Способ испытания на долговечность стяжных элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ЯО М 150 СЕср;М фПе УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СТЯЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение иб, использованодля ускоренных испытаний стяжныхэлементов (СЭ) в резьбовых соединениях (РС) двигателей внутреннего сго-,рания, Цель изобретения - ускорение процесса испытаний. Значение усилия предварительной затяжки СЭ 1 выбирают из условия обеспечения запаса прочности материала СЭ по пределу текучести и осуществляют сборку РС 6, при к-рой части 7 и 8 проушины и вкладыши 9 скрепляются испытуемыми СЭ. Нормальные напряжения в трех равноудаленных друг от друга точках, лежащих в плоскости, перпендикулярной оси стержня, измеряют тензорезисторами 12, подключенными к измерительному комплексу 13. РС 6 подвергают воздействию внешней нагрузки, выбираемой но режимам работы двигателя. Затем определяют потенциальную энер- Ж гию упругой деформации в стержнях143771 СЭ за весь ресурс работы двигателя.Регистрируют макс. динамическую нагрузку и число циклов нагружения, вы,бираемых из условия нераскрытия стыка РС и обеспечения запаса прочности материала СЭ по пределу текучести.Затем определяют потенциальную энергию упругой деформации в стержнях СЭ яа 81 ч нагружения предельно допустимой динамической нагрузкой и определяют время испытания РС как отношение указанных потенциальных энергий, упругой деформации в стержнях, Далее поддерживают предельно допустимую динамическую нагрузку в течение всего периода испытаний. 2 ил,35 азом,Перед началом испь ят сборку резьбовог ри которой верхнюю и нижней проушины,анни происоединении нижнююакже вкл о"б,част 1Изобретение относится к машино строению, в частности к испытаниюэлементов конструкций машин, и может, быть использовано йри проведении ус коренных испытаний стяжных элементовв резьбовых соединениях двигателейвну"раннего сгорания на долговечность,Целью изобретения является ускоренны процесса испытаний.11 а Фиг.1 показана схема безмотор 1 Оного стенда, на котором реализуетсяпредлагаемый способ испытания стяжных элементов; на фиг, 2 - схема распределения напряжений в стяжных элементах,Стенд содержит испытуемыестяжныеэлементы 1, пульсатор 2, который гидравлически связан с гидроципиндром,5 резьбового соединения 6. Нижняяпроушина резьбового соединения, состоящая из верхней части 7 и нижнейчасти 8, содержащая вкладьппи 9 и, скрепленная, стяжными элементами 1,размещена па фальшвале 1 О, которыйшарнирно .связан со станиной 11 стенда. На наружной поверхности стержнястяжных элементов, в трех равноудаленных друг от друга точках А В,С (Фигв 2), лежащих в плоскости Р,перпендикулярной оси стержня, закреплены тензорезисторы 23. Тензорезисторы 12 подключены к измерительномукомплексу 13.Способ осуществляют следующим об Рщь юЗюга где Р а иосевое усилие предв р затяжки стяжных ов;е запаса прочносределу текучести етственных резьбодинений; тельно элемен значе ти по о х со текучести ма ед жных элементов; я ер О Й - диаметр ст жня ст жныхэлементов;Й - средний диаметр резьбыстяжных элементов;р - коэффициент трения врезьбе стяжных элементаЯ - шаг резьбы стяжных эле"ментов..Нормальные напряжения в точках А м С 1 6 4 р 1 бс, регистрируетизмерительный комплекс 13. Указанные нормальные напряжения на фиг.2 представлены в виде векторов 6 ( 6, Бп,ь 6 с 1), концы которых располага 29 скрепляют испытуемыми стяжными элементами 1. Для обеспечения надежной работы резьбового соединения 6 при динамическом нагружении назначают усилие предварительной затяжки стяжных элеменТов 1, обеспечивающее плотность стыка скрепляемых частей 7 и 8Значение усилия предварительной затяжки выбирают иэ условия обеспечения запаса прочности материала стяжных элементов по пределу текучести и рассчитывают ло формулетз 143771ются на некоторой плоскости (1).Приэтом на той же плоскостирасполагаются концы векторов, являющихсяминимальным и максимальным нормальными напряжениями 6 и 6 ,ц.нанаружной поверхности стержня стяжныхэлементов, и вектора напряжения растяжения 6 в поперечных сеченияхстержней стяжных элементов10Контроль усилия затяжки осуществляют по величине напряжения растяжения 6,Установленное на безмоторномстенде резьбовое соединение 6 подвергают воздействию внешней нагрузки,имеющей местона режимах работы двигателя. При этом также регистрируютзначения напряжений Й,и6 рсэмакс мин ф 6, а также напряжения 20изгиба 6 .