Стенд для испытания упругого элемента

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания упругого элемента, и касается усовершенствования стенда по авт,св. СССР У 1164577.Цель изобретения - повьшение точности измерения угла остаточной деформации испытуемого упругого элемента путем исключения влияния веса 10 дополнительных рычага и нагружающего устройства.На фиг. 1 изображен описываемый стенд; на Фиг, 2 - то же, вид сверху на фиг. 3 - разрез А-А на Фиг. 2; на 15 Фиг. 4 - разрез Б-Б на Фиг. 2 на фиг. 5 - кинематическая схема уравновешивания дополнительного рычага и его нагружающего устройства, на Фиг.6 - вид по стрелке В на фиг.1, на Фиг, 7 - зависимость приведенного к оси захватов момента от веса под,вижных частей захвата дополнительного рычага и внутренних сил трения в шарнирных соединениях дополнительно го рычага и его нагружающего устройства в зависимости от угла поворота дополнительного рычага.Стенд содержит станину 1, на которой установлен активный захват, 30 выполненный в виде сменной шлицевой втулки 2, жестко соединенной с пинолью 3, размещенной внутри попого вала 4. Последний установлен на опорах 5 и 6, закрепленных на станине Полый вал 4 при помощи червячного сектора 7, червяка 8 и шарнира 9, установленных в корпусе, выполненном в виде рычага 10, кинематически связан с одним концом последнего, другой конец которого связан со штоком 11 нагружающего устройства, выполненного в виде гидроцилиндра 12. Внутри пиноли 3 установлен гидроцилиндр 1 3 со штоком 14, жестко связанным с опорой 5, и штоком 15. Червяк 8 при помощи цилиндрических зубчатых колес 16, 17 кинематически связан смаховиком 18. На станине 1 жесткозакреплен кронштейн 19, на котором закреплена шкала 20, а на пиноли 3 жестко закреплена стрелка 21. На опоре 6 закреплена шкала 22, а на рычаге 10 - стрелка 23, На станине 1 закреплены конечные выключатели 24, 25, расположенные симметрично относительно рычага 10 и предназначенные для контроля положения последнего относительно с.танины 1, а также конечные выключатели 26, 27, расположенные симметрично относительно торцов шлицевой втулки 2 и предназначенные для контроля крайних положений вииноли 3. На станине 1 установлен также пассивнык захват, выполненньй в виде сменной шлицевой втулки 28, жестко соединенной с полым валом 29, который установлен на опорах 30, 31, закрепленных на станине 1. Полый вал 29 жестко связан с одним концом дополнительного рычага 32, другой конец которого через установленную в нем втулку 33 связан со штоком 34 дополнительного нагружающего устройства, выполненного в виде гидроцилиндра 35. При этом шток 34 взаимодействует с втулкой 33 через бурт 36 и упорную шайбу 37, длина втулки 33 выбирается меньше длины расстояния между внутренними упорными поверхностями бурта 36 и шайбы 37, а шток 34 имеет возможность ограниченного перемещения относительно оси втулки 33. На последней закреплены конечные выключатели 38, 39, предназначенные для контроля взаимного положения втулки 33, бурта 36 и шайбы 37, На станине 1 установлены конечные выключатели 40, 41, расположенные симметрично относительно рычага 32 и предназначенные для контроля положения последнего относительно станины 1. Внутри вала 29 установлен гидроцилиндр 42 выталкивателя. На валу 29 жестко закреплены звездочка 43 и кулачки 44-47 соответствующих конечных выключателей 48-51. Последние установлены на кронштейне 52, закрепленном на станине 1. При этом геометрическая форма кулачков 44"47 определяется величиной допустимых углов остаточной деформации испытуе" мого упругого элемента. Внутри станины 1 жестко закреплены опоры 53, 54, на которых установлена звездочка 55, жестко связанная с вторым дополнительным рычагом 56 и кинематически связанная цепной передачей 57 со звездочкой 43Кроме того, на станине 1 закреплены опоры 58, 59, на которые установлен кулачок 60, кинематически связанный при помощи гибкой тяги 61 со свободным концом рычага 56. Соосно кулачку 60 установлен вал 62, на котором установлены диски 63. На последних при помощи гибких тяг 64 закреплен груз 65. На опоре ЗО закреплена шкала 66, а на рычаге 32515891 стрелка 67. Между шлицевыми втулками 2,и 28 установлен защитный кожух 68 с размещенными в нем опорными призмами 69, 70 и крьппкой 71, установленной с возможностью взаимодействия с конечным выключателем 72, предназначенным для контроля закрытия крышки 71 в процессе испытания. Управление стендом осуществляется при помо щи пульта (не показан).