СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПРУГИХ МУФТ
TEST BENCH FOR FLEXIBLE COUPLING

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для экспериментальных исследований упругих муфт.
Известен стенд для ресурсных испытаний упругих муфт, содержащий электродвигатель, приводной вал, соединенный с электродвигателем посредством муфты, карданный шарнир с полой крестовиной, нагружатель статического момента, состоящий из рычагов, связанных между собой резьбовыми стяжками, и дисбаланс, закрепленный на свободном конце вала (патент РФ №2315967, МКИ G01M 1/00).
Однако данный стенд не предусматривает динамическое нагружение упругих муфт в широких пределах.
Известно устройство, содержащее электродвигатель, соединенный с помощью муфты с приводным валом, технологический карданный шарнир, нагружатель статического момента в виде червячного редуктора, колесо которого связано тягой со станиной стенда (патент РФ №2315966, МКИ G01M 13/02).
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании таких стендов, относится то, что при испытании упругих муфт не обеспечивается динамическое нагружение в достаточно широких пределах, отсутствует возможность моделирования на стенде случайных скачков момента сопротивления и невозможности визуального контролирования угла, закручивания полумуфт упругой муфты при динамических нагрузках.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - расширение диапазона момента сопротивления при динамическом нагружении, возможность моделирования скачкообразного возрастания момента сопротивления и визуальное наблюдение угла закручивания полумуфт относительно друг друга.
Технический результат - расширение режимов моделирования эксплуатационных процессов и визуализация нагружения при стендовых испытаниях.
Указанный технический результат достигается тем, что известный стенд, содержащий электродвигатель, испытуемую полумуфту, дисбаланс, тормозной барабан, коробку перемены передач, кривошипно-ползунный механизм, ручной рычажный механизм торможения и оптическую систему визуализации наблюдения угла закручивания полумуфт, имеет нагружатель момента, выполненный динамическим. Кроме того, для визуального наблюдения амплитуды колебаний угла закручивания полумуфт на одной из полумуфт установлен, например, лазерный излучатель света, на другой полумуфте зеркало под углом 45° к оси муфты, а на станине полупрозрачный экран.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного объекта.
Следовательно, заявленное предлагаемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
На чертеже изображена схема стенда для испытаний упругих муфт.
Стенд состоит из приводного электродвигателя 1, ведущей 2 и ведомой 3 полумуфт испытуемой муфты, вала 4, на котором установлено зубчатое колесо 5, тормозной барабан 6, дисбаланс 7. Вал вращается в подшипниковых опорах стойки нагружателя 8.
Механизм нагружателя состоит из спаренных зубчатых колес 9 и 10, которые могут входить в зацепление с колесами 10 и 11. Зубчатые колеса 11 и 12 установлены на подвижном валу 13, перемещение которого осуществляется рычагом 14, таким образом, колеса 9, 10, 11, 12 вал 13 и рычаг 14 образуют коробку перемены передач. Вал 13 посредством шлицевого соединения 15 соединен с маховиком 16, на котором установлен кривошип 17, к которому крепится шатун 18, в свою очередь соединенный с толкателем 19. Толкатель 19 через упругий элемент 20 воздействует на колодочный тормоз 21, а тот, в свою очередь, на тормозной барабан 6. Для ручного торможения барабана 6 предусмотрен рычаг 22, который воздействует на колодочный тормоз 21 через толкатель 23.
Устройство визуального наблюдения угла закручивания полумуфт состоит из фокусированного источника света 24, закрепленного на полумуфте 3, зеркала 25, закрепленного на полумуфте 2 под углом 45° к продольной оси стенда, и экрана 26. Стойка нагружателя 8 соединена со стойкой электродвигателя 1 через упругодемпфирующие подушки 27.
Стенд работает следующим образом.
Вращение от электродвигателя 1 передается через полумуфту 2 полумуфте 3 испытуемой муфты, далее через вал 4 к дисбалансу 7, который при вращении будет создавать динамические нагрузки и вибрации, передающиеся на упругую муфту. Одновременно вращение от вала 4 через зубчатое колесо 5 передается на зубчатые колеса 9 и 10. При перемещении рычага 14 влево (на чертеже изображено нейтральное положение, при котором вал 13 стоит на месте), в зацеплении с колесом 9 войдет колесо 11, далее через вал 13, шлицевое соединение 15 вращение передается на маховик 16, на котором установлен кривошип 17. Кривошип 17, шатун 18 и толкатель 19 преобразует вращательное движение маховика 16 в возвратно-поступательное движение толкателя 18, который через упругий элемент 20 с периодом, равным частоте вращения маховика 16, прижимает тормозные колодки 21 к тормозному барабану 6, тем самым создавая периодически повторяющийся тормозной момент на валу 4, который после передачи на полумуфту 3 вызывает крутильные колебания полумуфт 2 и 3 относительно друг друга.
При перемещении рычага 14 коробки перемены передач изменяется частота вращения маховика 16, вследствие чего изменяется и частота нагрузочного момента. Подбором чисел зубьев зубчатых колес 5, 9, 10, 11, 12 можно устанавливать нужную частоту нагружения, усилие прижатия тормозных колодок 21 к тормозному барабану 6 можно регулировать длиной толкателя 19 и жесткостью упругого элемента 20.
В нейтральном положении (чертеж) колеса 11 и 12 не входят в зацепление с колесами 9 и 10, соответственно вал 13 не вращается и кривошипно-ползунный механизм торможения бездействует. В этом случае создание тормозного момента возможно ручным тормозом посредством рычага 22.
В момент, когда стенд не работает, луч от источника света 22 на полумуфте 3, попадая на зеркало 25 на полумуфте 2, отражается от него и попадает на экран 26, это и есть нейтральное положение полумуфт.
При постоянно повторяющихся нагружениях вала 4 полумуфты 2, 3 совершают крутильные колебания относительно друг друга, соответственно происходят колебания светового луча от источника света 24, который, отражаясь от зеркала 25, отображает амплитуду колебания на экране 26.
Для уменьшения динамических нагрузок и вибраций от дисбаланса 7 на подшипниковые опоры все элементы стенда за исключением электродвигателя 1, полумуфты 2 и экрана 26 могут быть выполнены на отдельной стойке, которая соединяется со стойкой электродвигателя 1 через упругодемпфирующие подушки.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство предназначено для расширения режимов моделирования эксплуатационных процессов и визуализации нагружения при стендовых испытаниях;
- средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию промышленная применимость по действующему законодательству.