УСТРОЙСТВО ЦИКЛИЧЕСКОГО ИЗМЕНЕНИЯ НАГРУЗКИ СТЕНДА ИСПЫТАНИЙ ГИДРОУЗЛОВ

Полезная модель относится к гидравлическим испытательным стендам для проведения ресурсных испытаний насосов, шлангов, труб, уплотнений и др. устройств по заданному циклу.
Известно, например, что определение и проверка ресурса и наработки до отказа шестеренных насосов должна проводиться по этапам при циклическом изменении нагрузки от 0 до номинального значения с частотой цикла 0,5...1,25 Гц при номинальных параметрах и температуре рабочей жидкости от 0 до плюс 80 °С при этом скорость изменения давления в гидросистеме до номинального значения не должна превышать 100-350 МПа/с при увеличении и 1000 МПа/с при уменьшении. [1]
При циклическом нагружении испытываются насосы высокого давления, трубы (маслопроводы), шланги (рукава высокого давления), уплотнения и другие гидравлические устройства.
Известен стенд для испытания насоса, содержащий напорную линию, на которой установлены предохранительный клапан с переливным золотником и нагрузочный клапан, подключенный к надпоршневой полости переливного золотника, надпоршневая полость которого снабжена демпфером в виде обратного клапана с дросселем, причем, для расширения диапазона проводимых испытаний и обеспечения автоматической
разгрузки насоса по заданному циклу, стенд дополнительно содержит параллельно расположенные регулируемый дроссель и обратный клапан, а также пружинный аккумулятор с поршнем, взаимодействующим в крайнем верхнем положении с нагрузочным клапаном, а рабочая полость аккумулятора соединена через регулируемый дроссель и обратный клапан с надпоршневой полостью переливного золотника. [2]
Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности его применения из-за того, что при изменении цикла разгрузки кривая изменения давления может выходить за пределы установленного поля допуска изменения давления по времени.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству, является устройство для разгрузки насоса по заданному циклу, содержащее двухкаскадный предохранительный клапан с переливным золотником, снабженным надклапанной полостью, напорную и сливную магистрали, пружинный аккумулятор с рабочей полостью, соединенной с напорной магистралью через два параллельно расположенных регулируемых дросселя и последовательно соединенных с каждым из дросселей обратных клапанов, причем для расширения возможностей применения, устройство снабжено управляемым двухходовым двухпозиционным разгрузочным распределителем с подпружиненным золотником и толкателем, размещенным в одной из управляющих полостей, которая соединена с напорной магистралью, другая управляющая полость распределителя сообщена с рабочей полостью аккумулятора, а вход - с надклапанной полостью переливного золотника. [3]
К недостаткам известного устройства можно отнести то, что при регулировании продолжительности цикла одновременно происходит изменение динамики нагрузки и разгрузки испытываемого насоса, т.е. скорости нарастания или сброса давления рабочей жидкости в гидросистеме.
Это объясняется тем, что продолжительность циклического нагружения регулируется скоростью зарядки и разрядки гидроаккумулятора, что приводит к изменению скорости перемещения золотника двухходового двухпозиционного разгрузочного распределителя, которая и влияет на динамику процесса.
Кроме того, описанное устройство для разгрузки насоса по заданному циклу сложно по конструкции и нуждается в тщательном регулировании работы дросселей, также влияющих на динамику рабочих процессов. Поэтому описанная система при проведении испытаний нуждается в периодических проверках скоростей нарастания и сброса давления рабочей жидкости.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение описанных недостатков, а именно, повышение точности и стабильности регулирования динамических процессов при одновременном упрощении конструкции устройства циклического изменения нагрузки стенда испытаний гидроузлов.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в устройстве циклического изменения нагрузки стенда испытаний гидроузлов содержащем насос, напорную и сливную магистрали, установленный в напорной магистрали двухкаскадный предохранительный клапан с переливным золотником и надклапанной полостью, а также управляемый двухходовой двухпозиционный распределитель с подпружиненным золотником, вход которого соединен с надклапанной полостью, а выход со сливной магистралью, подпружиненный золотник управляемого двухходового двухпозиционного разгрузочного распределителя снабжен электромагнитом управления, связанным с задатчиком частоты срабатываний.
Кроме того, задатчик частоты срабатываний, обеспечивающий в соответствии с требуемыми последовательностью и закономерностями включение, выдержку во включенном состоянии и отключение электромагнита
управления подпружиненного золотника управляемого двухходового двухпозиционного разгрузочного распределителя, может быть выполнен или в виде электронного блока, или в виде механического, например, кулачкового устройства с переключателем.
