Способ испытания гидравлической передачи

ОПИСАНИЕ ПЗОБРЕТЕБЯЛ ТЕ Комитет Российской Федерации по патентам н товарным знакам(4) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ(57) Использование. в машиностроении и ремонтеоборудования, в частности, дпя испытания гидро(в) ЕЦ (щ 2301 Д 2.С 1й) ов (ГТ). Сущность: способ осубезтормозном стенде, содержащем ик,;уем контроля абсолютных чичастоты вращения входного валов х точках лри достижении требуемой таты вращения входного вала и ачения частоты вращения выходтрансформатор ществпяется на привод и махо сеп оборотов и ГТ в кагпропьны постоянной ча контрольного з ного папа 2 ипИзобретение относится к машиностроению и ремонту машин и оборудования, вчастности к способам испытания гидротрансформаторов (далее ГТ), транспортныхсредств и промышленного оборудования. 5При изготовлении и ремонте каждый ГТпосле сборки должен подвергаться приемосдаточным испытаниям. Известен способиспытания ГТ, регламентированный ГОСТ17069-71 "Передачи гидравлические. Методы стендовых испытаний" (Прототип), Согласно ГОСТУ испытание проводят настенде, содержащем привод, тормоз, приспособление для установки испытываемыхГТ, измерители крутящего момента на входном и выходном валах ГТ и измерители частоты вращения входного и выходного валовГТ. При приемо-сдаточных испытаниях определяют КПД ГТ в контрольных точках,Известный способ испытания заключается в следующем. Запускают привод стенда, устанавливают требуемую постояннуючастоту вращения входного вала ГТ, включают тормоз и торможением устанавливаютчастоту вращения выходного вала ГТ, соответствующую контрольной точке передаточного отношения, например,= 0,5, Так,если частота вращения входногоЪала 1200мин, то частота враоения выходного валадолжна быть 600 мин . При этом измеряют 30величину крутящего момента на входном ивыходном валах ГТ, Затем определяют коэффициент трансформации момента К, какотношение момента на выходном валу к моменту на входном валу, а величина КПД в Э 5контрольной точке определяют как произведение передаточного отношения и коэффициента трансформации момента, 1 х К.Недостатками известного способа являются: 40- на стенде для реализации способа вкачестве тормоза используют дорогостоящие и металлоемкие электрические машиныпостоянного или переменного тока;- электрические машины постоянного 45тока должны быть оснащены дорогостоящими и громоздкими преобразователями (мотор-генераторами) постоянного тока впеременный и рекуперации в сеть,- электрические машины переменного 50тока для согласования с характеристикой ГТоснащаются преобразователями частотыпеременного тока;- необходимость оснащения стенда устройствами для измерения крутящего момента на входном и выходном валах ГТ свысокой(й 1,0) не более точностью, что невсегда достижимо вследствие погрешностей, вызываемых возникновением момента сил трения в опорах балансирной подвески электромашин, а также погрешностями изготовления и монтажа силоизмерительного рычага и датчика;- нерациональность технологии испытания, обуславливающей большую длительность процесса испытания и необходимость охлаждения масла.Последнее обусловлено тем, что при испытании регулированием величины момента на тормозе необходиМо поддерживать постоянную частоту вращения выходного вала в контрольной точке с минимальными ( й 10 мин ) отклонениями; это требует хорошей чувствительности электромашины и регулирующих устройств и достаточных навыков оператора. Процесс регулирования момента и стабилизации частоты вращения выходного вала обычно занимает определенное время, что приводит к значительному тепловыделению (превращение энергии торможения в тепло) и перегреву масла, Поэтому на стендах предусматривают устройство охлаждения масла,Предлагаемое техническое решение позволяет определить соответствие КПД испытываемого ГТ характеристике эталонного ГТ без использования на стенде электрического и другого вида тормоза и измерения крутящего момента на входном и выходном валах П,Сущность предложенного способа заключается в том, что, согласно изобретению, до включения привода затормаживают выходной вал ГТ, при установившейся постоянной частоте вращения входного вала растормаживают выходной вал и одновременно включают счетчики оборотов входного и выходного валов, в момент достижения частоты вращения выходного вала контрольной точки фиксируют на счетчиках число оборотов входного и выходного валов, а число оборотов входного вала и отношение чисел оборотов выходного и входного валов сравнивают с расчетными показателями эталонного ГТ. На фиг, 1 изображена схема стенда для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - типовая характеристика ГТ ГЧ- 70 трактора ДТС в виде зависимостей КГ 1 Д (д), коэффициента трансформации момента (К) и коэффициента момента на входном валу Д) от передаточного отношения (1) ГГ.