СТЕНД ДЛЯ СИЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
WHEELED VEHICLE TEST BENCH

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям испытательных стендов, связанных с доводкой и определением ресурса автомобилей, строительно-дорожных машин, колесных тракторов.
Известен стенд для испытаний ведущих мостов полноприводного колесного транспортного средства, содержащий спаренные беговые барабаны, на которые устанавливаются ведущие колеса транспортного средства (RU 20679 U1. Стенд для испытания ведущих мостов полноприводного колесного транспортного средства. G01M 15/00. Бюл. №32 от 20.11.2001). Имеется механизм рассогласования скоростей барабанов, выполненный в виде зубчатой или иной передачи. Энергия деформации беговых барабанов используется для создания сопротивления вращению ведущих колес транспортного средства.
Наличие рассогласующей передачи между опорными барабанами усложняет конструкцию стенда, вызывает циркулирующие мощности, которые дополнительно загружают силовые элементы стенда, ведет к повышенному моменту сопротивления вращению ведущим колесам в процессе работы.
Обеспечивает возможность снижения момента сопротивления вращению ведущих колес в процессе работы, а также обеспечивает возможность нагружения транспортного средства моментом сопротивления вращению ведущим колесам вплоть до их буксования наиболее близкий по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому стенд для силовых испытаний колесного транспортного средства, содержащий основание, опорный беговой барабан, неподвижно установленный на коленчатом валу, смонтированном на основании (RU 2335753 С1. Стенд для силовых испытаний колесного транспортного средства. G01M 17/007. От 10.10.2008). На кривошипе коленчатого вала на подшипниковой опоре смонтировано тормозное колесо в виде катка с пневматической шиной, установленной с возможностью регулирования внутреннего давления. Тормозное колесо неподвижно закреплено относительно основания, т.е. в окружном направлении тормозное колесо неподвижно. Геометрическая ось тормозного колеса смещена относительно оси вращения опорного барабана на величину эксцентриситета коленчатого вала. Плечо кривошипа может регулироваться так, что эксцентриситет «е» может изменяться от нуля до максимального значения. Изменением эксцентриситета изменяют момент сопротивления повороту бегового барабана до значений, необходимых для данного испытываемого транспортного средства. Изменение момента сопротивления повороту бегового барабана достигается также путем изменения давления в шине. Транспортное средство может нагружаться от двигателя до ведущих колес включительно постоянным или переменным нагружающим вращающим моментом, начиная от минимальных значений и заканчивая максимальными, ограниченными условием сцепления колесного движителя с опорным беговым барабаном или условием прочности тормозного колеса.
Таким образом, указанный наиболее близкий стенд обеспечивает за счет исходной установки геометрической оси тормозного колеса со смещением относительно оси вращения бегового барабана на величину эксцентриситета пульсирующую нагрузку, повторяющуюся через 360°.
Недостатком приведенного выше стенда является то, что он не позволяет испытывать транспортное средство с постоянным нагружающим вращающим моментом, переменным (непульсирующим) моментом при действии вибраций, а также при одновременном воздействии на несущую систему объекта заданного нагружающего момента и вибраций.
Задачей предлагаемого решения является расширение технологических возможностей устройства, а именно возможность испытаний транспортного средства заданным нагружающим моментом и одновременным воздействием вибраций, только вибрациями, а также постоянным нагружающим моментом.
Поставленная задача решается тем, что в стенде для силовых испытаний колесного транспортного средства, содержащем основание, опорный беговой барабан, установленный на стойках на основании, смонтированное на подшипниковой опоре тормозное колесо, неподвижно закрепленное относительно основания и выполненное в виде пневматической шины, согласно предлагаемому решению, беговой барабан выполнен с дополнительной осью, расположенной со смещением относительно его геометрической оси, при этом все оси стенда смонтированы с возможностью соединения с осью вращения барабана регулировочными муфтами, выполненными с полумуфтами, установленными с возможностью смещения их осей относительно друг друга и снабженных фиксатором их взаимного положения. Стойки установлены на основании с помощью регулирующих прокладок. При этом муфта может быть выполнена с двумя полумуфтами, на одной из которых выполнен шип прямоугольной формы, входящий в соответствующий паз другой полумуфты. Фиксатор взаимного положения полумуфт может быть выполнен в виде болтового соединения. Механизм смещения осей полумуфт может быть выполнен в виде пневмоцилиндра, гидроцилиндра или других средств.
