ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к испытаниям транспортных средств, в частности железнодорожного транспорта, а именно для проведения испытаний элементов железнодорожного транспорта.
Известен испытательный стенд, предназначенный для усталостных испытаний рам боковых и надрессорных балок тележек грузовых вагонов (RU №80001, G01M 17/08, 20.01.2009). Испытательный стенд содержит основание, закрепленные на нем четыре колонны, траверсу, силовой гидроцилиндр с закрепленным на нем усилителем электрогидравлическим, зафиксированный на траверсе, гидроцилиндры подъема и опускания, отсечной клапан, встроенный в магистраль высокого давления, гидрозамок, предотвращающий самопроизвольное движение траверсы при выключенной насосной установке.
Недостатком данного испытательного стенда является низкий срок службы из-за износа штока силового гидроцилиндра от возникающей при испытании радиальной нагрузки на шток.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является динамическая многоцелевая испытательная машина серии LFV 3000 производства «walter + bai ag Prufmaschinen - Testing Machines»,  (В.В. Клипачевский, Модельный ряд машин фирмы Walter + Bai AG (Швейцария) для решения исследовательских задач в промышленных и научных лабораториях, ИТБ "Литье Украины", №9 (145) 2012 г.). Испытательная машина содержит основание, закрепленные на нем четыре колонны, траверсу, свободно перемещающуюся по колоннам, силовой гидроцилиндр установленный на траверсе, клеммные зажимы, встроенные в траверсу, гидроцилиндры разжима, гидроцилиндры перемещения траверсы, выкатной стол.
Недостатком данного технического решения является наличие радиальной нагрузки на штоке силового гидроцилиндра от горизонтальной составляющей вектора силы реакции испытуемого изделия, что ведет к интенсивному износу поверхности штока силового гидроцилиндра и отказу испытательной машины.
Задача заявляемой полезной модели - повышение срока службы испытательной машины, путем устранения износа штока силового гидроцилиндра.
Поставленная задача достигается тем, что испытательная машина, содержащая основание, закрепленные на нем четыре колонны, траверсу с клеммными зажимами и стягивающими шпильками, установленную на колоннах с возможностью перемещения по ним с помощью гидроцилиндров, расположенных по бокам от колонн между траверсой и основанием, силовой гидроцилиндр, расположенный на траверсе в центре, гидроцилиндры разжима, расположенные по торцевым сторонам траверсы, выкатной стол с двумя опорами для установки испытуемого изделия и гидроцилиндр перемещения стола, установленные на основании между колоннами, траверса содержит механизм компенсации радиальных нагрузок на шток силового гидроцилиндра, состоящий из центрирующего кольца с четырьмя линейными роликовыми опорами качения, равнорасположенными по внутреннему диаметру кольца, закрепленного внизу траверсы соосно с силовым гидроцилиндром, и модуля нагружения, подвешенного к штоку силового гидроцилиндра через резиновые прокладки и ступенчатое кольцо, прикрученное к фланцу на штоке силового гидроцилиндра, модуль нагружения содержит цилиндрический корпус со сферической пяткой, закрепленной снизу, и с четырьмя направляющими планками под линейные роликовые опоры качения, закрепленными снаружи, внутри цилиндрического корпуса, установлен датчик силы с нагрузочными площадками так, что поверхность верхней нагрузочной площадки поджата через опору штоком силового гидроцилиндра, а поверхность нижней нагрузочной площадки опирается через опору на сферическую пятку.
Опоры для установки испытуемого изделия выполнены в виде тумб с роликами, закрепленными сверху тумб, причем одна из тумб содержит верхнюю и нижнюю опоры с пазами, направляющую планку, установленную в пазы между верхней и нижней опорами, и два кронштейна, расположенные с торцевых сторон тумбы, нижняя поверхность верхней опоры вогнута, а верхняя поверхность нижней опоры повторяет по контуру нижнюю поверхность верхней опоры.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена испытательная машина, вид спереди, на фиг.2 механизм компенсации радиальных нагрузок штока силового гидроцилиндра.
