СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА
Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована при испытании упругих элементов, в частности, торсионов.
Известен стенд для испытания упругого элемента, содержащий станину, на которой смонтированы захваты для закрепления концов испытуемого упругого элемента, нагружающие устройства со штоками, которые через рычаги связаны с захватами, а также противовес, кинематически связанный с активным захватом( SU а. с. 1589106, МКИ G 01 М 17/04 ; G 01 N 3/22 , Бюл № 32 , 30.08.90г. ).
Недостатком стенда является невозможность испытания торсионов с разными углами зафучивания.
Известен стенд для испытания торсионов, содержащий раму 1, на которой смонтированы активный захват 3, связанный с силовым приводом 13,15 через рычаг 4, пассивный захват 7 с механизмом продольного перемещения 6,8,9,10, индикатор угла зафучивания торсиона, выполненный в виде червячного сектора 24 со шкалой 27, в пазах 28, 29 которого располагаются концевой выключатель 30 с визиром 31 и упор 32 со стрелкой 33. Силовой привод имеет встроенный механизм выбора люфтов 12 ( SU а. с. 1092374, МКИ G 01 М 17/04 , Бюл. № 18 , 15.05.84 прототип ).
Недостатком стенда является невысокая точность измерения угла остаточной деформации испытуемого торсиона 5 из-за трения в уплотнениях силового привода 13 и механизма выборки люфтов 12, препятствующего свободному раскручиванию торсиона, а также сопротивления прокачиваемого масла по линиям 20 , 21 и станции привода 22, влияющего на него через рычаг 4. Это приводит к
;.д.;,;-0,-г.о- .-и : .1,-.  J;;-,5 ..2 . ,«:
МКИ 7 G01 М 17/04 G01 N 3/22
возникновению у торсиона остаточного угла закручивания и к искажению величины угла остаточной деформации, определяемого по шкале 27.
Задачей данной полезной модели является создание стенда, позволяющего производить измерение углов зафутки и углов остаточной деформации торсионов с высокой точностью.
Технический результат заключается в устранении при испытании торсиона сил, препятствующих его саморасфучиванию, и отсутствие люфтов в соединениях активного и пассивного захватов с головками торсиона и люфтов внутри пассивного захвата, искажающих результаты измерения углов остаточной деформации испытуемого торсиона.
Технический результат достигается за счет того, что в стенде для испытания упругого элемента ( торсиона ), содержащем раму, на которой смонтированы активный захват, связанный с силовым приводом, пассивный захват, индикатор угла зафучивания упругого элемента, механизм выбора люфтов, пассивный захват снабжен подшипниковыми опорами с возможностью поворота относительно своей продольной оси, индикатор угла закручивания упругого элемента выполнен в виде двух датчиков углового положения, установленных неподвижно относительно рамы и соединенных соответственно с активным и пассивным захватами, а механизм выбора люфтов выполнен в виде коромысла, соединенного с пассивным захватом, и взаимодействующих с ним упругих толкателей и жестких упоров, расположенных на раме.
Сущность полезной модели заключается в конструктивном выполнении стенда.
Снабжение пассивного захвата подшипниковыми опорами с возможностью поворота относительно своей продольной оси значительно уменьшает сопротивление при самораскручивании торсиона.
Выполнение стенда с механизмом выбора люфтов в виде коромысла и взаимодействующих с ним упругих толкателей и жестких упоров,расположенных на раме, лозволяет предварительно перед испь1танием выбрать люфты, искажающие результаты измерения углов закрутки и углов остаточной деформации.
Выполнение индикатора угла закручивания упругого элемента в виде двух датчиков углового положения позволяет осуществлять испытания торсионов на различные углы закручивания и повышает точность измерения.
Из анализа патентной и научно-технической литературы заявленной совокупности признаков, характеризующих стенд для испытания упругого элемента, не выявлено, что позволяет сделать вывод
0соответствии заявляемого решения критерию  новизна .
на фиг. 1 - изображен описываемый стенд ;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 , положение коромысла
пассивного захвата в момент установки торсиона;
на фиг. 4 - положение коромысла пассивного захвата в момент
определения угла остаточной деформации торсиона;
на фиг. 5 - схема выборки зазоров в соединениях активного и
пассивного захватов с торсионом и зазора внутри пассивного
захвата во время закручивания и раскручивания торсиона.
