Стенд для испытания упругих элементов

801041903 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(50 6 01 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЗОБРЕТ ЕЛЬСТВУ(21) 3440831/27-11 . : ментов, он снабжен двумя гидроцилинд. - (22) 19,02.82 рами, нижние концы которых шарнирно 46) 15.09.83. Бюл. В 34 закреплены на основании, а верхние(72) И.М. рябов, В,Н. Котельников , смонтированы с возможностью взаимо-. и В,И. Колмаковдействия с траверсой и соединены гиб- (71) Волгоградский ордена Трудового кой связью с рычагом управления, наКрасного Знамени политехнический ии . правляющей, шарнирно закрепленной ститут одним концом на основании,а другим- (53) 629.113,001.4:620.1.05(088,8) : .на коромысле, и смонтированном на :(56) 1.Неустановивииеся процессы в : направляющей с возможностью перемеколесных и гусеничных машинах, Труды. щения вдоль последней эксцентриковым ВПИ, Волгоград, 1972, механизмом для 1 взаимодействия с од- (54)(57) 1, СТЕНД дЛя ИСПЫТАНИЯ уПру.ним из концов испытуемого упругого ГИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащийоснование, элемента.на котором установлен механизм нагру. Стенд по п.1, о т л и ч а южения испытуемого упругого элемента,. щ и й с я тем,что,с целью повышения состоящий из связанного с приводом ; надежности работы, он снабжен предок-в кривошипно-шатунного механизма и , Ранительным механизмом, выполненным опирающегося своей средней частьюв виде пружины и амортизаторов, закна основание через подвижную опору , Репленных своими концами на кронштейкоромысла, один конец которого свй- , нах, один из которых связан с шату зай с шатуном указанного механизма ном, а другой - с этим шатуном и с а другой - через испытуемый упругий коромыслом.элемент - с траверсой, на которой . . 3. Стенд по п.1, о т л и ч а юподвеШен груз, о т л ич а ю щ и й . щ и й с я тем, что, с целью повыше- ффффф с я тем, что, с целью расширения . ния точности испытаний и надежности ,эксплуатационйых возможностей путЕм ,Работы, он снабжен пружиной с мехаобеспечейия воэможности моделирдвв,ний ниэмом натяжения, связывающей коро- различных режимов работы упругих эйе- мысло с основанием. ФавйФ10 кое возбуждение, которое не позволяет выявить особенности колебаний, связанные .с нелинейностью демпфирующей характеристики исследуемой рессоры, в большой продолжительности испыта 30 ний, связанной с тем, что для изменения амплитуды кинематического возмущения требуется остановка стенда ипроведение работ по перестановкеопоры качания коромысла, и с тем,что затруднена установка упругогоэлемента на стенд и снятие со стенда 35 испытанных упругих элементов, так как отсутствует механизм перемещения траверсы. Кроме того, стенд имеет 40 низкую Йадежность, обусловленную воэможностью поломки деталей стенда и, упругого элемента при его пробое.Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей 45 стенда путем обеспечения возможности моделирования различных режимов работы упругих элементов.Цель достигается тем, что стенд, содержащий основание, на котором установлен механизм нагружения испытуемого упругого элемента., состоящий 50. из связанного с приводом кривошипношатунного механизма и опирающегосясвоей средней частью на основаниечерез подвиМную опору короьысла, один 55конец которого"связан с шатуном укакзанного механизма, а другой - черезиспытуемый упругий элемент - с траверсой, на которой подвешен груз,. снабжен двумя гидроцилиндрами, нижние 60 концы которых шазыирио закрепленына основании, а верхние смонтированы с возможностью взаимодействия с траверсой и соединены гибкой связью с;;рычагом управления,напранлаацей,шарИзобретение относится.к испытательной технике, а именно к стендам для испытания упругих элементов;.Известен стенд для испытания,1 упругих элементов, содежащий основа" ние, на котором установлен. механизм 5нагружения испытуемого упругого. элзмента,состоящий из связанного с при" водом кривошипно-шатунного механизма и опирающегося своей средней частью на основание через поднижную опору коромысла,. один конец которого свяан с шатуном укаэанного механизма,другой - через испытуемый упругий элемент - с траверсой, на которойподаешен груз Г 13 15Недостаток стенда состоит в ограниченных эксплуатационных возможностях, заключающихся в том, что но-первых, стенд не позволяет получатьстатические характеристики упругости.20испытуемого упругого элемента, вовторых, - не обеспечивает воэможнос: ти проведения испытаний упругого элемента при свободных колебаниях, ис в-третьих, на стенде создается лишь моногармоническое кинематичес-,нирно закрепленной одним концом наосновании, а другим - на коромыоле,и смонтированном на йапранляющей с,возможностью перемещения вдоль последней эксцентриковым механизмом для,взаимодействия с одним из концов испытуемого упругого элемента.