Предлагаемый способ осуществляют на стенде, схема которого приведена на фиг, 1. и содержащем приводной двигатель 1 соединенный с помощью муфты 2 с входным валом испытываемого ГТ 3, выходной вал которого через муфту 4 соединен с валом 5,2001319 Мг 2 й пг д Я 12 л п 1 Мг пг 1 к - ф %п 1 к. (4) МгХпг ц М 1 Хп 1. (5) й ХпгилиАИ 1Мг 40 М 1 юг=81 )у,Мгга =дМ 1 и 1,(2) й Хпг - Хп 1К,(8) 55 установленным на подшипниковых опорах 6, 8. На валу 5 жестко закреплен маховик 7, оснащенный стоповым тормозом 9. Стенд оснащен счетчиками числа оборотов 10 и тахометрами частоты вращения 11 входного и выходного валов ГГ. Двигатель привода испытываемого ГТ жестко закреплен на основании 12.Осуществление предлагаемого способа заключается в следующем.Устанавливают на стенд испытываемый ГТ и соединяют его с приводным двигателем и валом маховика.Затормаживают маховик (т.е, выходной вал ГТ), включают приводной двигатель, устанавливают регулирующим устройством испытательную частоту вращения входного вала ГТ и осуществляют прокручивание входного вала до достижения температуры масла в ГГ нижнего предела температуры испытания.Растормаживают входной вал и одновременно включают счотчики оборотов входного и выходного валов. Следят эа нарастанием частоты вращения выходного вала.В момент достижения частоты вращения выходного вала контрольной точки фиксируют по счетчикам число оборотбв входного и выходного валов, а число оборотов входного вала и отношение числа оборотов выходного вала к числу оборотов входного вала сравнивают с расчетными показателями эталонного ГТ.Сущность предлагаемого способа обосновывается следующими выкладами.За время с момента расторможения до достижения частоты вращения выходного вала контрольной точки условие баланса мощности в ГТ можно записать где Й 1 - средняя величина мощности на входном валу эа время Ь;Йг - средняя величина мощности на выходном валу за время 1 к,д - средняя величина КПД ГТ эа время тк.Равенство (1) можно записать в виде где М 1 и Мг - средняя величина крутящего момента соответственно на входном и выходном валах за время Ь;со 1 и ганг - средняя величина угловой скорости соответственно входного и выходного валов за время ск. Заменив в выражении (2) Й 1 1 зй 1 н са -2 афпг.где п 1 и пг - средняя частота вращения соответственно входного и выходного аалоэа время Ь, получим 10или Ргйг "ф %п 1. (3)4Умножив обе чести рааенствв (2) на время Ь;получим ,15 В равенстве (4) произведения средней 20 частоты вращения на время 4 является суммарным числом оборотов Х и входного и выходного валов за время Ь с момента расторможения до достижения частоты вращения выходного вала контрольной точки.Поэтому равенство(4) можно записать ваиде Равенство (5) преобразуем в соотношениеМ 1 Епт(6) 35Мг Гп 1 В выражении Р) отношение Мг к М 1 естьничто иное как средняя величина коэффициента трансформации момента К эа время ь с момента расторможения до достижения частоты вращения выходного вала контрольной точки,Тогда выражение (7) можно записать в 50 виде где д/К и Х пг/ Хп 1 характеризуют среднее передаточное отношение эа время ь (т,к, д 1 К и - пг/п 1).(18) Таким образом, соотношение (8) отражает реальную взаимосвязь параметров характеристики ГТ и соответствует физической сущности рабочего процесса ГТ.Для условия, что характеристики испытываемого ГТ не хуже характеристик эталонного ГТ, справедливо выражение где фэ и Кэ - средние величин ы соответственно КПД и коэффициента трансформации момента эталонного ГТ, рассчитываемые путем интегрирования эависимостей пз - 11(пг) или ту, = Ц) и Кэ(пг) или Кэ = Щ) см, фиг. 2, где- передаточное отношение, т.е,= пг/п 1, Тогда1 к к111,) дтг(1 фаои Кз= - ,где(к- ок 1 к- передаточное отношение в контрольных точках, например, = 0,5; 0,67; 0,875,Таким образом, чтобы КПД и коэффициент трансформации момента испытываемого ГТ соответствовали 11 орме, отношение числа оборотов выходного нала контрольной точки должно быть равно или более соотношения средних величине КПД и коэффициента трансформации момента рассчитанных по типовой характеристике эталонного ГТ,Однако условие (9) для оценки необходимое, но не достаточное, т,к. при испытании необходимо еще оценить энергоемкость ГТ, которая характеризуется величиной М или коэффициента момента на входном валу в контрольной точке, Поэтому необходимо определить в соотношении (9) величину Б 1, исходя из нормированных значений КПД и М 1 эталонного ГТ.Расчет проведен исходя из условия энергетического баланса при работе ГТ на стенде, схема которого представлена на фиг. 1.