СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОУСТРОЙСТВ СИСТЕМ СМАЗКИ И УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИИ ТАНКА

Настоящая полезная модель относится к области стендового гидравлического оборудования и предназначена для диагностирования и настройки эксплуатационных параметров гидроустройств систем смазки и управления трансмиссий, в частности трансмиссии отечественных танков с планетарной бортовой коробкой передач, например, трансмиссии, см. [1], стр.394-479, танка семейства Т-80.
Для нормальной эксплуатации трансмиссии требуется настройка и периодическая проверка развиваемых характеристик и контроль параметров у гидроустройств трансмиссии, например таких как давление см. [1], стр.421, 431, 442 или расход см. [1], стр.442 (расход в источнике [1] выражен неявной функцией в виде времени заполнения бустера бортовой коробки передач). Кроме того, танки, являясь боевыми машинами, должны быть способны к длительной беспрерывной эксплуатации в предельно сложных дорожно-климатических условиях местности, например сильно пересеченной, заболоченной и т.п. В это время трансмиссии танков по причине использования низких передач для передачи максимальных крутящих моментов, а также из-за частых переключений передач, поворотов и торможений испытывают высокое тепловое нагружение и высокий нагрев рабочей жидкости в системе смазки и управления. Поэтому к работе гидроустройств и их настройке предъявляются высокие требования, которые необходимо, но довольно сложно обеспечивать, в особенности в условиях ремонтных предприятий.
Известно, что для настройки и проверки развиваемых характеристик, контроля параметров, определения уровня утечек гидроустройства, образующие гидравлические системы изделий, проходят испытания на специальных настроечных или диагностических стендах. Такие стенды имеют собственную гидросистему и выполняются с возможностью присоединения к ней диагностируемых гидроустройств.
Например, известен стенд, см. изобретение по а.с. №1652687 [2] для испытания гидравлических агрегатов, выполненный с возможностью подключения испытываемого гидрооборудования для определения усилий, развиваемых в гидроагрегате (гидроруле) и расхода рабочей жидкости при работе в паре с приданным агрегату гидронасосом. Однако, отсутствие собственного насоса делает такой стенд непригодным для испытаний гидрооборудования, работающего от внешнего источника питания.
Известны стенды с собственным источником питания для испытания гидравлического оборудования, например универсальный стенд, описанный в изобретении по а.с. №1707304 [3]. Стенд позволяет испытывать насосы, гидромоторы, клапанные устройства и нашел применение в условиях ремонтного производства. Данный стенд содержит гидроплиту для установки испытываемых гидроустройств и их подключения к гидросистеме стенда. Собственно, гидросистема стенда включает гидробак, насос с напорной магистралью, редукционный клапан, трехпозиционный распределитель, подключенный к напорной магистрали, насос-мотор, на выходном валу которого установлена присоединительная гидромуфта для подключения испытываемой гидромашины (в изобретении [3] общим термином "гидромашина" называется насос или гидромотор), нагрузочный дроссель и рабочие линии со штуцерами для подключения испытываемого оборудования и контрольно измерительные приборы, в качестве которых выступают расходомер и манометры. Упомянутый распределитель, обеспечивает соединение напорной магистрали с насос-мотором, либо с другими испытываемыми гидроустройствами, позволяя определять (контролировать) в штатном эксплуатационном режиме подачу испытываемого насоса (или крутящий момент гидромотора), либо - параметры расхода и давления в клапанных устройствах.
Как видно, достоинством данного стенда, является многофункциональность необходимая для испытаний гидросистем строительной, инженерной и дорожной техники. Однако известный стенд [3], принятый по большинству существенных признаков за прототип для настоящей полезной модели, имеет ряд существенных ограничений по применению, связанных с его конструктивными особенностями.
Во-первых, на стенде отсутствуют возможности проводить испытания гидроустройств в условиях высокого теплового нагружения, соответствующего тяжелым эксплуатационным режимам работы трансмиссии, во- вторых, стенд, представляя довольно сложную конструкцию для всестороннего испытания гидромашин, не имеет функциональных возможностей в имитировании эксплуатационного нагружения другой испытываемой гидроаппаратуры, в частности такой как, сервомеханизмы, фильтры, многоканальные золотниковые устройства управления передач, используемые в танковой трансмиссии, в- третьих, наличие одного редукционного клапана, установленного на поддержание определенного давления в напорной магистрали не позволяет без перенастройки редукционного клапана проводить испытания гидроустройств с разными параметрами давления или вести одновременные испытания таких устройств.