Кроме того, с целью повышениянадежности, стенд может быть снабжен1предохранительным механизмом, выполненным в виде пружины и амортиэато"ров, закрепленных своими концами накронштейнах, один из которых связанс шатуном, а другой - с этим шатуном.и с коромыслом.,С целью повышения точности испытаний и надежности работы стенд может быть снабжен пружиной с механизмом натяжения, связывающей коромыслос основанием.На фиг. 1 схематически изображенпредлагаемый стенд для исследованияупругих элементов., общий вид;на,фйг, 2 - вид:Ь на фиг, 1.Стенд содержит основание 1, на"котором установлены два откидывающихся гидроцилиндра 2,имеющие на концах штоков ролики 3, входящие в пазыстопорных устройств 4. Нижний рычаг5 стопорного устройства 4 закрепленна траверсе 6 и имеет клинообразноегнездо под ролики 3. ШарнирнО связанный с ним верхний рычаг 7 также.имеет клинообразное гнездо йод роликиЗ,отжимается от нижнего рычага 5 пружиной 8, а винтом 9 прижимается к роликам 3. Трос 10 закреплен на проушинах штоков гидроцилиндров 2 и черезблоки 11, установленные на основании1, связан с помощью тросового треугольника ОМ ,с рычагом управления12, Для исключения поворота штоковгидроцилиндров 2 в момент выведенияроликов 3 из клинообразных гнезд рычагов 5 и 7, .проушыны штоков имеютвыступы 13, входящие в соответствующие пазы нижних рычагов 5 стопорныхустройств. Для упора гидроцилиндров 2после откидывания предназначены резиновые буферы 14, установленные накронштейнах 15.К траверсе 6 посредством двухштанг 16 подвешен груз 17. Направляющие ролики 18, закрепленные наосновании 1 с воэможностью вращения,предназначены для направления движения штанг 16,Механизм для имитации низкочастот-ной составляющей колебаний оси колеса состоит из имеющего принод кривошипа 19, шатуна 20, коромысла 21,опирающегося на подвижную опору, вы-,.полненную в виде вала 22, установленного посредством подшипнйковых опорна салазки 23, связанные штангами 24с винтовым механизмом 25, и напранляащего рычага 26, который связан однимконцом .с коромыслом 2, посредством шарнира 27 а другим концом с помощью шарнира 28с основанием 1.Иеханизм для имитации высокочастотной составляющей колебаний оси колеса состоит из связанного с при водом эксцентрика 29, вал которого посредством подшипниковых опор 30 установлен на подвижные относительно направляющего рычага 26 салазки 31, связанные посредством штанг 32 с вйнтовым механизмом 33 и .имеющие кронш-: тейн 34, на котором шарнирно закреп-. лен опирающийся на эксцентрик 29 йро" межуточный рычаг 35. На этот рычаг через ролик 36 опирается качающийся р рычаг 37, который одним концомшарнир;: но связан с закрепленным на найравля ющем рычаге 26 кронштейном. 38, а на другом конце имеет проушину 39 для жрепления нижнего конца испытуемогоупругого элемента 40.Верхний конец испытуемого упругого элемента 40 через силоизмерительное устройство 41 крепится к траверсе б Шарнир 42 коромысла 21 .поджат к уйору 43, гайкой 44 через пружину 45 и кронштейны 46 и 47, на которых установлены два гидравлических амортизатора 48. Дружина растяжения 49 шарнирно закреплена. одним концом на основании 1, а другим - связана через механизм натя-ЗОжения, состоящий из винта 50, прохо,дящего через отверстие в шарнире 51, и гайки 52, с коромыслом 21.Стенд работает следующим образом.Для установки на стенд испытуемоГо -35 упругого элемента 40 откидывающиеся гидроцилиндры 2 переводят в вертикальное положение,При этом длину гидроцилиндров 2 устанавливают такой, чтобы, ролики х вошли в клинообразные гнезда 40 ;рычагов 5 и 7 стопорных устройств 4. В. этот момент рычаги 7 отжаты пружиной 8. Ролики 3 стопорят винтами 9. После чего осуществляют подъем тра, версы б. гидроцилиндрамв 2 до высоты,45 при которой расстояние между проуши- намистенда равно длине испытуемого упругого элемента 40, траверсу эакрейляют на стенде стальными пальцами.