Стенд для испытания шарниров

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. 601 М 13 Ю 2 1 ееудерстееюй кеетнтет СЕСР пе делея езебретеивк в открытей.2(088.8) В. И. Богданов, А. В. Пвифнлов, Г, С.Мвлвдджвнов и Г. Н. Гринюк н Э Э Брянский институт транспортного машинос енття: и Людиновский тепловозостроительный завод(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШАРНИРОВ 1Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам дляиспытания карданных шарниров,Известен стенд для испытания шарниров, содержащий расположенные под уг 5лом. друг к другу ведущий и ведомыйвальт для установки испытуемого шарнира,каждый из которых размещен в корпусев подшипниковом узле с радиальными под 1 Ошипинками, а также привод вращения ведушего вала, механизм нагружения и измерительную аппаратуру, при этом подшипниковый узел ведущего вала закрепленна станине неподвижно 1,Недостатками известного стенда явля,ются громоздкость, расход большого количества энергии, малая пригодность для испытаний на выносливость. Значительное выделение теплоты в тормозе или нагрузочном реостате генератора приводит к необходимости снабжать стенды сложными охлаждающими устройствами. Бель изобретения - повышение точности результатов испытания шарниров, снижение шума и энергозатрат. Указанная цель достигается тем, что в стенде для испытания шарниров, содержащем расположенные под углом один к другому ведущий и ведомый валы для установки испытуемого шарнира, каждый иэ которых размещен в корпусе в подщипы ковом узле с радиальными подшипниками, а также привод вращения ведущего вала, механизм нагружения и измерительную аппаратуру, при этом подшипниковый узел ведущего вала закреплен на станине ие". подвижно, подщипниковые узлы снабжены упорными подшипниками, подшипниковый узел ведомого вала установлен в корпусе с воэможностью осевого перемещения и его корпус смонтирован на станине с возможностью поворота в пределах угла между валами, а механизм нагружения состоит из силового нилиндра, двуплечего рычага, шарнирно соединенного одним3 94186концом с штоком силового цилиндра, дрГгим - через упорный подшипник о ведомымвалом, при этом стенд снабжен датчикомосевого перемещения вала.Кроме этого, корпус ведомого валаможет быть снабжен пятой, ведомый валможет быть выполнен с упорным диском,при этом между пятой и упорным диском размещен упорный подшипник.На фиг. 1 показан предлагаемый стенд,10общий вид; на фиг. 2 - стенд, вид сверху;иа фиг, 3 - кинематическая схема стенда.Стенд содержит привод вращения ведущего вала, включающий электродвигатель1, укрепленный на станине 2 и клиноременную передачу 3, предназначеннуюдля передачи вращательного движенияведущему валу 4, Вал 4 размещен вяестко закрепленном на станине 2 подшипииковом узле К, который для восприя Отия осевого и радиального нагружениясодержит радиальные подшипники 6 иупорный подшипник 7 (фиг. 3), взаимодействующий с корпусом узла К и опорным диском 8, укрепленным на валу 4, (фиг. 3).Ведущий 4 и ведомый 9 валы посредством переходных фланцев 10 и 11 соединены испытуемым шарниром, включающим два фланца 12, крестовину 13 ичеть 1 ре игольчатых подшипника 14.Ведомый вал 9 размешен в подвижномподшипниковом узле 1 К, который содержит радиальные подшипники 16 и упорныйподшипник 17, установленный между пя-5той 18 и опорным диском 19, укрепленным на конце вала 9 (фиг. 3). Подшипниковый узел 1 К направляющими 20,например роликовыми, установлен в корцусе 2 1 подвижно в осевом направлении.