Стенд для статических испытаний несущих систем квадроциклов

Область техники
Полезная модель относится к стендам для испытания несущих систем колесных машин, в частности квадроциклов и других аналогичных средств передвижения.
Уровень техники
Известен стенд для вибрационных испытаний автомобилей (Испытательная техника / под ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1982. Кн. 1. - 528 с, рис. 8, с. 388-389), содержащий две платформы для опоры на них колес одной оси автомобиля и механический эксцентриковый возбудитель вертикального перемещения этих платформ, включающий двигатель постоянного тока, угловой редуктор, коробку перемены передач, двусторонний угловой редуктор и механические вибровозбудители, обеспечивающие плавную регулировку амплитуды колебаний каждой платформы.
Недостатком данного стенда является невозможность испытания всего автомобиля в целом и сложность конструкции его механического эксцентрикового возбудителя вертикальных перемещений платформ. Кроме того, данный стенд не может создавать случайный характер нагружения несущих систем автомобиля, который является основным в спектре транспортной вибрации, что ограничивает его функциональные возможности.
Известен стенд для испытания многоопорных несущих систем полнокомплектных автомобилей, содержащий раму и гидравлические цилиндры, обеспечивающие любой закон вертикального перемещения четырех платформ, в том числе и случайный (стенд MOOG GmbH (Германия); стенд BISS ITW (Индия), стенд Investmech (Pty) Ltd (ЮАР); стенд Multimatic ETC (Великобритания). Данные платформы связаны с гидравлическими нагрузочными устройствами, соединенными через сервогидравлический распределитель с гидростанцией, имеющей бак и насос, подключенный через редуктор к электродвигателю.
Недостатком данного стенда является невозможность испытания не полнокомплектных несущих систем колесной машины, например рамы его шасси без установленных на ней отдельных узлов и агрегатов, что увеличивает стоимость испытаний и сужает возможности отработки испытуемых элементов на прочность при экстремальных режимах нагружения. Кроме того, данный стенд не имитирует режимы разгона и торможения автомобиля, что не позволяет учесть влияние этих нагрузок на прочность рамы его шасси.
В известной степени аналогом предлагаемому стенду из известных технических решений можно признать стенд для испытаний рамы автомобиля БелАЗ (Автомобили: машины большой единичной мощности: Учеб. пособие / М.С. Высоцкий, А.И. Гришкевич, А.В. Зотов и др.; Под ред. М.С. Высоцкого, А.И. Гришкевича. - Мн.: Выш. шк., 1988. - 160 с.), содержащий основание, на котором закрепляется рама кузова автомобиля, которая нагружается в разных точках силовыми гидроцилиндрами, связанными с гидростанцией.
Недостатком данного стенда является невозможность учета вклада в формирование статической составляющей нагружения от отдельных узлов и агрегатов.
Раскрытие полезной модели
В этой связи задачей является создание новой конструкции стенда, обеспечивающей возможность испытания не полнокомплектных несущих систем колесной машины путем имитации задания нагрузки на раму шасси с помощью нагрузочного устройства, связанного с основанием стенда и обеспечивающего нагружение рамы шасси с установленным на ней приводом колес различными режимами статических испытаний, в том числе возникающими при разгоне и торможении колесной машины. Более конкретное назначение стенда заключается в проверке статической прочности несущих систем квадроциклов.
Техническим результатом заявленной полезной модели является расширение функциональных возможностей стенда, а именно реализация следующих расчетных случаев статических испытаний несущих систем квадроциклов: ускорение 3g на подвески; диагональное вывешивание; разгон; торможение.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый стенд содержит систему рычагов и тяг, создающих усилия в вертикальном направлении в местах установки узлов и агрегатов двигателя, трансмиссии, сидений водителя и пассажира, а также в местах крепления полезной нагрузки, а их реализация осуществляется совокупным изменением усилий в местах нагружения рамы и за счет варьирования длины рычагов, а также изменением углового положения испытуемой рамы квадроцикла по отношению к действующей нагрузке, путем вертикального перемещения телескопических опор.
Перечень фигур
Фиг. 1 - Общий вид стенда.
Фиг. 2 - Рычажный механизм.
Фиг. 3-Схема нагружения кронштейна главной передачи
Фиг. 4 - Схема нагружения кронштейна главной передачи
Осуществление полезной модели
Конструкция стенда универсальная и разборная, позволяет испытывать рамы двухосных и трехосных образцов квадроциклов. Стенд обеспечивает реализацию следующих расчетных случаев: 1 - ускорение 3g на подвески; 2 - диагональное вывешивание; 3 - разгон; 4 - торможение;
Нагружение несущей системы квадроцикла реализуется системой рычагов и тяг, создающих усилия в вертикальном направлении в местах установки узлов и агрегатов двигателя, трансмиссии, сидений водителя и пассажира, а также в местах крепления полезной нагрузки (фиг. 2). Реализация указанных расчетных случаев осуществляется совокупным изменением усилий в местах нагружения рамы, за счет варьирования длины рычагов, а также изменением углового положения испытуемой рамы квадроцикла по отношению к действующей нагрузке, путем вертикального перемещения телескопических опор. Задание адекватных условий нагружения обеспечивается применением в конструкции стенда тензометрических опор, установленных под каждой подвеской квадроцикла и использованием тензодатчика в составе нагрузочного устройства.
Выставление подвесок в положение, соответствующее конкретному расчетному случаю реализуется с использованием телескопических стержней, имитирующих стойки амортизаторов (фиг. 3). Нагружение кронштейнов главных передач переднего и заднего мостов крутящим моментом для расчетных случаев "Разгон" и "Диагональное вывешивание" реализуется с использованием балансиров и приводных валов (фиг. 3, 4). Балансир, закрепленный на тензометрической опоре стенда, на заданном плече 1 создает крутящий момент на приводном валу. Приводной вал, жестко закрепленный с балансиром, через испытательную оснастку нагружает кронштейн главной передачи. Ступица нагружается радиальными нагрузками Rx, Rz и моментами Мх, Mz со стороны балансира и позволяет балансиру свободно проворачиваться вдоль оси у.
Полезная модель разработана в рамках выполнения работ по Соглашению №075-15-2019-1335 (14.577.21.0272) между МГТУ им. Н.Э.Баумана и Минобрнауки России.