СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ГАСИТЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к испытательным стендам, и может быть использована для испытания гидравлических и гидропневматических гасителей колебаний, а также амортизаторов транспортных средств.
Известны конструкции стендов для испытаний гасителей колебаний, содержащие стойку, размещенную на основании, регистрирующее устройство с датчиком, кулачковый механизм и привод, оснащенный винтовым механизмом и связанный с плоским клином, созданным тремя соединенными между собой штангами (SU 1142752 А, кл. G01М 17/04, Бюл. №8, 1985 г.).
К основным недостаткам таких конструкций следует отнести сложность изготовления, низкую надежность, недостаточную точность имитации нагрузки, а также невозможность испытаний гидравлических амортизаторов, которые в горизонтальном положении (как это предложено в аналоге) неработоспособны.
В качестве прототипа выбран стенд для испытаний гидравлических гасителей колебаний (SU 1643985 А1, кл. G01М 17/04, Бюл. №15, 1991 г.), содержащий раму, опору, привод, верхнее и нижнее зажимные устройства, датчики перемещений и усилий. Нижнее зажимное устройство, выполненное в виде поворотной плиты, жестко, с возможностью регулирования прикрепленной к вертикальной стойке, установленной в опоре с возможностью поперечно-поворотного движения, а верхнее зажимное устройство жестко прикреплено к раме.
Недостатком прототипа является невозможность получения реальных характеристик нагружения в широком диапазоне скоростей и усилий, а также отсутствие поперечных нагрузок на гаситель колебаний. Кроме того, данный стенд не обеспечивает имитацию нагрузок гасителей колебаний, действующих в реальных условиях эксплуатации транспортных средств, что снижает точность испытаний.
Целью предлагаемого устройства является расширение технологических возможностей стенда, обеспечивающих снятие характеристик на каждом из циклов, определение ресурса гасителей колебаний, а также имитацию нагрузок, приближенных к реально возникающим в дорожных условиях эксплуатации транспортного средства.
Технический результат достигается за счет того, что стенд содержит раму, привод, опору, верхнее и нижнее зажимные устройства для установки в них гасителя колебаний, датчики перемещений и усилий. Привод выполнен в виде пневмоцилиндра двустороннего действия, установленного вертикально в верхней части рамы и взаимодействующего штоком с верхним зажимным устройством гасителя колебаний и с диском на закрепленных в раме параллельно штоку цилиндрических направляющих. Нижнее зажимное устройство размещено на каретке, установленной с возможностью поперечного перемещения от управляемого через пропорциональный электропневмопреобразователь пневмоцилиндра, закрепленного на ползуне, установленном в продольных направляющих с возможностью перемещения с помощью тягового устройства винт-гайка, винт которого кинематически связан с шаговым электродвигателем, закрепленным на основании.
На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой конструкции стенда, на фиг. 2 и фиг. 3 - соответственно вид А и вид Б на фиг. 1.
Предложенный стенд содержит опору 1 с основанием 2, на котором закреплена рама 3. В верхней части рамы 3 вертикально установлен пневмоцилиндр 4 двустороннего действия, шток 5 которого взаимодействует с верхним зажимным устройством 6 гасителя колебаний 7 и с диском 8. Диаметрально расположенные отверстия диска 8 взаимодействуют с цилиндрическими направляющими 9 в виде скалок (не менее четырех), закрепленных в раме 3 параллельно штоку 5. Нижнее зажимное устройство 10 размещено на каретке 11, установленной с возможностью поперечного перемещения от управляемого через пропорциональный электропневмопреобразователь (на показан) пневмоцилиндра 12, закрепленного на ползуне 13, установленном в продольных направляющих опоры 1 с возможностью перемещения с помощью тягового устройства винт 14-гайка 15. Гайка 15 закреплена в отверстии ползуна 13, а винт 14 кинематически связан с шаговым электродвигателем 16, закрепленным на основании 2, и размещен на опорах качения 17 в основании 2.
Стенд работает следующим образом. Гаситель колебаний 7, например амортизатор автомобиля, устанавливается между верхним 6 и нижним 10 зажимными устройствами. Вращение от шагового электродвигателя 16 с помощью тягового устройства винт 14-гайка 15 перемещает ползун 13 по направляющим основания 2 таким образом, чтобы каретка 11 нижним зажимным устройством 10 переместилась на величину L (фиг. 1) относительно оси пневмоцилиндра 4 и гаситель колебаний 7 расположился бы под углом α, соответствующим установке указанного гасителя колебаний в реальных условиях эксплуатации (например, α=10…15° для автомобилей ВАЗ-2109). Затем подается воздух в пневмоцилиндр 4 двустороннего действия, обеспечивая возвратно-поступательное движение штоку 5 и связанному с ним с помощью верхнего зажимного устройства 6 гасителю колебаний 7. Гаситель колебаний при этом совершает возвратно-поступательные движения V (фиг. 1) с длиной хода S, задаваемой установленными на пневмоцилиндре 4 датчиками (не показаны). Скорость и усилие сжатия-растяжения гасителя колебаний 7 варьируется в широком диапазоне регулирующей аппаратурой пневмопривода (условно не показана) в зависимости от типа гасителя колебаний и характеристик технического объекта, для которого он предназначается.
Одновременно с этим на нижнюю часть гасителя колебаний 7 передается усилие F (фиг. 3) через нижнее зажимное устройство 10 на каретке 11 от управляемого через пропорциональный электропневмопреобразователь (не показан) пневмоцилиндра 12. Величина усилия F и его периодичность варьируются исходя из реальных условий эксплуатации (дорожных условий) гасителя колебаний. При этом диск 8, перемещающийся вместе со штоком 5 по направляющей 9, предохраняет шток 5 от поперечных изгибающих воздействий. Упругим деформациям подвергаются элементы гасителя колебаний, например его верхнее и нижнее крепления, шток, корпус, уплотнение, направляющий узел.
Таким образом, стенд позволяет приблизить условия испытаний к реальным условиям эксплуатации за счет того, что расширяется диапазон регулирования скорости и усилия растяжения-сжатия гасителя колебаний от пневмопривода, не требуя сложных систем управления; обеспечивается снятие характеристик на каждом из циклов; определяется ресурс гасителей колебаний с имитацией их нагрузки под углом к вертикальной оси, изменяющимся в процессе сжатия-растяжения, а также нагрузки, приближенной к реальной в поперечном направлении в горизонтальной плоскости.
Использование предложенных стендов на промышленных предприятиях, выпускающих гаситель колебаний, а также на авторемонтных предприятиях и станциях технического обслуживания автомобилей позволят существенно повысить эффективность проведения испытаний и уменьшить материальные затраты на проведение экспериментов по снятию характеристик гасителей колебаний, а также при исследовании надежности проводить ускоренные испытания по экстремальному уровню.