Центробежный испытательный стенд

(51)5 0 01 ИЧ ПИС Е ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛ ЬСТВ АВТОРСКО дствэм ис- ентробежтали, узкам робежного т вэл, снабводом и устпытуемогоостаточную струкции не пников вала , возникаюБС, соэми, сомуфту с асполотуе мой о прово- меющих ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт энергетического машиностроения(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть. использовано для испытания материалов на разрыв, Целью изобретения является повышение надежности стенда путем снижения радиальных дисбалансных сил, возникающих при разрушении испытуемого образца. Поставленная цель достигается тем, что центробежный испытательный стенд, содержащий. корпус с внутренним и внешним фланцем, установленный в нем вал с приводом вращеИзобретение относится к ср пытаний материалов на разрыв ными силами. Известна конструкция цент стенда ЦБС), который содержи женный на концах силовым при ройством для крепежа ис образца. Такой ЦБС имеет нед надежность, так как в его кон обеспечивается защита подши от воздействия радиальных сил2ния и опорами, вспомогательный вал для крепления испытуемого образца, один торец основного вала соединен с выходным валом привода вращения, а другой - с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовьм фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вэл, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка - на внешнем посредством своего торцового фланца, снабжен демпфирующей опорой, выполненной в виде втулки, наружная поверхность которой сферическая и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внут реннем фланце корпуса полуколец и при крепленных по краям полуколец вкладышей, взаимодействующих с выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вкладышей выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно. 2 ил. их при разрушении испытуемой ч о приводит к значительным пере подшипников,Известна также конструкция Ц держащего вал с двумя подшипник единенный через разобщительную приводом. Между подшипниками р жено устройство для крепления исп детали, На таком стенде невазможн дить испытания дисков турбин, не и осевого отверстия,Наиболее близким техническим реше- хностям втулки и ее выступов соответственнием является ЦБС, содержащий основной но, По радиусу каждого полукольца упругого вал с двумя подшипниками, один из которых элемента выполнены поперечные прямо- выполнен демпферным, расположенный со угольные отверстия на одинаковом рэсстоястороны последнего вспомогательный вал, 5 нии друг от друга и равноотстоящие от соединенный съемным крепежом с основ- боковых поверхностей полуколец.ным валом и снабженный устройствомдля На фиг, 1 и 2 представлен центробежкрепежа испытуемого образца, например ный испытательный стенд.керамического диска, а также соединенная Стенд содержит наружную втулку 1 с с вторым концом вала приводная воздуш- "0 торцовой защитной стойкой 2, закрепленная турбина, Подшипники основного вала ную нэ корпусе 3 и снабженную внутреннизакреплены во внутренней неподвижной ми расходящимися патрубками втулке, Между испытуемым диском и де- (полукольцами) 4,5 и радиальным разъемом мпферным подшипником расположена за, основной ведущий вал 7, установленный щитная стойка с проходным отверстием, 15 в подшипниках 8,9 промежуточной (внут- включающим вспомогательный вал, закреп- ренней) втулки 10, образующей с неподвижленная на наружной втулке корпуса, выпал- ными вкладышами 11, 12, 13 сферические неннойкоаксиальнойс внутренней втулкой. подшипники шарниры) 14, 15, 16 с общим В ЦБС при разрушении испытуемого диска центром С сферических поверхностей, В на конце вспомогательного вала возникают 20 осевом коническом отверстии вала 7 зазначительные радиальные усилияудары и креплен вспомогательный съемный вал 17 вибрация, передаваемые на демпферный крепежом 18, Сдругого конца вал 17 снабподшипник. При этом радиальные переме- жен цапфой 19, образующей с отверстием щения вспомогательного вала ограничены стойки 2 радиальный зазор 20 и соединен- отверстием защитной стойкой. Таким обра-. 25 ной крепежной муфтой 21 с керамическим зом, при разрыве диска подшипники основ- испытуемым диском 22. Съемный 23 участок ного вала и защитная стойка испытывают втулки 1 соединен с основным 24 участком значительные перегрузки, что снижает на- крепежом 25. Основной вэл 7 включает хводежность ЦБС. стовик 26, соединенный упругой муфтой 27Целью изобретения является повыше с валом 28 приводной воздушной турбиной ние надежности стенда путем снижения ра, кожух 30 которой закреплен на корпусе диальных дисбалансных сил, возникающих 3. На хвостовике 26 закреплен инерционпри разрушении испытуемого образца, ный маховик 31, снабженный датчиком 32Поставленная цель достигается тем, что радиального перемещения, связанным с усцентробежный испытательный стенд, со тройством 33 для отделения испытуемого держащий корпус с внутренним и внешним образца 22, включающем отрезное устройфланцем, установленный в нем вал с приво-ство 34, .