То, что беговой барабан выполнен с дополнительной осью, расположенной со смещением относительно его геометрической оси и все оси стенда смонтированы с возможностью соединения их с осью вращения барабана муфтами, оси полумуфт которых могут смещаться относительно друг друга, позволяет за счет различных вариантов соединения осей стенда друг с другом установить на нем различные режимы нагружения. Стенд позволяет устанавливать за счет регулировочных муфт и регулировочных прокладок дополнительную ось бегового барабана по оси его вращения, что создает эксцентриситет при его вращении и позволяет испытывать транспортное средство при вибрациях. Регулируя величиной смещения геометрической оси тормозного колеса от оси вращения бегового барабана и толщиной регулировочных прокладок можно испытывать транспортное средство при постоянном нагружающем моменте, а также при пульсирующих, постоянных и переменных нагрузках с одновременным обеспечением вибраций. В предлагаемом стенде возможно испытание транспортного средства и в режиме пульсирующих нагрузок как в наиболее близком аналоге (при установке геометрической оси барабана по оси его вращения, а геометрической оси колеса со смещением относительно нее).
Сущность предлагаемого решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана кинематическая схема стенда, на фиг.2 - узел I фиг.1, на фиг.3 - вид А фиг.2, на фиг.4 - сечение Б-Б фиг.2, на фиг.5 - графики изменения момента сопротивления повороту барабана и амплитуда колебаний барабана относительно его угла поворота.
1
Стенд содержит основание 1, на котором на стойках 2 посредством регулировочных прокладок 3 толщиной t установлен опорный беговой барабан 4. Барабан 4 установлен своей дополнительной осью 5, смещенной относительно его геометрической оси 6 на величину эксцентриситета е, вдоль оси 7 вращения барабана 4. Стенд снабжен тормозным колесом 8, смонтированным на подшипниковой опоре 9. Тормозное колесо 8, выполненное в виде пневматической шины, закрепленной по наружному диаметру относительно основания 1 с предотвращением ее поворота вокруг геометрической оси 10. Геометрическая ось 10 смонтированного на подшипниковой опоре 9 тормозного колеса 8 соединена регулировочной муфтой 11 с дополнительной осью 5 барабана 4, установленной по оси 7 вращения барабана 4, и смещена относительно нее на эксцентриситет e. Регулировочная муфта 11 содержит полумуфты 12 и 13. Полумуфта 13 выполнена с прямоугольным диаметральным шипом 14, входящим в соответствующий паз 15 полумуфты 12. Полумуфты 12, 13 зафиксированы друг относительно друга фиксатором 16, выполненным в виде болтового соединения.
На фиг.5 кривая 1 показывает изменение момента сопротивления повороту барабана при переменной нагрузке, кривая 2 - то же при постоянной нагрузке, кривая 3 - при пульсирующей нагрузке, кривая 4 - амплитуда колебаний бегового барабана.
Стенд работает следующим образом.
1
1
1
1
1
Испытуемое транспортное средство 17 устанавливается и закрепляется на основании 1. Заводится двигатель и включается коробкой передач заданная скорость. Устанавливают необходимые величины эксцентриситетов е, e и толщину t прокладок 3. Соединяют муфтами 11 геометрическую ось 10 тормозного колеса 8 с осью 7 вращения опорного бегового барабана 4, вдоль которой установлена дополнительная ось 5 барабана 4. В зависимости от соотношения величин е, e и t происходит одновременное нагружение системы валопривода пульсирующей нагрузкой и вибрациями (при t=e) или постоянной нагрузкой и вибрациями (при t≠e). Ось объекта испытаний будет колебаться с амплитудой = 2е. Величина момента нагружения Т(Нм) зависит от величин t и е радиальной и окружной податливости тормозного колеса 8 и давления воздуха в нем.
Для обеспечения испытаний в режиме пульсирующих нагрузок, свойственном наиболее близкому аналогу, геометрическую ось 6 бегового барабана 4 совмещают с осью 7 его вращения. Для этого находящуюся на нем полумуфту 12 со штырем 14 перемещают по пазу 15 полумуфты 13 и, совместив геометрическую ось 6 барабана с осью 7 его вращения, фиксируют это взаимное положение фиксатором 16 в виде болтового соединения.
1
Для испытания транспортного средства постоянным моментом сопротивления уменьшают толщину прокладок 3 между стойками 2 и основанием 1 на величину e.
Предлагаемое решение может быть использовано на заводах, производителей автомобилей, колесных тракторов, дорожно-строительных машин, а также в сфере сервиса и ремонта перечисленной техники. На стенде можно производить комплексные испытания на прочность, долговечность силовых узлов взамен эксплуатационных, сокращая при этом сроки и издержки по доводке новой техники.