Способ испытания гидродинамического подшипника скольжения

(19) Ц 1 А 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАН И ВТОРСКОМУ И ЕТЕЛЬСТВ ИЯ ГИДРОДКЛЬЖЕНИЯ 1-2 ашик носитс повысить т Бюл.М 47проблем машиностроения аэон режимплитуды в нешнеик ки на подши еменно с изм А.Г 1,Кудря ни 88. 8)свидетельство СССР С О М 13/04, 1981. глу е деист яженног шип рования елителе вели ереэ жи и действия нагрузки та вала испытуемого- время регулировки; енные графики иэмеовки) в процессе исьных гидродинамичесакс - в масляном(штриховая линия по бу, сплошная - по где Е - количество ашиностро ится Изобретение отн ению, может быть и проведении испытан ких подшипников ск зован сп намичес- является гидр жени изобретения ршенствование св. М 86843. ель изобретени авт. ц иостение точ а режимо диана и расшире испытани длагаемомуклов нагруж ия); РГд е максим ные гидр На фиг. из ны,оба; анное и тек для реализациина фиг.2 - Функ равления испыта на Фиг.3 - регу делитель, продо фиг.4 - сечение фиг. 5 - диаг пытуемого подши еские давлена (фиг.1)закрепленно динами Машжестко лируемыи гидрораспрельный разрез; на А-А на фиг.3; на рамма нагружения испника по углу поворота ним вала на известной я) и предлагаемой нах; на фиг.6 - гра-, нин амплитуды И и 2 для ка 3 ка 3, из гид подшипниодшипнисос тоящий уем ксации исппривод 4 ала 5уже ния6 прямо ханизм наг пульсатораустановле стройствомота вала 9 сительно в о воэбужем регулиным на ения сопряженного кже механизм а нагружешипника 3(штриховая лини (сплошная) маши фики регулирона рующим 8 пров ния от ханиз л(56) Авторско М 868413, кл. СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ражена схема машредлагаемого сп иональная схема ельной машины; 51) 4 С 01 М 3/04(54) СПОСОБ ИСПЫТАНКОГО ПОДШИПНИКА СК(57) Изобретениестроению и позволяность и расширить диспытаний, Изменендинамической нагруосуществляют одноврпродолжительностиповорота вала, сопником, путем регулщели в гидрораспредщель проходит рабороцилиндр. 7 ил. продолжительност по углу 4 поворо подшипника, где на фиг.7 - упрощ нения (корректир пытаний максимал ких давлений: Р лое подшипника известному спосо ержит станинуа ней устройств55 и электронный блок 10 для контроля иподдержания в масляном слое подшипника 3 заданной максимальной величиныгидродинамического давления, входкоторого соединен посредством токосъемника (не указан) с установленнымв валу 5 датчиком 11 давления, авыход - с регулирующим устройством 7механизма нагружения. Механизм нагружения содержит также гидроцилиндр 12,жестко закрепленный на станине 1шток 13 и шарнирно связанный с нимшатун 14.Кроме того, машина содержит жестко закрепленный на станине 1 регулируемый гидрораспределитель 15, которыйкинематически связан через гидропульсатор 6 с механизмом 8 проворотавалов и гидравлически при помощитрубопроводов 16 и 17 напорной магистрали соединен с гидропульсатором 6и гидроцилиндром 12, а трубопроводом8 разгрузочной магистрали - с емкостью 19 для рабочей жидкости. Выход электронного блока 10 управлениядополнительно соединен с регулирующим устройством 20 гидрораспределите.ля 15. Электронный блок 10 являетсясоставной частью автоматизированнойсистемы управления, функциональнаясхема которой изображена на фиг.2,где ИПУ - испытуемый подшипниковыйузел, ДД - датчик 11 давления, РУ и РУ 2 регулирующие устройства гидропульсатора 6 и гидрораспределителя15. Электронный блок 10 обведен штриховой линией и включает: У - усилитель сигнала, например, напряжения П,подаваемого датчиком 11 (ДД), ПДпиковый детектор для выделения максимального значения гидродинамического давления в масляном слое подшипника 3, выраженного в напряженииБ,о, БУ - блок установки опорногозначения давления или 11, с которымдолжно производиться сравнение о аБС - блок сравнения напряжений 11 иоп11 для выработки управляющихсигналов на регулирующие устройства7 и 20 (РУи РУ),Гидрораспределитель 15 (фиг,1, 3и 4) содержит корпус 21 с крышкой22, в которых выполнены впускное 23,рабочее 24 и выпускное 25 окна. Вкорпусе 21 установлен с возможностьювращения золотник 26, кинематическичерез гидропульсатор 6, связанныйс механизмом 8 проворота валов и имеющий осевой 27 и радиальный распреде лительный 28 каналы. Между корпусом 21 и