Кроме того, данный стенд не отвечает современным требованиям по возможности регистрации результатов испытаний и представлении ее в форму удобную для ее хранения и последующего анализа
Тем самым, недостатком известного стенда-прототипа являются его ограниченные возможности при проведении диагностирования и испытаний систем смазки и управления трансмиссии.
Задачей настоящей полезной модели является создание стенда с расширенными возможности диагностирования и испытаний гидроустройств систем смазки и управления трансмиссии танка.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в расширении номенклатуры испытываемых гидроустройств с одновременным обеспечением возможностью проводить испытания в условиях высокого теплового нагружения без дополнительной подстройки гидросистемы под параметры испытываемого оборудования.
Поставленная задача решается тем, что в стенде для испытаний гидроустройств систем смазки и управления трансмиссии танка, содержащем гидросистему, включающую бак с рабочей жидкостью, насос и гидролинии всасывания и нагнетания с распределителями, гидроплиту для закрепления и подключения диагностируемых гидроустройств к гидросистеме стенда и контрольно-измерительную аппаратуру, согласно полезной модели на рабочем столе установлены имитаторы органов управления трансмиссией, выполненные с возможностью воздействия на гидроустройства для смены их режимов работы, поверхность рабочего стола, за исключением зоны, в которой установлены имитаторы органов управления, закрыта защитным кожухом, выполненным в виде жесткой рамы с окнами из термостойкого стекла, в гидробаке встроен подогреватель с автоматическим регулятором, обеспечивающим поддержание температуры рабочей жидкости на уровне, соответствующем ее максимальным температурам, возникающим в тяжелых режимах эксплуатации, при этом гидролиния нагнетания разделена на высоконапорную и низконапорную ветви, первая из которых служит для испытания гидроустройств, использующих высокое давление и содержит редукционный клапан высокого давления и двухкаскадный распределитель высокого давления, а вторая - для испытания гидроустройств низкого регулируемого давления и содержит редукционный клапан низкого давления и распределитель низкого давления, при этом параллельно основной линии нагнетания на линии всасывания насоса встроена гидролиния с ручным нагнетающим насосом для проверки герметичности корпусов и уплотнений.
При этом наибольшие удобства в эксплуатации достигаются, если:
- контрольно-измерительная аппаратура стенда будет выполнена с возможностью визуального отражения текущих параметров испытаний и снабжена преобразователями информации в электронно-цифровую форму для ее регистрации и последующего анализа;
- в приводе управления, имитирующем избиратель передач трансмиссии, будет встроена муфта предельного момента;
- в стенде будет встроена автоматическая блокировка включения подогревателя и электродвигателя привода насоса при уровне рабочей жидкости в баке ниже установленного и открытых окнах защитного кожуха.
Анализ отличительных признаков стенда показал, что:
- установка на рабочем столе имитаторов органов управления трансмиссии танка, выполненных с возможностью воздействия на гидроустройства для смены их режимов работы, а также установка в гидробаке подогревателя с автоматическим регулятором, обеспечивающим поддержание температуры рабочей жидкости на уровне, соответствующем ее максимальным температурам, возникающим в тяжелых режимах эксплуатации, обеспечивают соответствующее подключение гидроустройств и создание требуемых условий для ускоренных испытаний;
- установка на поверхности рабочего стола, за исключением зоны, в которой установлены имитаторы органов управления, защитного кожуха, выполненного в виде жесткой рамы с окнами из термостойкого стекла и наличие блокировки включения подогревателя и электродвигателя привода насоса при уровне масла ниже минимального и открытых окнах защитного кожуха, обеспечивает безопасность проведения испытаний;
- разделение гидролинии нагнетания на высоконапорную и низконапорную ветви, первая из которых служит для испытания гидроустройств, использующих высокое давление и содержит редукционный клапан высокого давления и двухкаскадный распределитель высокого давления, а вторая - для испытания гидроустройств низкого регулируемого давления и содержит редукционный клапан низкого давления и распределитель низкого давления служит ускорению испытаний, исключая перенастройку гидрооборудования стенда;