Испытательная машина содержит основание 1, четыре колонны 2, установленные на основании 1, траверсу 3 с клеммными зажимами 4 и стягивающими шпильками 5, свободно перемещающуюся по колоннам 2, силовой гидроцилиндр 6, расположенный на траверсе 3 в центре, гидроцилиндры разжима 7, расположенные по торцевым сторонам траверсы 3, гидроцилиндры 8 перемещения траверсы 3, установленные по бокам от колонн 2 и соединяющие траверсу 3 и основание 1, выкатной стол 9 и гидроцилиндр 10 перемещения стола 9, установленные на основание 1, механизм компенсации радиальных нагрузок штока силового гидроцилиндра 6, состоящий из центрирующего кольца 11 с четырьмя линейными опорами качения роликовыми 12, закрепленного под траверсой 3, соосно с силовым гидроцилиндром 6, и модуля нагружения 13, подвешенного к штоку силового гидроцилиндра 6 через резиновые прокладки 14 и ступенчатое кольцо 15, прикрученное к фланцу 16 штока силового гидроцилиндра 6. Линейные роликовые опоры качения 12 равнорасположены по внутреннему диаметру центрирующего кольца 11. Модуль нагружения 13 содержит цилиндрический корпус 17 со сферической пяткой 18, закрепленной снизу, четыре направляющих планки 19, закрепленные снаружи корпуса, под линейные роликовые опоры качения 12. Между штоком силового гидроцилиндра 6 и сферической пяткой 18 установлен датчик силы 20 с нагрузочными площадками 21 и опорами 22, установленными на датчик силы 20 сверху и снизу. Верхняя нагрузочная площадка 21 через опору 22 поджата штоком силового гидроцилиндра 6, а нижняя нагрузочная площадка 21 через опору 22 упирается в сферическую пятку 18. На выкатном столе 9 расположены опоры 23 для испытуемого изделия в виде тумб 24 с роликами 25, закрепленными сверху тумб 24. Тумба одной из опор 23 содержит верхнюю опору 26, нижнюю опору 27, направляющую планку 28, установленную между верхней опорой 26 и нижней опорой 27, и два кронштейна 29, расположенные по торцевым сторонам опоры 23 для установки испытуемого изделия.
Испытательная машина работает следующим образом.
Перед установкой испытуемого изделия рабочая жидкость от силовой гидравлической станции (на рисунке не показана) направляется в полости гидроцилиндров разжима 7, гидроцилиндров 8 перемещения траверсы 3, гидроцилиндра 10 перемещения стола 9. Траверса 3 выставляется на необходимую высоту в зависимости от испытуемого изделия. Для перемещения траверсы 3 производится разжатие клеммных зажимов 4 при помощи гидроцилиндров разжимов 7. Перемещение траверсы 3 осуществляется при разжатых клеммных зажимах 4 посредством гидроцилиндров 8 перемещения траверсы 3. После установки траверсы 3 на необходимую высоту и отвода рабочей жидкости из полости гидроцилиндров разжима 7, клеммные зажимы 4 фиксируют траверсу 3 при помощи шпилек 5, установленных с предварительным натягом. Передвижение выкатного стола 9 осуществляется с помощью гидроцилиндра 10 перемещения стола 9. Испытуемое изделие устанавливается на опоры 23 с роликами 25. Одна из опор 23 для установки испытуемого изделия, тумба 24 которой содержит верхнюю опору 26 и нижнюю опору 27, является регулируемой, за счет того, что верхняя опора 26 самовыставляется относительно опорной плоскости испытуемой детали на угол необходимый для компенсации погрешностей формы и расположения поверхностей испытуемого изделия. Направляющая планка 28 ограничивает поперечное смещение верхней опоры 26 относительно нижней опоры 27. Кронштейны 29 препятствуют заваливанию верхней опоры 26 относительно нижней опоры 27 при продольном смещении. Шток силового гидроцилиндра 6 под действием потока рабочей жидкости от силовой гидравлической станции, подающейся к силовому гидроцилиндру 6, перемещается вниз или вверх, нагружая или разгружая испытуемое изделие. Нагружение испытуемого изделия происходит в соответствии с режимом, установленным в системе управления и измерения (на рисунке не показана). При нагружении крупногабаритного испытуемого изделия, кроме вертикальной составляющей силы нормальной реакции опоры, неизбежно возникает горизонтальная составляющая, которая воспринимается линейными роликовыми опорами качения 12 на центрирующем кольце 11 через направляющие планки 19. Датчик силы 20, установленный в цилиндрическом корпусе 17, через опоры 21 и нагрузочные площадки 22 воспринимает и измеряет вертикальную нагрузку, передаваемую от штока силового гидроцилиндра 6 к сферической пятке 18 на испытуемое изделие. Постоянный контакт между опорами 21 и нагрузочными площадками 22 обеспечен предварительным поджатием модуля нагружения 13 к штоку силового гидроцилиндра 6 через резиновые прокладки 14 и ступенчатое кольцо 15, прикрученное к фланцу 16 штока силового цилиндра 6.
Таким образом, предложена испытательная машина для испытаний элементов железнодорожного транспорта с механизмом компенсации радиальных нагрузок на шток силового гидроцилиндра и опорами 23, одна из которых самовыставляется под испытуемое изделие, при наличии погрешностей формы и расположения опорных поверхностей испытуемого изделия. Использование данной испытательной машины устраняет износ поверхности штока от радиальных нагрузок, что приводит к повышению срока службы силового гидроцилиндра 6 и в целом увеличивает общий службы испытательной машины.