Новым в предлагаемой полезной модели является то, что подпружиненный золотник управляемого двухходового двухпозиционного разгрузочного распределителя снабжен электромагнитом управления, связанного с задатчиком частоты срабатываний. А также то, что задатчик частоты срабатываний, обеспечивающий в соответствии с требуемыми последовательностью и закономерностями включение, выдержку во включенном состоянии и отключение электромагнита управления подпружиненного золотника управляемого двухходового двухпозиционного разгрузочного распределителя, выполнен или в виде электронного блока, или в виде механического, например, кулачкового устройства с переключателем.
Такое выполнение устройства циклического изменения нагрузки стенда испытаний гидроузлов позволяет повысить точность и стабильность регулировок динамических процессов, а также значительно упростить его конструкцию.
На фиг.1 представлена схема устройства циклического изменения нагрузки стенда испытаний гидроузлов.
На фиг.2 представлен вариант выполнения устройства циклического изменения нагрузки стенда испытаний гидроузлов.
Устройство содержит насос 1, напорную 2 и сливные 3 магистрали. В напорной магистрали 2 установлен двухкаскадный предохранительный клапан 4 с переливным золотником 5 и дроссельным отверстием "А", который снабжен надклапанной полостью 6 и пилотным клапаном 7 настройки давления срабатывания. Надклапанная полость 6 соединена с пилотным клапаном 7 настройки давления срабатывания и с входом управляемого двухходового двухпозиционного распределителя 8 с
золотником 9, поджимаемым пружиной 10. Выход упомянутого распределителя 8 соединен с одной из сливных магистралей 3. Золотник 9 управляемого двухходового двухпозиционного распределителя 8 снабжен электромагнитом 11 управления, который связан с задатчиком 12 частоты срабатываний. Задатчик 12 частоты срабатываний обеспечивает включение, выдержку во включенном состоянии и отключение электромагнита 11 управления золотника 9 управляемого двухходового двухпозиционного распределителя 8 в соответствии с требуемыми по условиям проведения испытаний гидроузлов (насосов, рукавов высокого давления, маслопроводов, уплотнений и т.д.) последовательностью и закономерностями (скоростями) нарастания и сброса давления рабочей жидкости. Задатчик 12 частоты срабатываний может быть выполнен или в виде электронного блока, содержащего электронное реле времени (не показано) и коммутирующий ключ (не показан) или в виде механического устройства, например, кулачка 13 (фиг.2) размыкающего или замыкающего электрические цепи электромагнита 11 управления золотника 9 распределителя 8. Испытываемые гидроузлы, например, шланги 14, трубопровод 15, клапанная коробка 16 подключаются к напорной магистрали 2, испытываемый насос устанавливается вместо штатного насоса 1.
Устройство циклического изменения нагрузки стенда испытаний гидроузлов работает следующим образом.
При включении насоса 1 и выключенном электромагните 11 управляемого золотника 9 рабочая жидкость из напорной магистрали 2 через дроссельное отверстие "А" переливного золотника 5 предохранительного клапана 4 попадает в надклапанную полость 6, а оттуда через управляемый золотник 9 двухходового двухпозиционного распределителя 8 в сливную магистраль 3. При этом, переливной золотник 5 предохранительного клапана 4 из-за перепада давления отрывается от
своего гнезда и поток рабочей жидкости от насоса 1 поступает в сливную магистраль.
При подаче электротока на обмотку электромагнита 11 последний переместит золотник 9 управляемого двухходового двухпозиционного распределителя 8,сжимая пружину 10, и отсоединит надклапанную полость 6 переливного золотника 5 от сливной магистрали 3. При этом в надклапанной полости 6 давление рабочей жидкости возрастет до давления настройки пилотного клапана 7, т.е. до настройки давления срабатывания предохранительного клапана 4, которое распространится как на напорную магистраль 2, к которой подключены испытываемые гидравлические узлы 14, 15, 16, так и на насос 1.
При отключении электромагнита 11 задатчиком частоты срабатываний 12 золотник 9 управляемого двухходового двухпозиционного распределителя 8 под действием пружины 10 переместится в исходное положение и соединит надклапанную полость 6 со сливной магистралью 3. При этом, переливной золотник 5 предохранительного клапана 4 из-за перепада давления снова отрывается от своего гнезда, и поток рабочей жидкости от насоса 1 поступает в сливную магистраль 3.
Характер срабатывания электромагнита 11 может изменяться за счет его настройки, выполняемой известными методами. Изменением номиналов времязадающей цепочки время включения реле времени можно изменять в очень широких пределах, соответственно, при этом будет изменяться динамика процесса, т.е. скорости нарастания или сбрасывания давления в напорной магистрали 2.
Применение электромагнита 11 управления, связанного с задатчиком частоты срабатываний 12 или 13, позволяет повысить точность и стабильность регулирования динамических процессов при испытаниях гидроаппаратуры на любых динамических режимах при значительном
упрощении конструкции по сравнению с конструкциями известных устройств-аналогов.