Стенд работает следующим образом.По команде с пульта управления рычаг 32 поворачивается в исходное положение, при котором взаимодействует 15 с выключателем 40, а рычаг 10 поворачивается в исходное положение, при котором поршень гидроцилиндра 1 2 перемещается в крайнее верхнее положение, и взаимодействует с выключателем 20 25, а пиноль 3 перемещается в крайнее положение, при .котором она взаимодействует с выключателем 27, Испытуемый упругий элемент, например правый торсион 73, устанавливается на призмы 69, 70, затем одна головка торсиона 73 вводится во втулку 28 и закрепляется в ней. После этого по команде с пульта управления включается гидроцилиндр 13, и пиноль 3 с 30 втулкой 2 подводится к торцу другой головки торсиона 73. При этом стрелка 21 подходит к шкале 22, после чего гидроцилиндр 13 отключается. Предварительно определяют совпадение шлицев головки торсиона 73 и втулки 2. При необходимости по взаимному расположению стрелки 21 и шкалы 22 определяют направление смещения червячного сектора 7 относитель но рычага 10. При помощи маховика 18 через зубчатые колеса 16, 17 поворачивают червяк 8, сектор 7, полый вал 4 и втулку 2 до совпадения шлицев последней и соответствующего . 45 конца торсиона 73. После этого по команде с пульта управления включается гидроцилиндр 13, при помощи которого пиноль 3 перемещают в противоположное крайнее положение, при котором 50 она взаимодействует с выключателем 26, и происходит захват соответствующей головки торсиона 73. Затем закрывается и Фиксируется крьппка 71, при этом выключатель 72 замыкается, Даль нейший процесс испытания на стенде происходит в автоматическом режиме после подачи соответствующей команды с пульта управления. 066Включается гидроцилиндр 12, при этом шток 11 втягивается и через шарнир 9, рычаг 10, сектор 7, полый вал 4 и втулку 2 закручивает торсион 73 на угол Ы . При повороте рычага 10 в положение, противоположное исходному, последний взаимодействует с выключателем 24, в результате чего включается гидроцилиндр 35, шток 34 которого при перемещении воздействует буртом 36 на втулку 33. При этом рычаг 32 через полый вал 29 и втулку 28 закручивает торскон 73 в противоположном направлении на угол Р . При повороте рычага 32 в положение, противоположное исходному, последний взаимодействует с выключателем 41. При этом выключатель 38 взаимодействует с втулкой 33 в процессе поворота рычага 32. Таким образом, торсион 74 закручивается на угол, равный сумме (К+ Р) углов поворота рычагов 1 О и 32, причем уголвыбирается из условия, что угол (3 является углом повторного закручивания. При закручивании торсиона 73 на суммарный угол он подвергается гластической деформации. После выдержки торсиона 73 в нагруженном состоянии в течение заданного периода времени гидроцилиндры 12 и 35 автоматически включаются на обратный код. При этом шток 11 гидроцилиндра 12 нри перемещении через шарнир 9 воздействует на рычаг 10, который при повороте через червяк 8, сектор 7, полый вал 4 и втулку 2 разгружает торсион 73, В результате при повороте рычага 10 последний .взаимодействует с конечным выключателем 25. После этого происходит перемещение штока 34 гидроцилиндра 35. При этом скорость перемещения штока 34 предварительно выбирается такой чтобы рычаг 32 при повороте под действием упругих сил торсиона 73 своей втулкой 33 оставался поджатым к бурту 36 штока 34, выключатель 38 взаимодействовал с втулкой 33, аавыключатель 39 оставался отключенным. При повороте рычага 32 поворачиваются вал 29, звездочка 43 и кулачки 44- 47. Звездочка 43 через цепную передачу 57 поворачивает звездочку 55 и рычаг 56. Последний через гибкую тягу 61 воздействует на кулачок 60, на который через вал 62 воздействует груз 65, При этом передаточное число цепной передачи 57, Форма кулачка60 выбираются из условия, что при повороте