Стенд для испытания подшипников

СООЭ СОВЕТСКИХСОЛВЮЮтаасМКРЕСПУБЛИК 1 М 13/О 51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Г троения о ССС1975 ГОсудАРстВенный НОмитет сссР делам иэоБ етений и отнРытий К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ, В,602809, кл. С .01 И 13/04,(54)(57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯПОДПВЩНИКОВ, содержащий станину,рабочий .вал с устройством для крепления исйЫтываемого подшипника,привод с кулачковым приводным валоми устройство для создания динамической нагрузки, гидравлически связанное с исполнительным органом и содержащее плунжерный узел, состоящийиз корпуса, .втулки с каналами иплунжера, о т л.и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения достоверности испытаний подшипников двигателей внутреннего сгорания, плунжерный узел снабжен регулятором,дозатором, установленным на плунжере и выполненным в виде втулки, кинематически связанной с регулятороми имеющей возможность перемещениявдоль оси плунжера, и роликом, контактирующим с кулачкомприводноговала плунжера, кинематически соединенного с рабочим валом, причемплунжерный узел выполнен с системойканалов, обеспечивающих возможностьсоединения надплунжерной полости сисполнительным органом и атмосферой2, Стенд по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что он снабжен размещенным между рабочим валом и исполнительным органом возвратным механизмом, выполненным в виде размещенных на станине направляющих . втулок с шарнирными опорами и упру 1190228гой балки, концы которой установлены в шарнирных опорах с возможностью перемещения вдоль направляющих втулок , а в средней части балки размещена с возможностью поворота вокруг своей оси разъемная втулка, 3Изобретение относится к машиностроению, а именно к стендам для испытания подшипников коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. 5Цель изобретения - повышение достоверности испытаний подшипников двигателей внутреннего. сгорания,На фиг,1 представлен стенд, общий вид, на фиг;2 - вид А на фиг.1, на О фиг.3 - нагрузочное устройство в момент нагружения; на фиг,4 - пример конкретного выполнения плунжерной пары;,на фиг5 - осциллограмма нагружения подшипникового узла, на фиг,брасчетные кривые.1 и 11, описывающие зависимости соответственно величинынагрузки и толщины й - смазочного слоя в шатунном подшипнике от угла ю - поворота кривошипа при эксплуатации реального двигателя.Стенд содержит станину 1, закрепленные на ней электродвигатель 2, опору 3, в которой смонтирован на подшипниках качения рабочий вал 4 с неподвижно установленным на нем испытуемым роликом 5, исполнительный орган, содержащий шток 6, имеющий возможность перемещения в направляющей втулке 7, закрепленной над роликом 5 на швеллере 8, который, в свою очередь, крепится к станине 1, устройство для создания динамической нагрузки, гидравлически связанное при помощи трубопровода 9 высокого давления со штоком 6 и прикрепленное к стойке 10, установленной.на станине 1.Устройство для создания динамической нагрузки содержит плунжерный узел, корпус 11, втулку 12, плунжер 4 О 13, контактирующий с кулачком 14 с помощью толкателя 15, ролика 16 и пружины 17, Втулка 12 имеет централь 2Фный рабочий канал 18 для плунжера 13, всасывающее отверстие 19 и полосТь 20, гидравлически связанные трубопроводом 21 низкого давления с емкостью 22 для рабочей жидкости и атмосферой, а также канал 23, гидравлически связанный трубопроводом 9 с исполнительным органом. Плунжер 13 имеет продольный канал 24, имеющий возможность быть соединенным или через радиальный канал 25 с каналом 23, или через радиальный канал 26 с полостью 20. Дозатор 27 установлен с возможностью перемещения на плунжере 13 с помощью регулятора 28.Кулачок 14 выполнен совместно с приводным валом 29 плунжера 13, Вал 29 смонтирован на подшипниках 30 качения в опоре 3 и корпусе 11 устройства для создания динамической нагрузки и жестко соединен зубчатой передачей 31 с валом 4, что позволяет создавать нагружение на испытуемый ролик 5 один раз за каждые два оборота. вала 4 и на строго определенной дуге но окружности этого ролика. Для привода всей машины и варьирования скоростью вращения испытуемого ролика 5 приводной вал 28 соединен ременной передачей 32 с электродвигателем 2.Для своевременного отрыва одна от . другой испытуемых трущихся поверхностей: подшипника (вкладыша) 33 от ролика 5 с целью преодоления силы инерции и создания жидкостного трения послепрекращения действияоснонной нагрузки,а также с целью упрощения испытанияпри различныхзазорах между укаэаннымиповерхностями иобеспечения равномерногораспределения удельных давлений на контактных площадках испытуемого узла между исполу нительным органом и испытуемым подшипником (вкладышем) 33 введен возвратный механизм, выполненный в виде трубчатой упругой балки 34, подобранной таким образом, чтобы частота ее собственных. колебаний в 20-30 раз 5 превышала максимальную частоту нагружения. Концы балки 34 связаны со станиной 1 при помощи шарнирных опор 35, имеющих возможность перемещения в направляющих втулках 36, для чего 10 предусмотрены винтовые пары 37. Вкладыш 33 размещен в нижней части разьемной втулки 38, закрепленной в средней части балки 34 с воэможностью поворота. 