Для определения статических упругих характеристик испытуемого упру , ЗО гого элемента 40 гидроцилиндрами.2. медленно перемещают траверсу б, нагружая или разгружая упругий элемент 40. При этом записывают деформацию упругого элемента и одновременно иэ меряют силоизмерительным устройством 41 нагрузку на него. По результатам измерений строят в координатах силадеформация статические упругие характеристики испытуемого упругогоэле мента. Испытания упругих элементов при свободных колебаниях могут произво, диться на стенде двумя методамн мй Р 5 дом сбрасывания и методомподтягнва ния.Для проведения испытаний упругого элемента при свободных колебаниях методом сбрасывания траверса б вместе с испытуемым упругим элементом 40 поднимается гидроцилиндрами 2 на расчетную высоту, При этом ролик 36 от ходит от промежуточного рычага 35.Винтами 9 расстопоривают ролики 3:.Производится нажатие на рычаг управления 12, что приводит к перемещению троса 10 по блокам 11. При этом ролики 3 выводятся из клинообразных гнезд рычагов 7, а выступы 13 на проушинах.штоков гидроцилиндров 2 - из соответствующих пазов нижних рычагов б, и гидроцилиндры 2 откидываются до упора их в резиновые буферы 14 кронштейнов 15. Яа пути, необходимом для выведения роликов 3 из клинообразных гнезд рычагов 7, работает участок троса аЬ тросового треугольника цЬС, обеспечивая наибольшее усилие на рычаг управления. После выведения роликов 3 из клинообразных гнезд работает участок. троса Ьс, обеспечивая быстрое отбрасывание гидроцилиндров 2. Под действием силы тяжести груз 17 вместе с траверсой б падает и после касания роликом 36 промежуточного рычага 39 совершает свободные колебания на испытуемом упругом элементе 40, которые могут быть записаны на осциллографической бумаге.Для проведения испытаний упругих элементов при свободных колебаниях методом подтягивания гидроцилиндрами 2 опускают траверсу б, сжимая испытуемый упругий элемент 40 на ,расчетную величину, Винтами 9 рас- . стопоривают ролики 3. Нажатием на рычаг управления 12 аналогично описанному выводятся из клинообразных гнезд рычагов 5 ролики 3, и цилиндры 2 откидываются до упора в резиновые буферы 14; Под действием силы сжатого "упругого элемента 40 траверса б движется вверх, перемещая эа собой посредством двух штанг 16 груз 17. При этом направляющие ролики 18 провора- . чиваются, ориентируя движениештанг 1 б.При необходимости определения ди,намических характеристик испытуемого ,упругого элемента.гидроцилиндрами"2 сжимают упругий элемент 40 на заданнув величину и блокируют траверсу б относительно основания 1. Включаютприводы кривошипа 19 и эксцентрика 29 и ус танавливают наобходимую емкость их вращения, соответствующую расчетным частотам возмущения. Еривошипом 19воспроизводится низкая частота кине матического возмущения, эксцентриком 29 - высокая. Кривошип 19, вращаясь, приводит в двнжение шатун 20, кото-, рый воздействует на коромысло 21.Коромысло 21 качается относительно вала22,приводя в движение через шарнир 27направляющйй рычаг 26,который качаетсяна шарнире 28 относительно основания 1.Колебания направляющего рычага 26 передаются через подшипниковые опоры 305эксцентрик 29, промежуточный рычаг35; ролик 36 и проушину 39 качающего.ся рычага 37 испытуемого упругогоэлемента 40.Амплитуда низкочастотных колебаний определяется положением вала 22,относительно шарниров 27 и 42 коромысла21. Перемещая вал на салазках 23 с помощью штанг 24 винтовыммеханизмом 25 задают необходимую амплитуду низкочастотных колебаний нижнего конца испытуемого упругого злемента 40, причем скорость этого перемещения, а, соответственно, и изменения амплитуды колебаний может бытьразличной. в зависимости от целей испытаний.Эксцентрик 29, вращаясь в подшипниковых опорах 30, приводит в движение промежуточный, рычаг 35, которыйкачается на .шарнире относительнокронштейна 34 и при этом воздействуетЧерез ролик 36 на качающийся рычаг 37,Высокочастотные колебания качаю-.",Щегося рычага 37 на шарнире кронштейна 38, задаваемые, эксцентриком 29,30суммируются с низкочастотными колебаниями направляющего рычага 26 иЧерез проушину 39 передаются нижнемуонцу испытуемого упругого элеменТа 40, 35Амплитуда высокочастотных колебаний определяется положением роликаЗб относительно шарнира качания проМежуточного рычага 35 в кронштейне34. Перемещая подшипниковые опоры 4030 на салазках 31 с помощью штанг 32Винтовым механизмом 33 задают необхо-Димую амплитуду высокочастотных колебаний нижнего конца испытуемогоУпругого элемента 40, причем скорость 45перемещения подшипниковых опор 30может быть различной в зависимостиот целей испытаний.