СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И ОБКАТКИ ОПОРНЫХ КАТКОВ ГУСЕНИЧНОЙ ХОДОВОЙ ЧАСТИ

Предлагаемое устройство относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для обкатки и испытания подшипниковых узлов в опорных катках ходовой части гусеничных машин.
Известен стенд для испытания системы валопровода колесного транспортного средства, включающий основание с размещенными на нем двумя беговыми барабанами для установки на них ведущего колеса транспортного средства, нагружающее устройство в виде передачи, кинематически связывающей между собой оси барабанов, причем нагружающая передача выполнена в виде двухпоточного двухступенчатого редуктора с передаточным отношением, не равным единице, входной вал которого жестко соединен с одной из осей бегового барабана, а выходной вал жестко соединен с осью другого бегового барабана (патент RU, №2267109 МПК G01M 17/00, опубл. 27.12.2005.).
Недостатком известного стенда является необходимость размещения на нем транспортного средства полностью, без отделения испытуемого узла.
Известен также стенд для испытаний колесных пар рельсовых транспортных средств, содержащий приводные опорные катки для взаимодействия с колесной парой, а также приводы вращения букс с установленными на них дисбалансными грузами (авторское свидетельство SU, №1245919 МПК G01M 17/00, опубл. 23.07.1986).
Недостатками указанного стенда являются сложность и металлоемкость конструкции.
Известен также стенд для испытаний колесных пар рельсового подвижного состава, содержащий неподвижное основание с опорами для букс испытуемой колесной пары и привод с фрикционным роликом для ее вращения, фрикционный ролик расположен на основании с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью колес испытуемой колесной пары (авторское свидетельство SU, №1163186 МПК G01M 17/00, опубл. 23.06.1985).
Недостатками указанного стенда являются сложность и металлоемкость конструкции, отсутствие возможности приложения нагрузочных усилий.
Известен также катковый стенд для испытаний колесных пар рельсового подвижного состава, содержащий неподвижное основание, на котором закреплены стойки для опирания буксовых узлов испытуемой колесной пары, привод вращения последней, узлы осевого и радиального нагружения испытуемой колесной пары и горизонтально расположенные катки, причем узел радиального нагружения состоит из закрепленной к штокам силовых гидроцилиндров траверсы, несущей подпружиненные в горизонтальном направлении катки, смонтированные с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной оси колесной пары, фрикционно связанные с катками и взаимодействующие с поверхностью катания и гребнем каждого колеса испытуемой колесной пары (авторское свидетельство SU, №741088 МПК G01M 17/00, опубл. 15.06.1980).
Недостатками указанного стенда являются сложность и металлоемкость конструкции, низкая производительность испытаний.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является катковый стенд для испытания колесной пары железнодорожного транспортного средства, содержащий катки с полуосями, установленные на подшипниковых опорах и снабженные индивидуальными приводами, включающими планетарный редуктор, конический редуктор, соединенный с дополнительным приводом (авторское свидетельство SU, №712727 МПК G01M 17/00, опубл. 30.01.1980).
Недостатками указанного стенда являются сложность и металлоемкость конструкции, отсутствие возможности приложения нагрузочных усилий.
Целью предлагаемой полезной модели является создание условий испытаний приближенных к эксплуатационным, упрощение и повышение надежности конструкции, снижение металлоемкости и габаритов.
Поставленная цель достигается тем, что стенд для испытания и обкатки опорных катков гусеничной ходовой части, содержащий основание с приводным барабаном, имеющим привод через редуктор от электродвигателя, снабжен балкой, установленной на основании с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, а также нагрузочным винтом, соединенным с основанием через динамометр и воздействующим на балку через пружину.
При включении привода обеспечивается проворачивание испытуемого катка барабаном и их прижатие друг к другу с усилием от действия пружины через нагрузочный винт, которое контролируется по показаниям динамометра. Стенд позволяет имитировать нагрузочный и скоростной режимы, аналогичные реальным условиям эксплуатации катка в движителе, благодаря чему осуществляются достоверные испытания и качественная обкатка подшипникового узла катка.
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства, фронтальная проекция;
на фиг.2 - вид по направлению А на фиг.1;
на фиг.3 - положение элементов конструкции при установке и испытании катка;
на фиг.4 - схема силового нагружения испытуемого узла.
Устройство состоит из основания 1, приводного барабана 2 редуктора 3, электродвигателя 4, оси 5, балки 6, нагрузочного винта 7, динамометра 8, гайки 9 и пружины 10.