Стенд для испытания упругого элемента (торсиона) содержит раму
1(фиг.1), на одном конце которой в подшипниковых опорах 2 установлен активный захват 3 со шлицевой головкой 4. Активный захват 3 связан с силовым приводом, состоящим из зубчатого колеса 5, жестко соединенного с ним и входящим в зацепление с зубчатыми рейками 6 и 7 ( фиг.2), соединенными со штоками гидроцилиндров 8 и 9, установленных на раме 1. На противоположном конце рамы 1 в подшипниковых опорах 10(фиг.1) установлен пассивный захват, состоящий из полого вала 11, внутри которого установлен шлицевой вал 12 (фиг.1) со шлицевой головкой 13. Вал 12 жестко соединен с корпусом гидроцилиндра 14, который своим штоком 15 соединен с фонштейном 16, установленным на раме 1. На валу 11 пассивного захвата жестко установлен механизм выбора люфтов в виде коромысла 17 с рукояткой 18, а на раме 1 установлены жесткие упоры 19 и 20 (фиг.З), внутри которых расположены
подпружиненные ( упругие) толкатели 21 и 22 с возможностью взаимодействия с концами коромысла 17.
Регулировка сжатия пружин 23 и 24 толкателей 21 и 22 осуществляется винтами 25 и 26. На подшипниковых опорах 2 и 10 (фиг.1) установлены неподвижно относительно рамы 1 датчики углового положения 27 и 28 -индикатор угла закручивания упругого элемента, соединенные безлюфтовыми зубчатыми соединениями 29 и 30 с активным захватом 3 и полым валом 11 пассивного захвата.
На подшипниковых опорах 2 и 10 установлены шкалы 31 и 32, а на активном захвате 3 и полом валу 11 пассивного захвата установлены стрелки 33 и 34, предназначенные для аттестации стенда, а также для выборочного визуального контроля углов закручивания и угла остаточной деформации испытуемого торсиона.
Для безопасной работы на стенде испытуемый торсион размещается в защищенном кожухе 35, установленном на раме 1 между активным и пассивным захватами. Кожух 35 дополнительно снабжен установочными призмами 36. Перемещение гидроцилиндров 8,9(фиг.2) и 14(фиг.1) осуществляется гидростанцией по командам системы управления стенда - на фигурах не показаны.
Стенд работает следующим образом.
В исходном положении силового привода, при котором зубчатые рейки 6 и 7 под действием гидроцилиндров 8 и 9 находятся в своих файних положениях, например, в положении, изображенном на фиг.2, и при отведенном шлицевом вале 12 пассивного захвата на установочные призмы 36 открытого кожуха 35 оператор укладывает испытуемый торсион 37. Одна головка торсиона 37 вручную оператором вводится в зацепление со шлицевой головкой 4 активного захвата 3. При исходном положении пассивного захвата, при котором между концами коромысла 17 и упругими толкателями 21 и 22 имеются зазоры, с помощью гидроцилиндра 14 шлицевая головка 13 шлицевого вала 12 подводится к торцу второй головки торсиона 37. Если элементы зацепления шлицевой головки 13 и шлицевой головки торсиона 37 не совпали, то оператор за рукоятку 18 поворачивает коромысло 17 совместно со шлицевым валом 12 и
шлицевой втулкой 13 до их совпадения. При этом между концами коромысла 17 и упругими толкателями 21 и 22 должны оставаться зазоры. Затем с помощью гидроцилиндра 14 производится надвижение шлицевой головки 13 на шлицевую головку торсиона 37. После захвата торсиона 37 шлицевыми головками 4 и 13 оператор закрывает кожух 35. Перед началом закручивания торсиона 37 активным захватом 3,
например, в направлении (Oi (фиг.5), оператор за рукоятку 18 поворачивает коромысло 17 в направлении (dz для первоначальной
выборки зазоров  а ,  Р  и  у  в соединениях торсиона 37 со
шлицевыми головками 4, 13 и соединении полого вала 11 со шлицевым валом 12. После чего по команде оператора система управления стендом начинает цикл испытания торсиона 37. Включаются гидроцилиндры 8 и 9, при этом , зубчатая рейка 6 опускается, а зубчатая рейка 7 поднимается, поворачивая зубчатое колесо 5, в результате чего активный захват 3 со шлицевой головкой 4 начинает поворачиваться в направлении