15На фиг.З изображено положение элементов плунжерного узла в момент на-; гружения испытуемого подшипника; на фиг.4 а, б - положение элементов плунжерного узла и кулачка в началь ный и конечный моменты нагружения,Радиальный канал 26 расположен на таком расстоянии от канала .25, чтобы связь надплунжерной полости 18 с полостью 20 происходила через 25 промежуток времени после совмещения каналов 25 и 23, соответствующий углу поворота вала подшипникового узла на 15-20 . Пусть кулачок 14, повернувшийся во время нагружения на тре- ЗО буемый. угол.4 (фиг,5 б), сообщает плунжеру 13 перемещение А. Тогда при заданном расстоянии Б . - между канала. ми 23 и 20, сообщающимися соответственно с исполнительным узлом и атмос-З ферой, расстоянии В - между радиальным каналом 25 плунжера 13 и осью кулачка 14 в начале нагружения (фиг.5 а) искомое расстояние Х - между радиальными каналами 25 и 26 плунже ра 13 равно сумме расстояний А и Б, при этом высота канала 25 должна быть не меньше размера А.Для предварительного (перед началом нагружения) аккумулирования дав ления отверстие 19, также связанное с атмосферой, выполнено на расстоянии Г от торца плунжера 13 в начале нагружения (фиг.5 а). Это расстояние выбирается экспериментально в зависимости от требуемой величины предварительно создаваемого давления.Таким образом, выполнив канал 25 на указанном расстоянии (Х =А+В) отканала 26, плунжер 13 гидравлическиможет быть связан трубопроводом 9 с 1 исполнительным органом, а трубопроводом 21 через промежуток времени после начала нагружения, соответствуюо щий углу поворота вала 4 на 15-20 с атмосферой.На фиг.5 показана осциллограмма нагружения подшипника, на фиг.6 расчетные кривые 1 и 11, описывающие зависимости нагрузки Я и толщины смазочного слоя 1 в шатунном подшипнике от угла поворота кулачка КСтенд работает следующим образом.Включают электродвигатель 2, вращение от него передают через ременную передачу 32 приводному валу 29 и жестко связанному с ним зубчатой передачей 31 валу 4, на которомнеподвиж" но закреплен испытуемый ролик 5, При набегании кулачка 14 на ролик 16 толкатель 15 сообщает плунжеру 13 движение вверх. При ходе плунжера 13 вниз под действием пружины 17 (ход всасывания, фиг,2) рабочая жидкость 22 по трубопроводу 21 поступает в полость 20, а затем по отверстию 19 - в надплунжерную полость. При ходе плунжера 3 вверх (ход нагнетания) рабочая жидкость частично вытесняется обратно в полость 20 до момента перекрытия всасывающего отверстия 19 торцом плунжера 13. В этот момент аккумулируется давление, а затем радиальный канал 25 плунжера 13 совпадает с каналом 23 втулки 12 (начало нагружения, фиг.5 а). Давление, предварительно созданное в надплунжерной полости, по каналу 24 плунжера 13, через каналы 25 и 23 передается рабочей жидкостью по трубопроводу 9 штоку 6 (фиг,2). Под действием штока 6 нагрузка передается через упругую балку 34 на узел трения. Нагружение продолжается до момента выхода отверстий 26 плунжера 12 из доэатора 27. После этого происходит разгрузка трубопровода 9 и возвращение штока 6 в исходное положение под действием упругой балки 34.Амплитуду создаваемой нагрузки можно изменять осевым перемещением доэатора 27 по плунжеру 13 регулятором 28. Наибольшая нагрузка обеспечивается при крайнем верхнем положении дозатора 27 и может достигать значительной величины, зависящей от прочности конструкции. Изменение зазора между трущимися поверхностями осуществляется винтовыми парами 37 (фиг.З), в которых соответствующимигайками производится перемещениевверх-вниз балки 34 вместе с закрепленными на ней втулкой 38 с вкладышем33, причем при закреплении последнихпредусматривается самоустановка поверхности вкладыша относительно вала в процессе испытаний. Таким образом, с введением вустройство возвратного механизма, 1 О плунжерного узла предлагаемой конструкции совместно с кулачковым механизмом, приводимых электроприводом, а также с наличием жесткой связи между нагружением и вращением испы туемого ролика достигнута цель . - обеспечение создания на подшипниковый узел нагрузки, которая .эа два оборота испытуемого ролика происхо" дит один раз на строго и определенно 20 расположенной дуге окружности этогооролика, равной 15-20 , т.е. нагружения, аналогичного взрывной газовой силе, действующей на подшипниковый узел (шатунную шейку-вкладыш) один раэ за цикл работы (720 ) 4-тактногоодвигателя внутреннего сгорания. Это позволяет максимально приблизить режимы испытаний подшипникового узла в лабораторных условиях к реальным эксплуатационным режимам и получить достоверную информацию о служебных свойствах материалов испытуемого подшипника, а также упростить конструкцию и испытания при различных зазорах между трущимися поверхностями и снизить стоимость стенда. Кроме того, воэможность самоустановки поверхности вкладыша относительно испытуемого ролика способствует равномерному распределению удельной нагрузки на контактных площадках подшипникового узла,