На горизонтальной части основания 1 установлен приводной барабан 2, червячный редуктор 3 и электродвигатель 4. В верхней части основания 1 имеется два отверстия для неподвижной установки оси 5. На оси 5 с возможностью вращения установлена балка 6, на которой монтируется испытуемый узел. На противоположном от оси вращения конце балки выполнен вертикальный паз, в который входит нагрузочный винт 7. Одной стороной нагрузочный винт шарнирно соединен с динамометром 8, а с противоположной стороны на резьбу винта накручена гайка 9. На нагрузочный винт также надета пружина 10, первый виток которой упирается в гайку 9, а последний упирается в балку 6. Динамометр 8 также соединен с основанием 1.
Устройство работает следующим образом. Для монтажа испытуемого узла балка 6 поворачивается вокруг горизонтальной оси 5 и устанавливается в горизонтальное положение Б (фиг.3), при этом сторона балки, предназначенная для установки испытуемого узла, оказывается сверху. После монтажа испытуемого узла балка путем вращения вокруг оси 5 переводится в рабочее положение В, при этом испытуемый каток своей беговой дорожкой опирается на радиальную поверхность барабана. На противоположный от оси вращения конец балки устанавливается винт 7 с гайкой 9 и пружиной 10. Путем перемещения гайки 9 производится сжатие витков пружины 10, которая притягивает балку к основанию, а сила прижатия контролируется по показаниям динамометра 8. При включении электродвигателя 4 его вращающий момент передается через редуктор 3 и ременную передачу на барабан 2, который, в свою очередь, приводит во вращение испытуемый или обкатываемый каток.
Сила прижатия катка к барабану варьируется в зависимости от жесткости пружины, при этом реакция опоры - барабана на каток R будет во столько раз больше силы сжатия пружины Р, во сколько раз плечо установки на раме катка а меньше плеча b установки нагрузочного винта с пружиной относительно оси вращения рамы (фиг.4), т.е.:
.
Изменяя жесткость пружины и частоту вращения двигателя, можно изменять режимы испытания катка. Например, при скорости движения рисозерноуборочного комбайна от 0,4 до 2,7 м/с в его гусеничной ходовой части нагрузка на катки составляет от 3,0 до 7,0 кН (Ищенко С.А. Анализ нагруженное и износов опорных катков гусеничного движителя рисозерноуборочного комбайна [Текст] /С.А.Ищенко, С.В.Иншаков, И.В.Борзых, М.В.Осипов //Вавиловские чтения - 2009: материалы Международ. науч. - практ.конф (25-26 ноября 2009 г). - Саратов: Изд-во «КУБиК», 2009. - 4.2. С.258-262.). Для имитации эксплуатационных нагрузочных режимов на предлагаемом стенде при конструктивном соотношении плеч b:а=4:1 необходимая сила сжатия Р пружины должна составлять от 0,75 до 1,75 кН. При использовании пружины с жесткостью 10 кН/м ее предварительное сжатие для обеспечения минимального значения нагрузки на каток должно составлять 0,075 м (75 мм), а для увеличения нагрузки до максимального значения необходимое перемещение гайки 9 по винту 7 должно составить 0,1 м (100 мм). Для имитации скоростных режимов приводного барабана диаметром 0,25 м при общем передаточном отношении редуктора и ременной передачи 1:40 электродвигатель должен обеспечивать изменение частоты вращения ротора от 200 до 1300 об/мин. Такая возможность представляется при использовании электродвигателя постоянного тока со смешанным возбуждением. Таким образом, изменяя жесткость пружины и частоту вращения двигателя, можно обеспечивать нагрузочный и скоростной режимы испытания катков, аналогичные реальным условиям эксплуатации.
Упрощение конструкции предлагаемого устройства по сравнению с прототипом достигнуто за счет уменьшения до одного количества приводных электродвигателей. Также вместо отдельных катков, установленных на полуосях и связанных между собой зубчатой передачей в конструкции предлагаемого устройства использован единый приводной барабан, установленный на неподвижной оси, что позволило уменьшить количество подшипников в опорах вращения и трансмиссии.
Надежность предлагаемой конструкции выше, чем у прототипа за счет снижения до минимума устройств, участвующих в передаче привода от двигателя к барабану. Также за счет использования цельного приводного барабана и расположения его оси параллельно оси испытуемого или обкатываемого катка исключается проскальзывание поверхностей этих узлов относительно друг друга, и, соответственно, изнашивание их рабочих поверхностей, что способствует повышению долговечности этих узлов и предлагаемой конструкции в целом.
Снижение металлоемкости предлагаемого устройства обусловлено упрощением конструкции за счет отказа от сложной трансмиссии и дополнительных приводных двигателей, входящих в конструкцию прототипа.
Снижение габаритов предлагаемого устройства обусловлено рациональной конструкцией основания и компактного размещения элементов привода барабана, который также имеет меньшие габариты по диаметру и ширине.
Таким образом, использование предлагаемого устройства более эффективно по сравнению с использованием устройства-прототипа.