Стенд для испытаний рулевых механизмов

1548693 ния - повышение производительности испытаний, Стенд содержит основание 1 для жесткого закрепления на нем испытываемого рулевого механизма, инерционную массу 37, упругий торсион 2 для соединения соответственно с валом сошки и входным валом рулевого механизма и снабжен дополнительным валом и двумя механизмами 10 нагружения, каждый из которых содержит упругий торсион 2, 3, имеющий на одном конце цилиндрическую полу муфту Ю, 11 а на другом устройст, во регулирования его длины, оснащенИзобретение относится к областииспытаний, контроля функциональныхсвойств и диагностики неисправностей агрегатов транспортных машин,а именно к испытанию автомобильныхрулевых механизмов. 25Цель изобретения - повышение производительности испытаний,На фиг.1 представлена принцнпи -альная схема стенда для испытания, фиг. 3 - схема соединения датчиков01, Рз длины упругих торсионовР В давлений в воздушных полостях торсидной фрикционной муфты илипрохождения тока в управляющих обмотках электромагнитной муфты и автоматической системы настройки их40значений.Стенд состоит из основания 1 (насхеме условно обозначено заделкой)с закрепленным на нем испытуемымрулевым механизмом (РИ) и двух механнэмов нагружения, каждый из которых содержит следующие элементы: упругий торсион 2 и 3, один конец которого для регулирования его дли 50 ны, а следовательно, и жесткости соединен с основанием стенда через автономный дистанционно управляемый следящий приводв частности через электромеханический привод шлицевой конец торсиона 2 и 3 - шлицевой конец55 подвижной трубы 4 и 5 с установленными на ней электродвигателем 6 и 7 и редуктором 8 и 9, электрический ное приводом, электромагнитный клапан источника 14, 15 сжатого воздухаи фрикционную мафту 12, 13,корпускоторой закреплен на основании стенда, а ведомая ее часть жестко посажена на полый вал 18, 19, имеющийна конце цилиндрическую полумуфту,силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем, червячноеколесо которого жестко связано сполым валом 18, 19, При работе стенда устраняются операции по разборкеи сборке стенда и автоматизируетсяпроцесс испытаний. 3 ип. потенциометрический датчик 01 и Э з на выходном валу редукторашестерню, находящуюся в зацеплении с неподвижной зубчатой уейкой, связанной с основанием стенда, Другой конец торсиона 2 и 3 связан с внутренней цилиндрической полумуфтой 10 и 11дистанционно управляемую тормозную муфту 12 и 13, в частности фрикционную управляемую сжатым воадухом от внешнего источника 14 и 15 через клапан с электромагнитным управлением, с корпусом, закрепленным на основании стенда, и электрическимпотенциометрическим датчиком давления Ви 0 , установленным в воздушной полости муфты (датчиком управ. ляющего тока в электромагнитной муфте) . Ведомая часть муфты 16 и 17 жестко посажена на полый вал 18 и 19, установленный на подшипниках в ступице в неподвижной части тормозной муфты и связанный выходным концом с второй внутренней цилиндрической по.". лумуфтай 20 и 21, а внутри вала выполнена подшипниковая опора упругого торсиона 2 и 3; силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем 22 и 23, червячное колесо которого жестко связано с полым валом 18 и 19 тормозной муфты а его корпус 24 и 25 установлен на нем на подшипниках и снабжен подпружиненными Фиксаторами 26 и 27 с электромагнитным управлением, установленными на его Фланце 28 и 29 перпендикулярно торцевой поверхности корпуса тормозной муфты(фиксаторы выполнены по известнойсхеме фиг.2: шток 30, расположенный в корпусе 31 и отжатый пружиной32 в крайнее верхнее положение, катушка 33 электромагнита, сердечниккоторого выполнен за одно целое соштоком фиксатора, пластина 34 длявыключения концевым выключателем 35электродвигателя 22 и 23 червячногоредуктора);инерционную массу 36 и 37, расположенную на полом валу в подшипниковых опорах 38 и 39 и связаннуюс третьей внутренней цилиндрическойполумуфтой 40 и 41,вал 42, соединенный с валом сошки 43 рулевого механизма, и дополнительный вал 44, соединенныи с ведущим его валом - оба расположены 20внутри полых валов инерционных масс36 и 37 и имеют на своих свободныхконцах, установленных в подшипниках,внешние цилиндрические полумуфты 45и 46. В ступицу каждой из полумуфт 25встроена корректирующая червячнаяпара с приводным электродвигателем47 и 48, а на ее наружной поверхности установлены подпружиненныефиксаторы 49 и 50, конструкция которых аналогична описанным (фиг.2).При этом на всех трех внутренних цилиндрических полумуфтах 10 и 11, 20и 21, 40 и 41 выполнены отверстия,диаметры которых равны диаметрамштоков 30 подпружиненных фиксаторов, а оси отверстий совпадают с осями фиксаторов.