дом вращения и опорами, вспомогательныйБроневым защитным кожухом 35 и стой-вал для крепления образца, один торец ос- кой 2 образована вакуумная камера 36, в новного вала соединен с выходным валом 40 которой расположен диск 22. Упорный подпривода вращения, а другой - с вспомога- шипник вала 7, вакуумирующее устройство тельным валом, защитную стойку вспомога- и уплотнение камеры 36 на чертеже не по- тельного вала с торцОвым фланцем и казаны, В демпфирующих патрубках 4 и 5 центральным отверстием, в котором уста- выполнены радиальные вырезы 37, образуновлен с зазором вспомогательный вал, 45 ющиеупругиеосевыемостки 38 иторцевые опоры основного вала закреплены на внут- монтажные пояски 39, в которых закреплереннем фланце корпуса, а защитная стойка ны вкладыши 12 и 13 сферических подшип - на внешнем посредством своего торцово- ников 15 и 16.го фланца, снабжен демпфирующей опорой, ЦБС работает следующим образом.выполненной в виде втулки, наружная по Воздушной турбиной 29 вращают вал 7 верхность которой сферическая, и со сфери- с маховиком 31 и с керамическим диском 22, ческими уступами у торцов, упругого повышаячастотувращениядомоментаразэлементэ в виде двух закрепленных на внут- рушения диска, На этом режиме ось вала 7 реннем фланце корпуса полуколец и при- неподвижна и расположена в горизонтэлькрепленных по краям полуколец 55 ной плоскости, а по всей окружности провклэдышей, взаимодействующих в выступа- ходного отверстия стойки образован ми втулки, а обращенная к валу поверхность равномерный зазор 20, При разрушении ди внутреннего фланца и взаимодействующие ска 22 его оторвавшаяся часть отбрасываетс выступами втулки поверхности вкладышей ся к стенке кожуха 35, а оставшаяся часть выполненыответными сферическим повер- вращается совместно с валами 7, 17, созда1796966 вая дисбаланс вращающейся системы, Засчет последнего возникают значительныерадиальные силы, воздействующие на цапфу 19 вала 17, перемещая ее по радиусу, Приэтом вал 17 совместно с основным валом 7 5и втулкой 10 поворачивается в шарнирах 14,15, 16 вокруг точки С. Радиальному перемещению цапфы 19 противодействует криолисовая сила, возникающая на маховике 31, Вобщем итоге происходит нерезкое (плавное) 10перемещение цапфы 19 и маховика 31 врадиальной плоскости путем поворота валавокруг оси С, В результате срабатывают устройства 32, 33, 34, за счет чего отрезают иудаляют разрушенный диск 22 с муфтой 21 15и с концом цапфы 19. После этого стендостанавливают и приводят его в исходноесостояние,В изобретении за счет наличия сферических подшипников 14, 15, 16 и гибкой 20соединительной муфты 27 обеспечиваетсяповорот вращающегося вала в радиальнойплоскости при разрыве диска путем свободФормула изобретения 1. Центробежный испытательный стенд, . содержащ.",й корпус с внутренним и внешним фланцем, установленный в нем вал с приводом вращения и опорами, одна из которых демпферная, вспомогательный вал для крепления испытуемого образца, один торец основного вала соединен с выходным валом привода вращения, а другой - с вспомогательным валом, защитную стойку вспомогательного вала с торцовым фланцем и центральным отверстием, в котором установлен с зазором вспомогательный вал, опоры основного вала закреплены на внутреннем фланце корпуса, а защитная стойка - на внешнем посредством своего торцовогофланца,отличающийся тем,что,с целью повышения надежности стенда путем снижения радиальных дисбалансных сил, возникающих при разрушении испытуного перемещения конца вала, что снижает ударные нагрузки, воздействующие на вал и подшипники стенда.За счет наличия инерционного маховика 31 на валу 7 обеспечивается плавное перемещение конца вала с диском в радиальной плоскости, что также снижает ударные нагрузки, вибрацию и т,п,За счет наличия демпферных йатрубков 4 и 5 обеспечивается радиальное перемещение (демпфирование).шарниров 8, 9 и 15, 16 при возникновении ударнйх нагрузок.За счет наличия отрезного устройства 34 и датчика 32 обеспечивается автоматическое отрезэние цапфы 19 с разрушенным диском и не допускается резкого увеличения ударных нагрузок на валы и подшипники,Такая конструкция направлена на повышение надежности работы стенда, что увеличит межремонтные сроки и долговечность и беэусловно даст положительный зкономический эффект. емого образца, демпфирующая опора выполнена в виде втулки, наружная поверхность которой сферическая, и со сферическими уступами у торцов, упругого элемента в виде двух закрепленных на внутреннем фланце корпуса полуколец и прикрепленных по краям полуколец вкладышей, взаимодействующих с выступами втулки, а обращенная к валу поверхность внутреннего фланца и взаимодействующие с выступами втулки поверхности вкладышей выполнены ответными сферическим поверхностям втулки и ее выступов соответственно,2. Стенд по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что по радиусу каждого полукольца упругого элемента выполнены поперечные прямоугольные отверстия на одинаковом расстоянии друг от друга и равноотстоящие от боковых поверхностей полуколец.1796966 оставитель Л,Коххред М,Моргента Корректор С.Шекмар Редакт аз 646 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1