С01.Шлицевая головка 4, находясь в зацеплении с торсионом 37,
поворачивает через него шлицевую головку 13, шлицевой вал 12 пассивного захвата и коромысло17. При повороте коромысло 17 входит в контакт с подпружиненным толкателем 21, утапливает его во внутрь жесткого упора 19, сжимая пружину 23, и останавливается при утыкании своего конца на жесткий упор 19. Первоначальное усилие сжатия пружины 23 настраивается винтом 25 на величину, обеспечивающую преодоление момента трения при повороте коромысла 17 в опорах 10, и, как результат,
гарантированную выборку зазоров а,Р и у. После остановки коромысла
17 на жестком упоре 19, о чем сигнализирует датчик 28, и продолжающемся повороте активного захвата 3 начинается отсчет угла закручивания торсиона 37 по датчику 27. После окончания зафучивания
торсиона 37 на угол А1, заранее заданный оператором в систему управления стенда, по сигналу датчика 27 система управления стенда переключает гидроцилиндры 8 и 9 на движение в обратную сторону.
При этом активный захват начинает вращаться в направлении СОз ,
позволяя торсиону 37 саморасфучиваться, но торсион 37, находясь в заневоленном состоянии , продолжает за счет своей упругости удерживать
коромысло 17 поджатым к жесткому упору 19, при этом зазоры а,Р и у
остаются выбранными. После поворота активного захвата 3 на угол, при котором происходит полная саморасфутка торсиона 37, при дальнейшем повороте активного захвата 3 под действием силового привода начинается поворот коромысла 17 под действием усилия пружины 23
толкателя 21. Стык между концом коромысла 17 и жестким упором 19
расфывается , при этом на датчике 28 возникает сигнал начала поворота коромысла 17. Система управления стенда по этому сигналу отключает гидроцилиндры 8 и 9, в результате чего останавливается активный захват 3, префащается поворот торсиона 37 и коромысла 17, на конец которого продолжает воздействовать подпружиненный толкатель 21. Это
гарантирует нераскрытие зазоров а,Р И у. После остановки активного
захвата 3 и пассивного захвата система управления стенда считывает показания датчиков 27 и 28, определяя угол остаточной деформации торсиона 37 по формуле:
А4  A1 - А2 + Аз , где
Al - угол закручивания торсиона,задаваемый оператором и
определяемый датчиком 27 активного захвата 3; А2 - угол поворота активного захвата 3 от положения его в момент
окончания закручивания торсиона 37 до момента остановки активного захвата 3 при раскручивании торсиона 37;
Аз - угол поворота коромысла 17 от момента его схода с жесткого
упора 19 до момента остановки коромысла 17 при раскручивании торсиона 37;
Последующие циклы закручивания троична 37, если их необходимость задана оператором, начинаются из положения активного и пассивного захватов, в котором они остановились после предыдущего цикпа испытания торсиона 37.
После выполнения заданного количества циклов испытания торсиона 37 включается гидроцилиндр 14, в результате чего шлицевой вал-12, перемещаясь вместе с корпусом гидроцилиндра 14 в сторону фонштейна 16, отводит шлицевую головку 13, освобождая торсион 37. Оператор открывает кожух 35 и извлекает торсион 37.
При необходимости закручивания торсиона 37 в направлении (Оз
необходимо сменить исходное положение зубчатых реек 6 и 7 на противоположное,а первоначальную выборку зазоров производить
поворотом коромысла 17 за рукоятку 18 в направлении 0)4 (фиг.5). В
остальном стенд работает как описано выше, за исключением того, что коромысло 17 при этом взаимодействует с подпружиненным толкателем 22 и жестким упором 21.
Таким образом, как при первичном, так и при повторных испытаниях торсиона на него не действуют силы, препятствующие его саморасфучиванию, отсутствуют люфты в соединениях активного и пассивного захватов с головками торсиона и люфты внутри пассивного захвата, искажающие результаты измерения углов закрутки и углов остаточной деформации испытуемого торсиона.