с приводомвращения и регулируемым по скоростиреверсивным приводом поступательногоперемещения,На чертеже изображен схематически стенд для испытаний передачи винт- гайка. 10 На станине 1 в опоре вращения 2смонтирован заторможенный поршень 3,являющийся держателем одного из элементов испытуемой пары винта А. Винтсвязан с реверсивным приводом 4 вращения через червячную пару 7, 7 ишестерни 2, 74 . Свободный (консольный) конец винта поддерживается люнетом 5. Люнет установлен на направ -ляющих - цилиндрических колоннах б 20 и 7, оси которых параллельны оси шпинделя, Одна из колонн б имеет большуюдлину. Разность в длине колонн обусловлена необходимостью разворота еголюнета в положении максимального уда ления от шпинделя при установке иснятии испытуемой пары.Направляющие колонны являются иопорами для держателя второго элемента испытуемой пары трения, а именно гайки Б установленной с возможностью перемещения относительно держателя винта А. Держатель гайки содержит нажимную шайбу 8, корпус 9с центрирующам гнездом для гайки,фиксатор гайки, например эксцентриковогс типа (на чертеже не показан)и сферический подпятник 10. Нажимная шайба и корпус держателя снабкены подшипниковыми опорами 11, черезкоторые они взаимодействуют с колон нами и тензодатчиками 12 (тензодатчики нажимной шайбы на чертеже непоказаны), являющимися измерительнымустройством момента сил трения. Подшипниковые опоры держателя гайкирасположены на колоннах между конечныли выключателями (на чертеже непоказаны), Последние установленына колоннах с возможностью регулирования их относительного положения ивключены в схему управления электродвигателем привода.Нагружающее устройство стенда,кинематически связанное с одним из держателей, например гайки Б, гидравлическое, и включает в себя корпус силового гидроцилиндра 13, который установлен в направляющих втулках 14соосно шпинделю. В нем смонтированыопозитные поршни 15 и 16.Поршень 15 жестко связан со ста ниной 1 стенда и снабжен центральным отверстием для подачи в цилиндррабочей жидкости от камеры давления17, Поршень 16 связан с держателемиспытуемой гайки с помощью разъем ных и регулируелых по длине тяг 18и равноплечего коромысла 19. Коромысло, тяги и нажимная шайба держатетеля гайки образуют шарнирный параллелограмм.Корпус силового гидроцилиндра, установленный с возможностью осевого перемещения относительно держателей,5 снабжен синхронизированным с приводом вращения и регулируемым по скорости реверсивным приводом поступательного движения. В данном конкретном случае исполнения этот период включает в се- О бя реечную передачу с, 76, гитару настройки подачи , червячную паруприводимую от распределительного вала 20 реверсивного привода вращения держателя, причем кинема тическая цепь между держателем и корпусом силового гидроцилиндра имеет механизм настройки люфта, выполненный в виде регулируемых упоров 21, установленных на шестерне 7,и установленного между упорами поводка 22 распределительного вала.Кроме того, нагружающее устройство стенда включает в себя регулятор 23 давления рабочеи жидкости, например реостатный датчик положения, сигнал от которого, поступая на аппаратуру управления насосной станции, обеспечивает изменение давления рабочеи жидкости в системе.Стенд работает следующим образом. 30Рабочая жидкость от камеры давления 17 подается в полость силового гидроцилиндра, образованную корпусом 13, поршнями 15 и 16, под давлением определяемым датчиком положения 23 35 .и аппаратурой управления камеры давления. Поршень 15 передает развиваемое силовым цилиндром усилие на станину 1, а поршень 16 через коромысло 19, тяги 18, шайбу 8, сферический 4 О подпятник 10 и корпус 9 - на испытуемую гайку Б. Усилие, развиваемое силовым гидроцилиндром замыкается на станину через испытуемый винт А, заторможенный шпиндель 3 и опору 2.45Вращение от электродвигателя 4 передается непосредственно на испытуемый винт А через червячную пару 77, распределительный вал 20, механизм настройки люфта 21, 22 и шестер рни 77, 7,Одновременно вращение получает и шестерня 76 реечной передачипривода поступательного перемещения корпуса силового гидроцилиндра. Оноосуществляется от распределительного вала 20 через червяную пару 7 ь, 7 у,55 и гитару , Испытуемая гайка перемещается синхронно с корпусом силового гидроцилиндра. Нагружающий поршень 16, в силу жесткой связи его сгайкой, также перемещается синхронно 60с ней и корпусом силового гидроцилиндра. Сопряжение нагружающего поршня16 с корпусом силового гидроцилиндра13 остается относительно неподвижным.При раверсе привода корпус силовогл гидроцилиндра и нагружающий поршень остаются неподвижными до тех пор, пока не произойдет выборка люфтов в кинематических цепях: электродвигатель- испытуемый винт и электродвигатель корпус силового гидроцилиндра. Неподвижность корпуса силового гидро- цилиндра в начальный момент реверса обусловлена отсутствием осевых усилий на него со стороны привода поступательного перемещения и рабочей жидкости, а неподвижность нагружающего поршня - отсутствием вращения испытуемого винта. Испытуемый винт неподвижен и в этом случае, когда испытуемый винтовой механизм несамотормозящийся, так как шпиндель стенда заторможенный. Выборка люфтов в указанных кинематических цепях заканчивается одновременно, и корпус силового гидроцилиндра начинает двигаться одновременно и с той же скоростью, что и.нагружающий поршень, т.е. совместно с ним, но уже в противоположную сторону.Силы трения между корпусом силового гидроцилиндра 13 и поршнем 15 не передаются на поршень 16, они полностью воспринимаются приводом поступательного перемещения, Таким образом, при прямом и обратном ходе испытуемого винтового механизма, нагружающее усилие на него определяется только рабочим давлением жидкости в силовом гидроцилиндре, что и позволяет повысить точность оценки фрикционных характеристик испытуемого винтового механизма.Формула изобретенияСтенд для испытаний передачи винт- гайка, содержащий станину, установленные на ней с возможностью относительного перемещения держатели элементов испытуемой винтовой передачи, жестко укрепленное на станине измерительное устройство, реверсивный привод вращения одного из этих элементов вокруг своей оси, установленные параллельно их осям и кинематически связанные с одним из держателей передачи направляющую и нагружающее устройство, включающее в себя силовой гидроцилиндр и камеру давления с регулятором, о т л и ч а ю щ И И с я тем, что, с целью повышения точности оценки фрикционных характеристик, силовой гидроцилиндр выполнен двухпоршневым с расходящимися поршнями, один из которых жестко связан со станиной, другой кинематически связан с держателем испытуемой гайки, а корпус силового гидроцилиндра Установлен с возможностью осевого перемещения относительно держателей и снабжен синхронизированным с приводом вращения и регулируемым по скорости реверсивным765683 Ф 3 Л 1 Составитель В. Рыкова Ре актор Т. Куг ышеваТехред А,Щепанская Ко екто Г. РешетникТираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 москва ЖРа ская наб. . 4 5Заказ 6919/16 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 И ст оч н ики и н форм ации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 257107, кл. Я 01 М 13/02, 1968. 2, Авторское свидетельство СССР Р 416587, кл ( 01 М 13/02, 1972.3. Авторское свидетельство СССР Р 263965,кл.Я 01 М 13/02,1968(прототип),