Производится запись изменения,вовремя испытаний параметров йспытуемого упругого элемента давлений, температур, хода и скорости штока ит.д.на осциллографическую бумагу,по которой строят динамические характеристики рессоры,для определения амплитудно-частот ных характеристик колебаний груза наиспытуемом упругом элементе последнююустанавливают на стенд с помощью гидроцилиндров 2 согласно описанному.После этого гидроцилиндры 2 откидыва ются нажатием на рычаг управления 12, иупругий элемент 40 нагружается грузом17. Включив приводы кривошипа 19 и эксцентрика 29, устанавливают требуемыйрежим колебаний нижнего конца испытуемого упругого элемента 40 так,как это описано в предыдущем случае. Возникающие при деформации упругого элемента силы передаются через силоизмерительное устройство 41 траверсе б и через штанги 16, перемещающиеся в направляющих роликах 18, грузу 17, который совершает колебания на испытуемом упругом элементе 40. Производится запись изменения во временипараметров колебаний груза и кинематического возмущения на осциллографичеокую бумагу, по которой строят амплитудно-частотные характеристики колебаний.В случае пробоя испытуемого упругого элемента 40 сила удара, приложенная в шарнире 27, создает момент относительно вала,22, вызывающий перемещение шарнира 42 относительно шатуна. 20.Шарнир 42 отходит от.упора 43, сближая кронштейн 47 с кронштейном 46, упирающимся в гайку"44. При этом пружина 45 и гидравлические амортизаторы 48 сжимаются, предохраняя от разрушения детали стенда, заключенные между испытуемым упругим элементом 40 и кривошипом 19, .а также саму рессору.При колебаниях коромысла 21 усилие пружины растяжения 49 через винт 50 с гайкой 52 и шарнир 51 передаются коромыслу 21, создавая момент относительно вала 22, противоположный моменту, создаваемому испытуемым упругим элементом 40 относительно вала 22.Возникающая при этом циркуляция мощности упругих сил упругого. элемента 40 и пружины 49 повышает равномер". ность вращения кривошипа 19, частич-. но разгружая его привод.и исключая отрывы коромысла 21 от вала 22 прибольших частотах колебаний. Гайкой 52регулируется момент, достаточный для исключения отрывов коромысла от вала 22 при максимальной частоте вращения кривошипа 19.Предложенный стенд для исследования упругих элементов имеет широкие эксплуатационные возможности, так как обеспечивает проведение испыта ний упругих элементов при свободных колебаниях подрессоренного груза,,получение статических и динамических характеристик испытуемого упругого элемента, амплитудно-частотных ха" рактеристик вынужденных колебаний подрессоренного груза при одно- и двухчастотном кинематическом возбуждении, рациональную характеристику: .шины, т.е. обеспечивающую при данной рессоре наименьшие колебания.Установка между шатуном и коромыс.лом механизма, состоящего из сжатой пружины и работающих параллельно сней двух гидравлических амортизаторов, позволяет повысить надежность стенда путем исключения поломок его деталей1041903 8 Юид 7 акаэ 7117 43 Т одпис ВНИИПИ роектн ППП "Патент , г. Ужгоро лиа и испытуемой рессоры при пробое по- следней,Благодаря тому, что между коромыслом и основанием стенда установлена пружина, создающая на коромысле момент, противодействующий моменту испытуемой рессоры, уменьшается нагрузка на кривошипе и повышается равномерность его вращения, что в конечномитоге приводит к увеличению долговеч" ности стенда и повышению точностями испытаний рессор. Воэможность проведения всех видовиспытаний без снятия упругого элемен-. та и переналадки стенда, измененияамплитуды высокочастотной и низкочастотной составляющих кинематическоговозмущения без остановки и демонтажастенда, а также простоте установкина стенд и снятия с него упругихэлементов различной длины не толькосокращают время проведения испытаний,снижают их стоимость и облегчают трудисследователей, но и позволяют засчет сокращения времени перехода содного вида испытаний на другие проводить более глубокие исследованияфизических процессов, происходящихв упругом элементе.