СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРУЖИН

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к стендам испытания силовых параметров пружин сжатия и может быть использована, в частности, для испытания пружин рессорного подвешивания железнодорожного транспорта.
Известен стенд для динамических испытаний пружин сжатия, содержащий основание, пневматическое разгонно-тормозное устройство, включающее цилиндр, спереди и сзади закрытый фланцами, размещенный в центре поршень, снабженный штоком и разделяющий полость цилиндра на поршневую и шоковую камеры, соединенные между собой, устройство возврата поршня в исходное положение, концентрично расположенный относительно поршня ресивер, подключенный к магистрали сжатого воздуха. Задний фланец цилиндра выполнен в виде отсечного клапана с пневматическим мембранно-пружинным исполнительным механизмом, золотник и мембрана которого являются соответственно донной частью поршневой камеры и ресивера. А штоковая и поршневая камеры постоянно сообщены между собой через дроссельное отверстие, выполненное в поршне, причем штоковая камера сообщена также с атмосферой через дроссельное отверстие, выполненное в переднем фланце цилиндра, на котором закреплена с возможностью заполнения смазывающей жидкостью герметичная емкость, в полости которой соосно штоку поршня консольно установлен направляющий стержень, на котором размещена с упором в торец штока поршня испытуемая пружина, а свободный конец направляющего стержня введен в выполненное по оси штока поршня отверстие, остаточная глубина которого не менее рабочего хода испытуемой пружины (патент РФ №2138794, кл. G01M 17/04. Опубл. 27.09.1999 г.).
Однако известное устройство не позволяет производить испытания пружин, применяемых в рессорном подвешивании железнодорожного транспорта.
Известно устройство для контроля упругих и линейных характеристик пружин, содержащее силоприемную площадку, механизм нагружения в виде электромеханического редуктора с прямолинейно перемещающейся нагружающей плитой, двигатель привода механизма нагружения, преобразователь линейного перемещения, тензорезисторный преобразователь силы и регистрирующе-преобразующий блок, усилитель, интерфейс и преобразователь частоты вращения двигателя привода механизма нагружения. При этом преобразователь линейного перемещения выполнен инкрементным, усилитель - инструментальным, а регистрирующе-преобразующий блок - в виде однокристального микроконтроллера. Причем усилитель размещен в корпусе тензорезисторного преобразователя силы, а интерфейс и преобразователь частоты вращения, электрически связанный с двигателем привода механизма нагружения, подсоединены к выходу однокристального микроконтроллера (патент на полезную модель №41517, кл. G01L 1/04. Опубл. 27.10.2004 г.).
Но в данном устройстве пружина устанавливается в вертикальном положении, что повышает трудоемкость работ по ее загрузке/выгрузке, т.е. снижает производительность труда.
Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является стенд для испытания силовых параметров пружин, содержащий гидроцилиндр, на штоке которого закреплено нажимное устройство, основание для установки пружины, гидравлическую схему управления работой гидроцилиндра, насосную станцию, блок управления и датчик линейных перемещений, соединенный выходом с первым входом блока управления. Гидравлическая схема управления работой гидроцилиндра содержит гидрораспределитель, подключенный к насосной станции через предохранительный клапан, гидродроссель с обратным клапаном, гидроклапан, первый и второй датчики давления. Нажимное устройство выполнено в виде установленных с зазором относительно друг друга нижней и верхней тарели, к которой подсоединен входы датчиков линейных перемещений и начала отсчета деформации пружины. При этом выходы первого и второго датчиков давления и датчика начала отсчета деформации пружины подсоединены соответственно ко второму, третьему и четвертому входам блока управления, первый выход которого подключен к гидрораспределителю, а второй, третий и четвертый выходы подсоединены посредством шаговых электроприводов соответственно к входам управления предохранительного клапана, гидродросселя и гидроклапана (свидетельство на полезную модель №35435, кл. G01M 17/04. Опубл. 10.01.2004 г.).
И в этом устройстве пружина устанавливается в вертикальном положении, что повышает трудоемкость работ по ее загрузке/выгрузке, т.е. снижает производительность труда.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является снижение трудоемкости работ по загрузке/выгрузке пружины на испытания, повышение производительности и улучшение условий труда.
Технический результат заключается в упрощении установки пружины для испытаний.