Корпус 21 основанием закреплен настанине 2 с возможностью поворота вгоризонтальной плоскости на заданныйугол между валами (фиг. 2), для чегов выступающей части его основания со45стороны шарнира имеется паз, а на станине сооено вертикальной оси, проходящей через центр испытуемого шарнира,укреплен шип 22, который взаимодействует с указанным пазом и является осьюповорота корпуса 2 1,50 На фиг, 1 узлы стенда показаны в положении, когда валы 4 и 9 расположены соосно, а на фиг. 2 - под углом друг к другуСтенд имеет механизм нагружения шарнира, включающий силовой цилиндр 23, шарнирно укрепленный на кронштейне 24 2 фи двуплечий рычаг 2 К, шарнирно соединенный одним концом со штоком силового цилиндра, а другим - с промежуточнымстержнем 26, и имеющий ось поворота вкронштейне 27. При этом механизм нагружения установлен так, что создаваемаяим нагрузка, передаваемая через промежуточный стержень 26, пяту 18, упорный подшипник 17 и опорный диск 19на ведомый вал 9, направлена вдоль осипоследнего.Для сохранения неизменной линиидействия нагрузки при изменении угламежду валами кронштейн.27 механизманагружения жестко закреплен на основа,нии корпуса 2 1, а кронштейн 24 - настанине с возможностью поворота вокругоси шипа 22.Измерительная аппаратура, предназначенная для измерения температуры шарниров, включает изолированное токосъемное кольцо 28 термодатчики (не показаны), токосъемные щетки и регистратор.Для более точных измерений температуры или напряженного состояния элементовшарнира в ведущем валу 4 выполненоосевое сверление с резьбой на конце, предназначенные, соответственно, для выводапроводов от датчиков и установки ртутного токосъемника (не показаны),Для контроля износа шарнира стачдсодержит укрепленный на корпусе 2 1 датчик 29 регистрации осевого перемещенияведомого вала во время работы стенда,Датчик 29, например индикаторная головка часового типа, взаимодействует с планкой 30, укрепленной на выступающей части пяты 18, которая зафиксирована отпроворота шпонкой 31 (фиг. 3).Стенд работает следующим образом.Испытуемый шарнир в собранном видеустанавливают на стенд. Для этого промежуточный стержнь 26 разворачиваютв левое положение, давая возможностьсместить по направляющим влево подвижный подшипниковый узел 1 К. Шарнир помещают между переходными фланцами 10и 11 и фланцы шарнира 12 закрепляютна их посадочньи местах,Можно собрать шарнир на месте не снимая со стенда фланцы 10 н 11, Это достигается благодаря возможности смещения подвижного узла 1 К в направляющих корпуса 21, и, кроме того, сам корпус может разворачиваться вокруг шипа 22 и смещаться в радиальном направлении, так как шип входит в паэ в его основании.5 - 941Для контроля температурного состоя-, ния шарнира к крышкам игольчатых подшипников прикрепляют датчики и сигнал снимают через токосъемные кольца 28 (токосъемные щетки на чертеже не по казаны). При необходимости более точного контроля температуры или напряженного состояния шарнира, на торце вала 4 устанавливают ртутный токосъемник.Заданный угол между валами устанав ливвют поворотом вокруг шипа 22 корпуса 21, Перед этим отворачивают гайки шпилек, входящих в пазы кронштейна 24 и предназначенных для его крепления. После установки заданного угла между 15 валами кронштейн 24 и корпус 21 закрепляют неподвижно. 862 б ние"). При этом вал 9, в с ним и подвижный подшипниковый узел, смещаютсяв сторону шарнира на суммарную величину износа двух пар подшипников. Датчик 29осевого перемещения позволяет оценитьсокрость и величину износа шарнира и произвести выключение стенда при достижении предельно допустимого износаПри нагружении шарнира силами, проходящими вдоль оси валов, по схеме описанной в предлагаемом изобретении, силы,приложенные к поверхности шипов крестовин, лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости крестовин, в при нагружении крутящим моментом (в аналогах и в известном), сипы лежат в плоскости кресмйВ товин, Так как прочностные свойстваДля создания нагрузки на шарнир промежуточный стержень 26 .разворвчи- щ вают в правое положение твк, чтобы он вошел своим сферическим концом в сферическую впадину пяты 18.Подачей рабочей среды в силовой цилиндр 23 по манометру устанавливают д 5 нагрузку, которую через двуплечий рычаг 25 и промежуточный стержень 26 воспринимает пята 18. Давление через пяту 18 упорный подшипник 17 и опорный диск 19 передается на вал 9 и испытуемый шарнир.