рычага 32 на угол 3 при котором приведенный момент равен нулю,линия действия силы натяжения тяги 61проходит через ось поворота рычага56, а длина последнего, масса груза65; диаметр дисков 63 и расположениеоси поворота кулачка 60 - иэ условияобеспечения механизмом уравновешива" 10ния момента сопротивления поворотурычага 32, равного приведенному моменту от веса подвижных частей рычага 32 и внутренних сил трения вшарнирных соединениях рычага 32 и гид.15роцилиндра 35 в зависимости от углаповорота рычага 32, После окончанияповорота рычага 32 под действиемупругих сил торсиона 73 рычаг 32останавливается,не доходя до своего 20исходного положения из-эа наличияостаточной деформации торсиона 73, ив результате рычаг 32 не взаимодействует с выключателем 40. При этомшток 34 гидроцилиндра 35 продопжает перемещаться относительно втулки33, Между последней и буртом 36 по"является зазор, при этом зазор остается также между втулкой 33 и шайбой37. При этом втулка 33 взаимодействует с выключателем 39 в результате чего подается команда на отключе"ние гидроцилиндра 35, и шток 34 останавливается. Получив сигналы от выключателей 39 и 50, схема управлениястендом определяет, находится ли рычаг 32 в зоне допустимого угла остаточной деФормации после первого цикла нагружения. Если это условие соблюдается, то начинается цикл вторичного нагружения, причем с положениярычагов 1 0 и 32 в котором они остановились после разгружения торсиона 73, Если при отключении выключателя 39 кулачок 46 не вэаимодей"ствует с выключателем 50, то схемауправления стендом выдает на пультсигнал "Брак", и повторное нагружение торсиона 73 производиться небудет, При этом включается гидроцилиндр 13, пиноль 3 перемещается висходное положение,при котором шток 15входит во втулку 2 и выталкивает изнее головку торсиона 73. Затем открывают крьппку 71, включают гидроцилиндр 42 и выталкивают другую головку торсиона 73 иэ втулки 28. Пов"торное нагружение осуществляется поворотом одного рычага 32, в остальном стенд работает аналогично,а контроль годности торсиона 73 приповторном нагружении осуществляетсяпо одновременному срабатыванию выключателей 39 и 51 . При испытаниилевого торсиона рычаг 32 в исходномположении взаимодействует с выключателем 41, а рычаг 10 - с выключателем24, При этом шток 34 находится вположении, при котором гидроцилиндр35 упирается в его верхнюю крышку, азазор между шайбой 37 и втулкой 33 отсутствует. Для этой цели на рычаге32 устанавливают винтовой упор 74,взаимодействующий с опорной площадкой 75 рычага 32. Контроль годноститорсиона в этом случае осуществляется при одновременном срабатываниивыключателей 38 и 49, а при повторномнагружении торсиона которое такжеосуществляется поворотом одного рычага 32 - при одновременном срабатывании выключателей 39 и 48,Таким образом, как при первичном,так и при повторном нагружении торсиона, при повороте дополнительногорычага под действием соответствукщего нагружающего устройства или поддействием упругих сил торсиона приразгрузке последнего происходит урав"новешивание рычага и нагружающегоустройства при помощи противовеса,кинематически связанного через кулачок и третий рычаг с дополнительнымрычагом, что обеспечивает исключение влияния веса дополнительных рычага и нагружающего устройства наточность при измерении угла остаточной деФормации торсиона. Формула изобретенияСтенд для испытания упругого элемента по авт.св, У 1164577, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности измерения угла остаточной деформации испытуемого уп" ругого элемента путем исключения влияния веса дополнительных рычага и нагружающего устройства, стенд снабжен размещенными на станине кулачком с противовесом на его оси и третьим рычагом, конец которого, расположенный на оси его вращения кинематически связан с захватом дополнительного рычага, а другой конец кинематически связан с кулачком.1589106 Составитель М.Матюшинедактор А. Маковская .ехред Л,Сердюкова Корректор И.Муска 33 Зак Ти ж КНТ ССС иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага осударственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра Подписноеениям и открытиям прикая наб д, 4/5