Поставленная задача решается тем, что в стенде для испытания силовых параметров пружин, содержащим гидроцилиндр, на штоке которого закреплено нажимное устройство, основание для установки пружины, насосную станцию, блок управления и датчик линейных перемещений, гидрораспределитель, подключенный к насосной станции через предохранительный клапан, гидроцилиндр, нажимное устройство и основание для установки пружины закреплены на раме, снабженной поворотной осью, закрепленной на основании стенда. Рама выполнена в виде портала.
Закрепление гидроцилиндра, нажимного устройства и основания для установки пружины на раме, снабженной поворотной осью, закрепленной на основании стенда, позволяет раме занимать горизонтальное положение, обеспечивая удобство установки пружины в рабочую зону стенда и тем самым снижая трудоемкость работ по загрузке/выгрузке пружины на испытания, повышая производительность и улучшая условия труда.
А выполнение рамы в виде портала позволяет снизить металлоемкость стенда, повысить жесткость конструкции.
На рис. показан стенд для испытания силовых параметров пружин.
Стенд для испытания силовых параметров пружин содержит основание 1 гидроцилиндр 2, на штоке 3 которого закреплено нажимное устройство 4, основание 5 для установки пружины 6, силоизмерительное устройство 7, насосную станцию 8, блок управления 9 и датчик линейных перемещений 10, гидрораспределитель 11, подключенный к насосной станции 8 через предохранительный клапан 12. Гидроцилиндр 2, нажимное устройство 4, основание 5 для установки пружины 6 и силоизмерительное устройство 7 закреплены на выполненной в виде портала раме 13, снабженной, например, перпендикулярной к ее плоскости поворотной осью 14, закрепленной на основании 1 стенда.
Стенд работает следующим образом. При подаче с блока управления 9 команды на испытание пружины 6 рама 13 поворачивается вокруг оси 14 и занимает горизонтальное положение. Испытываемая пружина 6 устанавливается в створ рамы 13. Блок управления 9 посылает команду на насосную станцию 8 и гидрораспределитель 11. После чего гидроцилиндр 2 через нажимное устройство 4 поджимает к основанию 5 пружину 6 для ее фиксации. Рама 13 поворачивается вокруг оси 14 и занимает вертикальное положение. Гидроцилиндр 2 освобождает пружину 6 от предварительного натяга, а силоизмерительное устройство 7 регистрирует на блоке управления 9 нулевое значение. Пружина 6 готова к испытанию.
Гидроцилиндр 2 через нажимное устройство 4 дважды обжимает пружину 6 пробной нагрузкой. При этом момент обнуления нагрузки на силоизмерительном устройстве 7 служит командой для регистрации блоком управления 9 положения датчика линейного перемещения 10, т.е. размера пружины 6 в свободном состоянии. Величина предельной нагрузки, создаваемой гидроцилиндром 2 на пружину 6, ограничивается работой предохранительного клапана 12.
Гидроцилиндр 2 вновь обжимает пружину 6 пробной нагрузкой, после чего вновь определяется ее размер в свободном состоянии. Разница зарегистрированных значений высоты пружины 6 после первого и второго обжатий и определяет ее усадку.
Вторым этапом испытания пружины 6 является определение стрелы прогиба. Для этого с блока управления 9 на гидроцилиндр 2 подается команда, и шток 3 через нажимное устройство 4 сдавливает пружину 6. При достижении заданной нагрузки, контролируемой силоизмерительным устройством 7, гидроцилиндр 2 останавливается. Датчик линейного перемещения 10 определяет высоту пружины 6, которая регистрируется в блоке управления 9. После чего гидроцилиндр 2 освобождает пружину 6 от внешней нагрузки, а блок управления 9 проводит анализ полученной информации с силоизмерительного устройства 7 и датчика линейного перемещения 10. Пружина 6 считается выдержавшей испытание, если ее параметры соответствуют требованиям конструкторской документации.
Гидроцилиндр 2 вновь поджимает пружину 6, после чего рама 13 поворачивается вокруг оси 14 и вновь занимает горизонтальное положение. Шток 3 гидроцилиндра 2 полностью втягивается, пружина 6 освобождается. Испытание пружины завершено.
Заявленный стенд для испытания силовых параметров пружин упрощает установку пружины для испытаний, тем самым снижая трудоемкость работ по загрузке/выгрузке пружины на стенд, повышая производительность и улучшая условия труда.