Потенциальную энергию Б упругойдеформации в стержнях стяжных элементов для установленных величин напряжений растяжения и изгиба определяют 25по формулеР рйхМнйх0 = +Ш(2)2 ЕР2 Е 130где 1 - длина стержня стяжного элемента, равная толщине скрепляемых деталей резьбовогосоединения;Ре " растягивающая нагрузка,действующая на стяжной элемент З 5вдоль его оси при работедвигателя;М - изгибающий момент, действующий на стяжной элемент приработе двигателя;ЕР - жесткость стяжного элементапри растяжении;Е 1 - жесткость стяжного элемента при изгибе.Количество и, циклов нагружения1за время С работы двигателя в эксплуатации на одном из режимов определяют по формуле 1800-- -ы. Г.Т х о 7 эк(5) Ренн 1.дРзатгде Х - коэффициент основной наг 45 рузки резьбового соединения,Потенциальная энергия П ц упругой деформации в стержнях стяжныхэлементов за один цикл испытаний50 резьбового соединения на безмоторном стенде равна:2 ЕР 1 2 Е 1оогде М - изгибающий момент, воздействующий на стяжной элементпри испытании резьбового соединения на безмотбрномстенде,(3) х Г; где ы. 1- угловая частота вращенияколенчатого вала; - плотность вероятности работы двигателя на данномрежиме: Т - срок службы двигателя (ресурс).Полная потенциальная энергич Пупругой деформации в стержнях стяжных элементов за весь ресурс работы двигателя равна: е е ч.Р ейхМнйсх +Ш2 ЕУ2 Е 1о о где ш - количество режимов нагружения стяжных элементов при работе двигатепя в эксплуатации,Наиболее жесткие условия работы стяжных элементов при динамическом нагружении резьбового соединения на безмоторном стенде обеспечиваются при выполнении условия где Р н - максимальная динамическаянагрузка, предельно допустимая из условия нераскрытия стыка;- количество стяжных элементов в резьбовом соединении.Для обеспечения нераскрытия стыка резьбового соединения величину максимальной динамической нагрузки уменьшают враз, где ( - запас плотности стыка.При этом стяжные,элементы воспринимают долю максимальной динамической нагрузки, равнуюПРмн =Рднн =Е хх Р (6)5 14Время испытаний резьбового соединения на безмоторном стендеэквтсп, 1ЦИ(8)где 0 - число циклов в час.При испытании резьбового соедине;ния на безмоторном стенде в течение 11,4 сп часов поддерживается выбранная ;максимальная динамическая нагрузка, пределвно допустимая из условия нераскрытия стыка.Если при испытаниях разрушение стяжных элементов произошло послечасов испытаний, то действительный ресурс стяжных элементов эа время работы двигателя иэ формул (4) .и (7) равен:С, 17 ц,Б Т ---------Ф1800 Ррах Мйхэ+и2 ЕУ 2 Е 1 )о оФормула изобретенияСпособ испытания на долговечность стяжных элементов резьбового соединения двигателя внутреннего сгорания, при .котором осуществляют предварительную затяжку стяжных элементов, контролируют усилие затяжки, подвергают резьбовое соединение воздейст,вию внешней динамической нагрузки и регистрируют максимальную динами 377186ческую нагрузку и число циклов нагружения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью ускорения испытаний, 5предварительно рассчитывают величинынапряжений растяжения и изгиба в поперечных сечениях стержней стяжныхэлементов от усилия предварительнойзатяжки и от воздействия внешнейнагрузки, выбираемой по режимам работы двигателя, затем при рассчитанных напряжениях определяют потен"циальную энергию упругой деформациив стержняхф стяжных элементов завесь ресурс работы двигателя, выбирают максимальную величину внешней ди"намической нагрузки из условия нераскрытия стыка резьбового соединения и обеспечения запаса прочности 2 О материала стяжных элементов по пределу текучести, и определяют потенциальную энергию упругой деформациив стержнях стяжных элементов за одинчас нагружения предельно допустимой 25,динамической нагрузкой, определяютвремя испытаний резьбового соединения как отношение потенциальной энергии упругой деформации в стержняхстяжных элементов за весь ресурс работы двигателя к потенциальной энергии упругой деформации в стержняхстяжных элементов за один час нагружения и далее поддерживают предельнодопустимую динамическую нагрузку втечение всего периода испытаний.4437718 Составитель А.Золо Техред Л.Сердюкова Редактор А.Лежни орректор В,Гирняк каз 5884/ ПодписиСР 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 847 ВПИИПИ Государственно по делам изобретен 035, .Москва, Ж, Ракомитета ССи открытийкая наб, д.