Осевая нагрузка, возникающая на валу 4, воспринимается упорным подшипником 7 неподвижного подшипникового узла 5. Радиальные подшипники 16 подвижно 35 го и неподвижного подшипниковых узлов воспринимают сос тавляющую агрузки, которая возникает зв счет угла между валами, При угле с = 5 радиальная сила, возникающая в шарнире, равна 0,082 части осевой, В общем случае радиальная сила 5 = Р Бали с, . Основную нагруз ку воспринимают упорные подшипники 7 и 17, расчитанные нв большую грузоподъемностьь.45Включением электродвигателя 1, приводят валы 4 и 9 во вращение, Одновременно включают счетчик моточасов (числа оборотов) и устанавливают нв ноль датчик 29 осевого перемещения подвижного подшипникового узла.50При вращении валов иглы игольчатого подшипника 14 под нагрузкой совершают квчательное движение по образующей шипа крестовин с амплитудой зависящей от угла Ы между валами. Вследствие этого при длительных испытаниях происходит усталостное выкрашивание шипов или образуются канавки износа (фбринеллироввповерхностного слоя шипов крестовин иигольчатых подшипников одинаковы повсему диаметру, то их работоспособностьне зависит от того, в каком месте онинагружены - в плоскости крестовин илиперпендикулярно ей. Таким образом, при сравнительныхстендовых испытаниях на долговечностьсоздание контактных напряжений в зоневзаимодействия шипов крестовин с игламиподшипников зв счет осевой нагрузки навалах не имеет существенного отличия,от получении этих параметров крутящиммоментом, предлагаемая схема нагруже-.ния шарнира и связанные с этим конструктивные особенности обеспечивают предлагаемому стенду следующие цреимущест- ва;- износ шарнира в процессе испытанияконтролируется простым и надежным способом по осевому перемещению ведомоговала, что создает возможность своевременного прекращения испытаний при достижении заданной степени износа. Это обеспечивает высокую точность результатовиспытаний,- значительно уменьшается шум, в связи с отсутствием зубчатых передач, которые имеются в стендах с замкнутымконтуром, что улучшает условия эксплуатвции стенда;- при испытаниях карданных шарнировпотери на трение качения в радиальныхи упорных подшипниках не превышает0,004 нагрузки, затраты энергии на вращение валов и величин и поэтому требу- .ется электродвигатель небольшой мощности- на предлагаемом стенде все шарниры испытываются в одинаковых условиях,что важно при сравнительных испытаниях.7 9418формула изобретения 1. Стенд для испытания шарниров, содержащий расположенные под углом саин к другому ведущий и.ведомый ва лы для установки испытуемого шарнира, каждый из которых размещен в корпусе в подшипниковом узле с радиальными подшипниками, а также привод вращения . ведущего вала, механизм .нагружения и юмерительную аппаратуру, при этом подшипниковый узел ведущего вала закрашен на станине неподвижно, о т л ил а т щ и й с я тем. что; с целью повышейй точности испытания; снижения шума и энергозатрат, подшипниковые . узлы снабжены упорными подшипниками, подшипниковый узел веломого вала установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения и его корпус смонти- О рояан на станине с возможностью поворотав пределах угла между валами, а механизм нагружения состоит. из силового цилиндра, двуплечего рычага, шарнирно соединенного одним концом со штоком силового цилиндра, другим - через упор - ный подшипник с ведомым валом, при этом стенд снабжен датчиком осевого перемещении ведомого вала.2. Стенд по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что корпус ведомого вала снабжен пятой, ведомый вал выполнен с упорным диском, при этом между пятой и упорным диском размещен упорный подшипник,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Машины и стенды для испытаниядеталей, Под ред, Решетова Д. Н. М.,Заказ 6/3 ВН 1 Тираж 887 Подпис ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская набд,/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная Составитель Т. Хромоваедактор А. Шандор Техред А,Бабннец Корректор М Шарохин4 2 ное