Дополнительный вал 44 снабжендистанционно управляемой муфтой, на- Опример, в виде фрикционного тормоза51 с электромагнитным управлениемдля блокировки вала с основанием иобеспечения при включенном электродвигателе 47 и 48 проворачиваниявнешней цилиндрической полумуфты45 и 46 относительно ее ступицы припоиске положения полумуфты, обеспечивающего попадание штоков 30 еефиксаторов в отверстия одной из трехсоединяемых с ней внутренних цилиндрических полумуфт 10, 20, 40 или11,. 21, 4 1. На упругих торсионах ус-тановлены измерительные тензодатчики Э и 0 крутящих моментов, а навалах 42 й 44, связанных с валамииспытуемого рулевого механизма,измерительные тензодатчики и потенциометрические датчики 0 и П уг 93 6ловых перемещений. На валу 42, кроме того, установлен датчик Р предельного угла поворота вала сошки, Датчики Р, в ; П кроме функций измерения выполняют и функции элементов электрических мостовых схем (фиг.3), обеспечивающих дистанционное управление стендом по схеме. Каждый из датчиков соединен со своим задающим потенциометром 52, а в измерительные диагонали моста включены катушки 53 электромагнитных реле Р, контакты 54 которых включены, соответственно, в цепи питания электродвигателя 6 и 7 (фиг.3) и электромагнитного клапана питания тормозной муфты от источника 14 и 15 сжатого воздуха.Задающие потенциометры 52, включатели цепей питания электродвигателей и электромагнитов подпружиненных фиксаторов, выходы измерительных датчиков и датчика предельного угла Р выведены на пульт управления стенда по схемам, обеспечивающим автоматизированный режим настройки параметров стенда и задания программы испытаний, а также режим полностью автоматизированный, когда выходы всех указанных цепейпитания, измерения и контроля черезинтерфейсный блок стыкуются с управляющей ЭВМ.Работа стенда осуществляется следующим образом.Исходное состояние: все три внутренние цилиндрические полумуфты разьединены с внешними, все потребителиэлектроэнергии обесточены, давлениев тормозных муфтах равно атмосферному (управляющий ток в электромагнит-,.ной муфте равен нулю). После установки на стенд. испытуемого рулевогомеханизма и соединения его с валом42 и дополнительным валом 44 либовручную с пульта, либо программой,записаннойв ЭВМ, реализуется любаяпоследовательность определения егохарактеристик,П р и м е р, Воспроизводится режим колебания инерционной массы 37со стороны вала сошки 43 на упругомторсионе 2 для получения переходныххарактеристик, характеристик жесткости и демпфирования со сторонывала сошки. Предварительно устанавливается требуемое значение жесткости торсиона настройкой задающегог 1 отенциометра в схеме с датчиком В готорый обеспечивает "отслеживание" гместе с системой труба 42 - электродвигатель 6 - редуктор 8 "задан 5 йой" длины торсиона. Включением Электромагнитов Т муфты 51 блокировки дополнительный вал 44 блокирутся с основанием стенда С включением электромагнитов фиксаторов, рас г оложенных на внешней цилиндрической олумуфте 45 в одной плоскости с плосостью внутренней цилиндрической поумуфты 10 торсиона, и одновременным выключением питания электродвигателя 47 внешняя полумуфта 45 вращается . относительно ступицы замкнутой муф 1 ой 51 на основание стенда, осуществляя поиск соосного расположения осей отверстий и фиксаторов, после хода штоков 30 фиксаторов в отверсчие полумуфты 10 электродвигатель г 1 ластиной 34 и концевым выключателем отключается от питания. Создается небольшая величина тормозного момен та в представленной схеме созданием гзбыточного давления в воздушной олости тормозной муфты 13 (поворот движка задающего потенциометра 52 - разбаланс мостовой схемы (фиг.З) - 30 гоявление напряжения на обмотке 53 реле - замыкание контактов 54 в цепи Питания обмотки электромагнитного клавгана источника 15 сжатого воздуха - ост движения в воздушной полости рикционной муфты - изменение поло- ения движка потенциометра датчика давления Р до момента балансиров и мостовой схемы и прекращения питания муфты сжатым воздухом).40Наличие небольшой величины тормозного момента обеспечивает блокировку червячного колеса редуктора 25 с по.Пым валом 19 и через муфту с основагием стенда. Включается питание элек тродвигателя 23 и электромагнитов 27 фиксаторов. Вращение корпуса 25 редуктора вместе с фланцем 29 и фиксаторами обеспечивает поиск отверстий на торцевой части муфты и ввод в них штоков 30 фиксаторов, В момент ввода фиксаторов в отверстия электродвигатель 23 отключается, а корпус 25 редуктора оказывается сблокированным с основанием стенда через корпус торБ мозной муфты 13.Двг;кком задающего потенциометра52 сбрасывается давление в воздушнойполости тормозной муфты 13, Освобождается от связи с основанием стенда дополнительный вал 44 отключением питания электромагнитов муфты 51. Потенциометром П 9 устанавливается требуемый угол поворота вала 43 сошки - мостовой схемой, аналогичной описанной схеме (фиг.З). Контакты реле, также включенного в ее диагональ, расположены в цепи питания электродвигателя 23 последовательно с замкнутымн (в исходном положении) контактами концевого выключателя 35.