- выполнение в стенде на линии всасывания насоса параллельно основной линии нагнетания дополнительной гидролинии с ручным нагнетающим насосом для проверки герметичности корпусов и уплотнений обеспечивает возможность испытывать корпуса гидроустройств и уплотнения с высокими давлениями на малых расходах рабочей жидкости, исключая значительные утечки в случае разгерметизации или образования (наличия) микротрещин или иных дефектов в испытываемом корпусе;
- выполнение контрольно-измерительной аппаратуры стенда с возможностью визуального отражения текущих параметров испытаний и снабжение ее преобразователями информации в электронно-цифровую форму обеспечивает удобство в регистрации информации и последующем ее анализе;
- установка в приводе управления, имитирующем избиратель передач трансмиссии, муфты предельного момента обеспечивает автоматический контроль
величины момента силы, необходимого для страгивания рычагов механизмов распределения.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг.1 - внешний вид стенда в рабочем положении;
- на фиг.2 - вид на рабочий стол стенда со снятым защитным кожухом;
- на фиг.3 - вид на рабочий стол стенда сверху (защитный кожух снят);
- на фиг.4 - гидросистема стенда;
- на фиг.5 - пример подключения испытываемых гидроустройств трансмиссии (механизма распределения) к высоконапорной ветви гидролинии нагнетания гидросистемы стенда;
- на фиг.6 - пример подключения испытываемых гидроустройств трансмиссии (механического усилителя) к низконапорной ветви гидролинии нагнетания гидросистемы стенда;
- на фиг.7 - пример подключения испытываемых гидроустройств трансмиссии (фильтра) к гидролинии с ручным нагнетающим насосом гидросистемы стенда;
- на фиг.8 - пример совместной работы высоконапорной и низконапорной ветвей гидролинии нагнетания гидросистемы стенда;
- на фиг.9 - таблица, в которой, в качестве примера, представлен ряд гидрооборудования танка Т-80У, диагностируемого с использованием стенда, и контролируемые параметры.
Стенд для испытаний гидроустройств систем смазки и управления трансмиссии танка, см. фиг.1-3, выполнен в виде стола 1, нижняя часть которого закрыта экранами 2 и снабжена каркасом 3 для установки силового насоса 4 гидросистемы 5 стенда, гидробака 6 с рабочей жидкостью и ее подогревателем 7 и трубопроводов 8, образующих гидролинию нагнетания 9 и гидролинию слива 10.
В верхней части стола расположена гидроплита 11, содержащая конструктивно объединенный в один узел редукционные клапаны 12 и 13, соответственно, высокого и низкого давления, двухкаскадный распределитель 14 высокого давления, распределитель 15 низкого давления и преобразователи 16 и 17 соответственно высокого и низкого давления. Гидроплита 11 снабжена посадочными местами для установки испытываемых гидроустройств. На крышке 18 стола, с обеспечением возможности изоляции гидроплиты и испытываемых устройств установлен защитный кожух 19, выполненный в виде жесткой рамы 20 с прозрачными окнами 21 из термостойкого стекла, позволяющими вести наблюдение за процессом испытаний и снимать визуальную информацию с контрольно-измерительной аппаратуры (контрольно-измерительных приборов). Окна 21 оборудованы датчиками для блокировки включения подогревателя 7 и электродвигателя 22 привода силового
насоса 4. Защитный кожух крепится по периметру крышки стола, например с использованием резьбовых соединений 23. В зоне управления работой стенда в нише 24 расположены имитаторы органов управления трансмиссией, в том числе имитатор 25 избирателя переключения передач, имитатор 26 механического привода остановочных тормозов и имитатор 27 рычажного мостика, обеспечивающего в трансмиссии связь гидроусилителя с механическим приводом остановочных тормозов. Имитаторы 25-27 выполнены с возможностью воздействия на испытываемые гидроустройства, к числу которых относятся, см. таблицу на фиг.9, механизмы распределения левый и правый, механический усилитель и гидроусилитель для смены их режимов работы. Имитаторы 25-27 органов управления, вынесены из защитного кожуха (установлены вне его) и позволяют изменять режим работы испытываемого оборудования. Подогреватель рабочей жидкости оборудован автоматическим регулятором 28, обеспечивающим поддержание температуры рабочей жидкости в гидросистеме стенда на уровне, соответствующем ее максимальным температурам, возникающим в гидроустройствах трансмиссии танка в тяжелых режимах эксплуатации.