золотником 26 установлены контактирующие торцами гильза 29, закрепленная неподвижно, и втулка 30, имеющая возможность поворота вокруг своей оси, Па контактирующих торцах гильзы 29 и втулки 30 выполнены высту-. пы 31 и 32, образующие регулируемые щели 33 и 34. Регулирующее устройство 20 гидрораспределителя 5 включает червячную передачу, червяк 35 которой зафиксирован на валу 36 привода регулирующего устройства 20 (фиг.1), закрепленного на корпусе 21, а червячное колесо 37 выполнено заодно с втулкой 30. Регулирующее устройство гидрораспределителя 15 имеет также два конечных выключателя 38, закрепленных на корпусе 21 и электрически связанных с приводом регулирующего устройства 20. Конечные выключатели 38 могут быть установлены в различных положениях по периметру втулки 30 и имеют возможность контактирования с ее выступом (не указан), а следовательно, включения привода регулирующего устройства 20 (без отключения его реверса), ограничивая, таким образом, в процессе испытаний подшипника 3 диапазон регулирования продолжительности действия нагрузки по углу поворота вала 5Машина работает следующим образом.Включают привод 4, вращение от которого передается на вал 5 и через механизм 8 на вал 9 гидропульсатора 6 и золотник 26 гидрораспределителя 15, Давление рабочей жидкости, создаваемое с определенной амплитудой пульсаций в гидропульсаторе 6, передается по напорному трубопроводу 6 в гидро- распределитель 15, где рабочая жидкость через впускное окно 23 поступает в щель 33, которая при каждом обороте золотника 26 совмещается с распределительным окном 28 указанного золотника 26, тем самым обеспечивая прохождение импульса рабочей жидкости через канал 27 и рабочее окно 24 в напорный трубопровод 17 и гидроцилиндр 12. Далее нагрузка через шток 13 и шатун 14 передается на испытуемья подшипник 3При совмещении распределительного окна 28 золотника 26 с щелью 34 также периодически обеспечивается прохождение импульса рабочей жидкости в обратном направлении через 10 5 20 25 30 35 40 45 5015309 40 рабочее окно 24 и канал 27, но ужев выпускное окно 25 и по разгрузочномутрубопроводу 18 н емкость 19. ПериодТ (фиг5) следования импульсов создаваемой таким образом нагрузки 11 зависит от частоты вращения вала привода4, а продолжительностьпо углуповорота вала 5 - от размера щели 33.Для получения нагрузки с другим значением изменяют размер щели 33поворотом с помощью устройства 20втулки 30 относительно неподвижнойгильзы 29,Механизм 8 пронорота вала 9 (золотника 26) относительно вала 5служит для смещения вращающегося датчика 11 относительно момента началадействия внешней динамической нагрузки. Следовательно, датчик 11 будет Юрегистрировать полную эпюру распределения гидродинамических давлений вмасляном слое подшипника 3. Сигнал сдатчика 11 подается на ртутный токосъемник, а затем на вход электронного 25блока 1 О управления, где производитсясравнение величины максимального гидродинамического давления в подшипнике3 с заданным (опорным) эначениеМ этогодавления. В случае неравенства указанных давлений с выхода электронногоблока 1 О подается сигнал на регулирующие устройства 7 и 20 гидропульсатора6 и гидрораспределителя 15, которымиобеспечивается синхронное изменение35в ту или другую сторону амплитудыи продолжительности действия внешнейнагрузки, поддерживая таким образомвеличину максимального гидродинамического давления в подшипнике 3 назаданном уровне.При помощи конечных выключателей38 регулировку продолжительностидействия нагрузки ограничивают н пределах эксплуатационного диапазонаданного агрегата, в котором используется подшипник 3. Вне указанных пределов корректировку гидродинамическогодавления в масляном слое подшипника 3производят по-прежнему за счет изменения производительности только гидропульсатора 6. Для этого перед испытанием определяют эксплуатационныйдиапазон изменения продолжительностидействия нагрузки путем построения55развернутых индикаторных диаграмм,в которых Функцией угла Ч поворотавала подшипника является давлениегаза в циидрв дв ателя внутреннего 70 6сгорания, давление жидкости (газа) в неплунжерном пространстве наносного устройства и т.