Включается питание электродвигателя48 и обмоток подпружиненных фиксаторов 50. Аналогично описанной схемесоединения внутренней попумуфты торсиона 2 с внешней полумуфтой 45 происходит соединение внутренних полумуфт 41 инерционной массы 37 и 21силового червячного редуктора с внешней полумуфтой 46. Включением питания электродвигателя 23 силовой червячный редуктор 25 через муфту 46отклоняет от нейтрального (исходного)положения инерционную массу 37, одновременно через испытуемый рулевоймеханизм, дополнительный вал 44 и связанные цилиндрические полумуфты 45 и 10 закручивая торсион 2.По достижении угла отклонения инерциснной массы заданного (датчиком В ) его значения электродви 9гатель обесточивается. Одновременнообесточиваются и катушки фиксаторовполумуфты 46, которые соединяли ее с полумуфтой 21. Полумуфты размыкаются. С этого момента инерционная масса 37 совершает свободные затухающие колебания, процесс которых либо записывается на осциллограф, либо дискретно запоминается и обрабатывается в управляющей ЭВМ. По окончании процесса колебаний задается требуемая величина тормозного момента в муфте 12 (созданием определенного уровня давления в ней), инерционная масса 37 разъединяется с валом 42 обесточиванием катушек фиксаторов, расположенных на внешней полумуфте 46, а цилиндрические полумуфты 21 и 46 вновь замыкаются. С полумуфтой 45 разъединяется полумуфта 10 торсиона 2 и соединяется полумуфта "О, связанная с подвижной частью барабаном 16 тормозной муфты 12, Датчиком 09 вновь настраивается предельный угол поворота вала сошкиВключением электродвигателя 23 чер93 1 О 9 1.5486 вячного редуктора 25 обеспечивается равномерное вращение валов, соединяющих редуктор с барабаном 16 тор" мозной муфты до тех пор пока датУ5 чик П не обесточит электродвигатель 23, При записи показаний датчиков ВЮ обеспечивается получение характеристик потерь на трение в РМ при передаче движущего момента со стороны вала сошки и статической. чувствительности нагруженного РМ.Опыт повторяют при различных давлениях в муфте 16. При отсутствии в ней давления определяют характерис тики кинематической чувствительности. Аналогично строится эксперимент для определения характеристик РМ для режима передачи движущего момента со стороны входного вала РИ. Полный на бор характеристик РМ, обеспечивающий получение оценки всей совокупности его функциональных свойств, на стенде может быть получен за одну установку испытуемого образца РМ при устра-5 нении операций .сборки и разборки и полной автоматизации всего процесса испытаний по заранее выбранной программе: от задания параметров упругих торсионов и тормозных муфт, 30 изменения структуры силовой части стенда в любой комбинации образующих его элементов, до съема, обработки информации и выдачи итогового документа. 45 Формула изобретенияСтенд для испытания рулевых ме- ханизмов, содержащий основание для жесткого закрепления на нем испытуемого рулевого механизма, вал сошки которого жестко соединен с валом, соосно с которым расположена инерционная масса, и торсион для соединения с ведущим валом испытуемого рулевого механизма, один конец которого соединен с основанием стенда,отличающийся тем, что,с целью повышения производительности испытаний, стенд снабжен дополнительным валом и двумя механизмаминагружения, каждый из которых содержит упругий торсион, одним концомсоединенный с основанием стенда через автономный дистанционно управляемый следящий привод настройки егорабочей длины, а другим - с внутренней цилиндрической полумуфтой, дистанционно управляемую тормозную муфту, корпус которой закреплен на основании, а ее ведомая часть жестконасажена на полый вал, выходным концом связанный с второй внутреннейцилиндрической полумуфтой, силовойчервячный редуктор с приводным электродвигателем, .червячное колесо которогэ связано с полым валом тормозной муфты жестко, а его корпус установлен на нем на подшипниках иснабжен подпружиненными фиксаторамис электромагнитным управлением, установленными на его фланце перпендикулярно торцевой поверхности корпусатормозной муфты, инерционную массурасположенную в подшипниковых опорах и связанную с третьей внутренней цилиндрической полумуфтой, нриэтом на всех внутренних цилиндрических полумуфтах выполнены радиальныеотверстия, а на сопрягаемых с нимивнешних цилиндрических полумуфтах,установленных на валу, соединенномс валом сошки, и дополнительном валу расположены фиксаторы с электромагнитным управлением, причем в ступицу каждой внешней полумуфты встроена корректирующая червячная пара сприводным электродвигателем, а дополнительный вал снабжен дистанционно управляемой муфтой его блокировкис основанием стенда.1548693 Составитель В,Иононко Техред Л,Сердюкова Корректор Л.Бескид едакто Государ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ НИИПИ венного комитета по иэоб 113035, Москва, Ж, Ра ю д Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРскан наб., д. 4/5