Как видно из схем, представленных на фиг.4-7 в гидросистеме стенда гидролиния нагнетания разделена на две ветви 29 и 30, первая из которых является высоконапорной и служит для испытания (см. таблицу на фиг.9) коробки плавности, управляющего золотника, плиты, клапанного устройства, гидроусилителя и механизмов распределения, то есть, гидроустройств, использующих высокое давление и включает упомянутые редукционный клапан 12 высокого давления и двухкаскадный распределитель 14 высокого давления. Вторая ветвь 30 является низконапорной служит для испытания перепускного клапана, клапана масляного радиатора, механического усилителя, то есть, гидроустройств, использующих низкое давление, и включает упомянутые редукционный клапан 13 низкого давления и распределитель 15 низкого давления. Параллельно основной линии 9 нагнетания на линии 31 всасывания силового насоса 4 встроена гидролиния 32 с ручным нагнетающим насосом 33 для проверки герметичности корпусов и уплотнений гидроузлов, в частности, корпуса фильтра 34. Рукоятка 35 ручного нагнетающего насоса установлена с возможностью обеспечения удобства работы оператору.
В стенде в приводе управления, имитирующем избиратель передач трансмиссии, встроена муфта 36 предельного момента. Данная муфта хотя и не относится непосредственно к гидроустройствам, однако позволяет контролировать усилие на рычаге избирателя передач, при работе гидромеханизма распределения, и таким образом получить косвенную оценку технического состояния механического привода золотниковых распределителей и регулятора давления механизмов распределения.
Контрольно-измерительная аппаратура предлагаемого стенда состоит из преобразователей давления 37 (37'), расхода 38, температуры 39 и перемещения 40 и выполнена с возможностью визуального отражения текущих параметров испытаний. Устройство сбора данных 41, обеспечивает преобразование информации от первичных преобразователей в электронно-цифровую форму и передачу ее посредством унифицированного интерфейса (USB 2.0 ЭВМ) для ее регистрации, визуализации и последующего анализа.
При проведении диагностических или настроечных испытаний на стенде защитный кожух устанавливается и закрепляется на столе. Диагностируемые гидроустройства устанавливаются и подключаются к гидросистеме стенда через окна 21 защитного кожуха. Стенд снабжен блокировками, не позволяющими вести испытания без защитного кожуха или при открытых окнах. Температура рабочей жидкости устанавливается на уровень 105°С...120°С и в дальнейшем автоматически поддерживается на данном уровне. После достижения температуры рабочей жидкости 105°С (в случае диагностических испытаний) устанавливаются расход и давление жидкости, заданные программой испытаний, соответственно включается электрогидравлический распределитель 14 высокого или распределитель 15 низкого давления и выполняется программа испытаний.
Гидроустройства, испытываемые на герметичность располагаются и подключаются к гидросистеме также внутри защитного кожуха. Испытания, на герметичность проводятся в гидролинии 32 с использованием ручного нагнетающего насоса 33, при этом, поскольку расход рабочей жидкости, создаваемый ручным насосом не высок, то утечки рабочей жидкости из корпусов или через уплотнения гидроустройств при разгерметизации или наличии дефектов будут незначительны, с легко устранимыми последствиями, в отличие от возможных утечек при использовании для таких целей насосов с электроприводом.
Защитный кожух обеспечивает оператору безопасность при проведении испытаний.
На фиг.5, 6, 8 позициями обозначено следующее ранее не упоминавшееся испытываемое гидрооборудование трансмиссии танка [1]: 42 - механизм распределения; 43 - механический усилитель; 44 - клапан радиатора; 45 - клапанное устройство.
Стенд позволяет проводить одновременно испытания устройств, подключаемых к разным ветвям основной линии нагнетания, например клапанного устройства и клапан радиатора, как показано на фиг.8.
Тем самым разработан стенд для испытания гидроустройств систем смазки и управления трансмиссии танка с расширенными возможности диагностирования и испытаний гидроустройств, позволяющий проводить испытания в условиях высокого
теплового нагружения без дополнительной подстройки гидросистемы под параметры испытываемого оборудования. Источники информации:
1. «Объект 219. Техническое описание и инструкция по эксплуатации», кн. 2, М., Военное издательство, 1986 г., стр.394-479.
2. Описание изобретения «Стенд для испытаний гидравлических агрегатов» по авторскому свидетельству №1652687, кл. F15В 19/00.
3. Описание изобретения «Универсальный стенд для испытания гидрооборудования» по авторскому свидетельству №1707304, кл. F15В 19/00.