д. Затем при испытании, в частности подшипников скольжения поршненых двигателей внутреннего сгорания, задают исходный размер щели 33, соответствующий, например, среднему значению диапазона изменения продолжительности действия нагрузки (диапазон действия газовой силы 30 - 80), равного 55 о; при испытании подшипников комбинированных двигателей внутреннего сгорания (диапазон 80 - 180) - 130; подшипников воспринимающих нагрузку от дисбаланса,180 ; подшипников плунжерных насосов и других машин с динамически нагруженными подшипниковыми узлами 180 - 360 Далее, н каждом конкретном случае, конечные выключатели 38 устананливают в положения по окружности втулки30, соответствующие крайним значениям эксплуатационного диапазона изменения продолжительности действия нагрузки и начинают проводить испытания аналогично указанному.Пример испытания подшипников, Вголовку шатуна 14 устанавливают подшипник 3 с К = Г К 8 = 10 м , на который и эксплуатации действует на-. грузка с продолжительностью по углуповорота его вала, изменяющемусяв диапазоне " = 250 - 360. Фиксируют конечные выключатели 38 в положенияхпо окружности втулки 30, соответствующих 250-му и 360-му градусам относительно кулачка 31, а размер щели 33 задают соответствующим 360. Включают привод 4, число оборотов валазкоторого и = 3 1 О об/мин, и создаютс помощью гидропульсатора 6 и гидро- распределителя 15 нагрузку, равную по амплитуде И, = 20 1 О кГс и продол 3жительности Ц, = 360 , что должно соответствовать заданному значению гидродинамического давления Р, в масляном слое подшипника 3. Количество выделившегося при этом тепла В за один оборот вала 5 подшипника равно6 = К И = 72 Дж,Затем регистрируют текущее значение гидродинамического давления Р притек помощи датчика 11, подающего электрический сигнал на электронно-лучевой осциллограф и систему автоматики (Фиг.2). В случае неравенства Рпутем одновременного (синхронного) изменения М и Ч, графики регулирования которых аналогичны и имеют вид, представленный на фиг.6. Например5 если при корректировке Р необходимотек уменьшить 6 в два раза, то по предлагаемому способу для этого понадобится6 с или 1.и й300 циклов нагружения, после чего И и Ч" будут соответственно равны Б 14,2 10 кГс и Ч= 254 , г 6 = К Б 136 Дж. По известному же способу для этого было бы затрачено С1 О с или Ь500 циклов, так как 4 имеет строго фиксированное значение Ч = 360 , а Б необходимо уменьшать уже до значения МФ10 кГс (фиг. 6) . Следовательно, время корректировки гидродинамичес кого давления по предлагаемому спосо бу почти в два раза меньше, чем поизвестному.В процессе испытаний гидродинамические давления в масляном слое подшипника изменяются (корректируются) стахостически, однако для наглядности упрощают закон этого изменения , до гармонического, изображенного на фиг.7, где штриховой линией обозначен 30 график корректировки Рпо известному способу, а сплошнои - по предлагаемому. Иэ графиков (фиг,7) видно, что корректировка по предлагаемому способу обеспечивает более точное поддержание гидродинамического давления в масляном слое подшипника поотношению к заранее заданному,так как она эа все время испытанийосуществляется почти в два раза чаще,т.е. исследуемый подшипник испытывает разрушающее воздействие гидродинамических давлений, равных или оченьблизких заданному, при почти в двараза большем количестве циклов нагружения иэ общего количества цикловдо разрушения антифрикционного слояэтого подшипника,Таким образом, применение предлагаемых способа и устройства позволитрасширить диапазон режимов испытанийи повысить их точность, а значит,увеличить достоверность информациио служебных свойствах материаловподшипниковформул а из обретенияСпособ испытания гидродинамического подшипника скольжения по авт.св. 9 868413, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона режимов испытаний, изменение амплитуды внешней динамической нагрузки на подшипник осуществляют одновременно с изменением продолжительности ее действия по углу поворота вала, сопряженного с подшипником.1530970 221 Рвац ставитель Т.Хромокред М.Ходанич Корректор С.Ч дактор А.Коэор вен 113 Производственно-издательский комбинат "Патен агарина, 10 Ужгоро Закаэ 794 Ь НИИПИ Госу Тираж 789 го комитета по изоб 5, Москва, Ж, Ра Подписноетениям и открьггиям при ГКНТ СССРская наб., д, 4/5