СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ШАРНИРНЫХ ПОДШИПНИКОВ
STAND FOR TESTING PLATED BEARINGS

Предложенное изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний шарнирных подшипников с имитацией эксплуатационных нагрузок и температур.
Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по патенту РФ №2587693, 2015 г., которое и было принято авторами за аналог.
Данное техническое решение представляет собой стенд для испытаний шарнирных подшипников, состоящий из основания с размещенными на нем и соединенными при помощи кинематической цепи приводом и нагрузочным устройством. Основание состоит из рамы, центральная верхняя часть которой содержит кронштейн, снаружи которого размещены нагревательные элементы. В кронштейне размещена ось внутреннего кольца и качалка с центральным отверстием, в котором шарнирно установлено наружное кольцо подшипника. Один конец качалки шарнирно соединен с тягой, жестко соединенной со штоком привода. Другой конец качалки шарнирно соединен с тягой, жестко соединенной со штоком нагрузочного устройства, установленным с возможностью продольного перемещения. Нагрузочное устройство состоит из корпуса с установленными внутри (с возможностью продольного перемещения) подпружиненными втулками. Стоит отметить, что стенд содержит нагрузочное устройство с нулевой нагрузкой в исходном положении, когда качалка расположена под 0°, которое способно линейно увеличивать нагрузку от 0° до ±α, где α необходимый угол поворота качалки, при этом увеличение нагрузки будет пропорционально зависеть от увеличения угла α. Испытания на стенде проводятся при воздействии высоких температур, которые создаются на подшипнике при помощи нагревательных элементов. При проведении испытаний под воздействием высоких температур происходит удлинение тяг, которые соединяют качалку, в которой установлен подшипник, с нагрузочным устройством и приводом. При удлинении тяг происходит изменение нагрузочного режима, при этом у стенда не предусмотрена возможность во время испытаний менять нагрузку для корректировки и выхода на заданный режим нагружения.
Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков.
Указанный технический результат достигается следующим образом. Стенд для испытаний шарнирных подшипников, состоит из основания, на котором размещены и соединены при помощи кинематической цепи привод и нагрузочное устройство, при этом ось шарнирно установлена в основании. Основание состоит из рамы и содержащей втулку опорной плиты, шарнирно установленной в нижней части рамы. Нагрузочное устройство установлено в нижней части рамы и содержит силовой агрегат, шарнирно установленный на раме, подпружиненный шток, установленный во втулке опорной плиты с возможностью перемещения, и качалку, установленную на раме с возможностью поворота. Один конец качалки шарнирно соединен с серьгой поршня силового агрегата, а другой конец шарнирно соединен со штоком. Привод и ось установлены на верхней части рамы. На оси установлен имитатор, содержащий правый фланец, который шарнирно соединен с одним концом оси, и левый фланец, шарнирно соединенный при помощи подшипника с другим концом оси. Левый фланец кинематически связан с опорной плитой при помощи тяги, один конец которой шарнирно соединен с центральной частью опорной плиты, а другой конец шарнирно соединен при помощи подшипника с левым фланцем. Шток привода шарнирно соединен с качалкой, жестко соединенной с валом, один конец которого установлен с возможностью продольного перемещения в корпусе, жестко закрепленном на верхней части рамы, а другой жестко закреплен на правом фланце имитатора. Снаружи левого фланца размещены нагревательные элементы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1-3 изображен общий вид стенда и сечение по отдельным элементам.
На фиг. 1-3 указаны позиции в следующем порядке:
1 - шарнирный подшипник;
2 - основание;
3 - рама;
4 - привод;
5 - нагрузочное устройство;
6 - ось;
7 - опорная плита;
8 - тяга;
9 - втулка;
10 - качалка;
11 - поршень;
12 - силовой агрегат;
13 - тяга;
14 - шток;
15 - пружина;
16 - имитатор;
17 - правый фланец;
18 - левый фланец;
19 - нагревательные элементы;
20 - ось;
21 - шток;
22 - качалка;
23 - вал;
24 - корпус;
25 - тензовставка.
Стенд для испытаний шарнирных подшипников (1) состоит из основания (2), на котором размещены и соединены при помощи кинематической цепи привод (4) и нагрузочное устройство (5), при этом ось (6) шарнирно установлена в основании (2). Основание (2) состоит из рамы (3) и содержащей втулку (9) опорной плиты (7), шарнирно установленной в нижней части рамы (3). Нагрузочное устройство (5) установлено в нижней части рамы (3) и содержит силовой агрегат (12), шарнирно установленный на раме (3), подпружиненный шток (14) с пружиной (15), установленный во втулке (9) опорной плиты (7) с возможностью перемещения, и качалку (10), установленную на раме (3) с возможностью поворота. Один конец качалки (10) шарнирно соединен с серьгой поршня (11) силового агрегата (12), а другой конец шарнирно соединен со штоком (14) через тягу (13). Привод (4) и ось (6) установлены на верхней части рамы (3). На оси (6) установлен имитатор (16), содержащий правый фланец (17), который шарнирно соединен с одним концом оси (6), и левый фланец (18), шарнирно соединенный при помощи подшипника (1) с другим концом оси (6). Левый фланец (18) кинематически связан с опорной плитой (7) при помощи тяги (8), один конец которой шарнирно соединен с центральной частью опорной плиты (7), а другой конец шарнирно соединен при помощи подшипника (1) с левым фланцем (18). Шток (21) привода (4) шарнирно соединен с качалкой (22), жестко соединенной с валом (23), один конец которого установлен с возможностью продольного перемещения в корпусе (24), жестко закрепленном на верхней части рамы (3), а другой жестко закреплен на правом (17) фланце имитатора (16). Снаружи левого фланца (18) размещены нагревательные элементы (19). Тяга (8) и привод (4) снабжены тензовставками (25).
Устройство работает следующим образом:
При подаче управляющего сигнала на силовой агрегат (12) поршень (11) перемещается на расчетную величину, поворачивая при этом качалку (10), которая в свою очередь перемещает шток (14) при помощи тяги (13), который поджимает или ослабляет пружину (15). Таким образом, усилие на подшипнике (1), передающееся от пружины (15) можно, менять в любой момент испытаний на необходимую величину, в том числе и в начальный момент испытаний. При подаче управляющего сигнала на привод (4) шток (21) перемещается на расчетную величину, поворачивая на заданный угол качалку (22) совместно с валом (23) и имитатором (16) с подшипником (1), который установлен в левом фланце (18) на оси (6). При повороте имитатора (16) перемещается тяга (8), которая поворачивает опорную плиту (7) с втулкой (9) и тем самым поджимает пружину (15) нагрузочного устройства (5), усилие от которой передается на подшипник (1). При этом подшипник (1) во время испытаний подвергают воздействию повышенных температур при помощи нагревательных элементов (19). С помощью тензовставок (25), в состав которых входит датчик силы обеспечивается, контроль фактической величины нагрузки на подшипник (1), что позволяет проводить сравнительную оценку с расчетной величиной нагрузки, а также оценить потери на трение в подшипнике (1) и изменения данной величины в течение времени испытаний.
Предложенное техническое решение позволяет реализовать конструкцию стенда для испытаний шарнирных подшипников с имитацией эксплуатационных нагрузок, движений и температур.