Чтобы сообщить за время тк кинетическую энергию Мг вращающимся частям ГТ и стенда со стороны выходного вала необходимо совершить работу А, на приводном двигателе 1, Тогда энергетический баланс запишется в виде равенства А 1 =Юг 1 (10) где А 1 - работа, совершенная на валу приводного двигателя за время Ь с момента расторможения до достижения частоты вращения выходного вала контрольной точки иприобретения вращающимися частями,приведенными к выходному валу, кинетической энергии В/2;5у - средняя величина КПД ГТ за время1 к (см,(1),Юг - кинетическая энергия вращающихся частей (приведенных к выходному валу),соответствующая частоте вращения выходного вала в контрольной точке,Преобразуя (10), можно записать С другой стороны работа выражаетсяформулой 20 А 1 =- 1 тк, (12) где Й 1 - средняя величина мощности навходном валу за нремя К,Учитывая, что и й)1= 2 лп 1, (14) равенство (12) можно записать в виде 30 И 1 =: 2 М 1 п 11 к, (15)где обозначения М 1, л 1, Й 1 - см, (2).Заменив в выражении (15) произведение35 и, =- Х иполучимА 1=2 лМ 1 Х п 1, (16)где Х п 1 - суммарное число оборотов входного вала за время 1 к с момента расторможения до достижения частоты вращениявыходного вала контрольной точки.Величину кинетической энергии И/г рассчитывают по формуле;02 = -- 2 М 2,1 2(17)45 2где Х 2 - суммарный момент инерции вращающихся частей, приведенный к выходному валу;щг - угловая скорость выходного вала250 в контрольной точке,Момент инерции частей определяютрасчетным и экспериментальным методами,Исходя из выражений (11), (16) и (17)можно записать МХ 2122 2 т М Х 111 = "2 ЧПреобразуя выражение (18) получим(19)4 М 1 дСреднюю величину момента на входном валу М 1 определяют по типовой характеристике эталонного ГТ по формулеМ 1- м 1 у п 1 гС 4, (20)где Зм 1 - средняя величина коэффициента крутящего момента на входном валу за время Ь с момента расторможения до достижения частоты вращения выходного вала контрольной точки;у- обьемный вес рабочей жидкости ГТ; п 1 - частота вращения входного вала;0 - активный диаметр рабочих колес. Средняя величина Ям 1 у определяется иэ типовой характеристики эталонного ГТ по зависимости м 1 у" тз(1) (см. фиг. 2). П р и м е р. Предлагаемый способ реализован на стенде (см. фиг. 1) испытанием ГГ Г 4-400-70 трактора ДТС иа основе исходных данных (характеристики стенда, режимов испытания, параметров характеристики эталонного ГТ):1) суммарный момент инерции вращающихся частей ГТ и стенда, пиведенный к выходному валу, Х 1 г - 45 кг.м (расчет);2) испытательная частота вращения входного вала ГТ, п 1- 1200 мин (Ту3) частоа вращения выходного вала в контрольной точке (1 - 0,5), пг - 600 мин 1 (ТУ); ПД эталонного ГТсчет);а коэффициентаэталон н Ого ГТ за 4) средняя величина эа время ск, э 0,516 (ра5) средняя величин трансформации момента время тк, К - 2,168 (расче6) минимально допус личина крутящего момент тимая средняя веа на входном валу Формула изобретенияспОсОБиспытАния ГидРАВлическОЙ пеРедА. ,чи, заключающийся в том, что включениемпривода испытательного стенда приводят во вращение и устанавливают требуемую постоянную частоту вращения входного вала, прокручивают передачу до достижения температурой масла нижнео предела температуры испытания и определяют диагностические параметры, отличающийся тем, что до включения привода затормаживают выходной вал. а при достижению установившейся постоянной частоты%По формуле (9) проведена оценксоответствие по показаниям КПД и кциента трансформации момента:Ь 0,516 Х пг 228(2,168 2; п 1 936Кт.е. 0,2380,243. ГТ по тствуГТ на эффиГТи порансо П. Таким образом, испытываемый показателям КПД и коэффициента формации момента ив хуже эталонн 40(56) Передачи гидродинамическитоды стендовых испытаний. ГОСТ 17 М., Издательство стандартов, 1971. с,ХОДНСГО Изначениям входного вала растормаживают вал и одновременно включают абсолютного числа оборотов и выходного валов, а в момент я,частотой вра.цения выходного ольного значения фиксируют наабсолютные числа оборотов выходного залов, в качестве диких параметров сравнивают абчисло оборотов входного вала и абсолютных чисел оборотов еывходного валов с расчетными 1 для эталонной передачи эталонного ГТ эа время ск, Раьф " 27,59кгс,м (расчет);7) максимально допустимая средняя величина крутящего момента на входном валу 5 эталонного ГТ за время тк, М 1 вах 32 96кгс.м (расчет),Испытание серийного ГТ проводилосьпри температуре рабочего масла в поддонев пределах 87-93 С.10 При испытании в контрольной точке, соответствующей передаточному отношению1- 0,5, т.е. пг 600 мин 1, показания счетчиков оборотов входного и выходного валовсостааили соответственно Хп 1- 936 оборо тов и Хпг - 228 оборотов.По формуле (19) проведен расчет минималько и максимально допустимых величине числа оборотов входного вала Хп 1 дляэталонного ГТ20