Стенд для випробувань гвинтових механізмів

Реферат: Стенд для випробувань гвинтових механізмів містить станину, на якій закріплені привід обертання, випробовуваний гвинтовий механізм, гідравлічний навантажувальний пристрій, виконаний у вигляді гідроциліндра двосторонньої дії, до обох порожнин якого підведені підвіднівідвідні гідролінії, при цьому шток навантажувального пристрою кінематично пов'язаний з поступально рухомим елементом гвинтового механізму. При цьому підвідні-відвідні гідролінії з'єднані між собою за допомогою кульового крана, який виконує роль регульованих дроселів. UA 104269 U (54) СТЕНД ДЛЯ ВИПРОБУВАНЬ ГВИНТОВИХ МЕХАНІЗМІВ UA 104269 U UA 104269 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування, а саме до випробувальної техніки, і може бути використана для випробування гвинтових механізмів при дії осьових навантажень. Відомі стенди для проведення статичних або малорухомих випробувань гвинтових передач [1]. У найбільш простій конструкції стенду передача своєю веденою ланкою через динамометр з'єднується з основою, а навантаження на ведучій ланці створюється тарованими вантажами, що утворюють пару сил. Навантаження змінюється дискретно, не можна здійснювати програмне навантаження у часі. Для проведення випробувань під дією навантаження гвинтова передача отримує рушійний обертаючий момент і своєю вихідною ланкою з'єднується з навантажувачем [2]. Навантажувач зазвичай виконують пружинним, пневматичним, гідравлічним. Однак пружинний навантажувач не забезпечує сталість випробувального навантаження. Крім того, при великих навантаженнях і ходах випробовуваної передачі виходить дуже громіздким. Не забезпечується програмне навантаження у часі. Пружинний навантажувач небезпечний в експлуатації, наприклад при аварійному розриві вихідної ланки випробовуваної передачі. Неможливо реверсувати навантаження, внаслідок чого випробовувана передача буде працювати тільки однією бічною поверхнею нарізі. Пневматичний або гідравлічний навантажувач для створення великих зусиль вимагає великих тисків робочого середовища (відповідно повітря і рідини), що ускладнює їх конструкцію, експлуатацію, збільшує розміри. Також є джерелом підвищеної небезпеки при аварійному розриві вихідної ланки випробовуваної передачі. Найближчим аналогом для стенду, який заявляється, є стенд для випробування гвинтових механізмів, що містить станину, на якій закріплені привід обертання, випробовуваний гвинтовий механізм, гідравлічний навантажувальний пристрій, виконаний у вигляді гідроциліндра двосторонньої дії, до обох порожнин якого підведені підвідні-відвідні гідролінії з встановленими в них регульованими дроселями, при цьому шток навантажувального пристрою кінематично пов'язаний з поступально рухомим елементом гвинтового механізму [2, фіг. 2]. Як привід обертання використовується навантажувальна гідромашина, забезпечена своєю системою гідроживлення через розподільник. Таким чином, є дві гідравлічні системи, взаємодія яких здійснюється за допомогою складної системи управління, що містить імпульсні датчики положення, цифро-аналогові перетворювачі, комутатор, блоки порівняння. Недоліком відомого стенда є його складність, наявність безлічі допоміжних елементів системи управління, розгалуженість гідравлічних магістралей, підвищена витрата енергії для роботи двох незалежних гідронасосів, що забезпечують роботу двох самостійних гідравлічних систем живлення. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції і системи управління, зниження витрат енергії на функціонування стенда. Поставлена задача вирішується тим, що в стенді для випробування гвинтових механізмів, який містить станину, на якій закріплені привід обертання, випробовуваний гвинтовий механізм, гідравлічний навантажувальний пристрій, виконаний у вигляді гідроциліндра двосторонньої дії, до обох порожнин якого підведені підвідні-відвідні гідролінії, при цьому шток навантажувального пристрою кінематично пов'язаний з поступально рухомим елементом гвинтового механізму, згідно з корисною моделлю, підвідні-відвідні гідролінії з'єднані між собою за допомогою кульового крана, що виконує роль регульованих дроселів. Крім того, гідроциліндр виконаний двоштоковим. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому пропонований стенд зображений схематично. Стенд містить станину 1, на якій закріплений привід обертання 2 у вигляді електродвигуна, випробуваний гвинтовий механізм 3, гідравлічний навантажувальний пристрій 4. Електродвигун 2 кінематично з'єднаний з обертовим гвинтом 5 гвинтового механізму 3, гайка 6 якого жорстко з'єднана зі штоком 7, який поступально переміщається відносно корпусу 8 по направляючій шпонці 9. На корпусі 8 закріплені кінцеві вимикачі 10, 11, які при досягненні штоком 7 своїх крайніх робочих положень подають сигнал на реверсування електродвигуна 2. Навантажуючий пристрій 4 виконано у вигляді двостороннього гідроциліндра 12, шток якого 13 кінематично пов'язаний зі штоком 7 гвинтового механізму, при цьому між ними встановлено силовимірювальний пристрій 14. Поршень 15 ділить об'єм циліндра на дві порожнини 16, 17, до яких підведені підвідні-відвідні гідролінії 18, 19 відповідно. Гідролінії 18, 19 з'єднуються між собою за допомогою кульового крана 20, який виконує функцію регульованих дроселів в кожній з гідроліній. Шток 13 виконано двостороннім. Стенд працює таким чином. У початковому стані обидві порожнини гідроциліндра 16, 17 і гідролінії 18, 19 повністю заповнені рідиною, а кульовий кран 20 повністю відкритий. При 1 UA 104269 U 5 10 15 20 25 30 вмиканні електродвигуна 2 обертальний рух гвинта 5 з допомогою гайки 6 перетвориться в поступальне переміщення штока 7 відносно корпусу 8 гвинтового механізму 3. Поступальне переміщення штоку 7 через силовимірювальний пристрій 14 передається штоку 13 і поршню 15. Поршень, що переміщується, 15 витісняє рідину з порожнин 16 або 17 (залежно від напрямку переміщення поршня 15) через підвідні-відвідні гідролінії 18, 19 відповідно. При повністю відкритому кульовому крані 20 роль нерегульованих дроселів виконують самі підвідні-відвідні гідролінії 18, 19. Створюваний ними гідравлічний опір визначається площею прохідного перерізу гідроліній. У порожнинах 16 або 17 при перекачуванні рідини в іншу порожнину через дросель створюється гідравлічний тиск, що діє на ефективну площу штока 15, завдяки чому на штоку 13 створюється гальмівне осьове зусилля, навантажує шток 7 гвинтової передачі. Величина створюваного гальмівного (навантажуючого) зусилля фіксується силовимірювальним пристроєм 14. При повороті кульового крану 20 відбувається зменшення площі його прохідного перерізу, що призводить до збільшення протитиску в порожнинах 16, 17 гідроциліндра, та, відповідно, до збільшення гальмівного зусилля. Поворот крана 20 здійснюють до тих пір, поки не буде досягнуто задане значення випробувального зусилля. Після цього робота стенду здійснюється в автоматичному режимі. При досягненні штоком 7 своїх крайніх робочих положень спрацьовують кінцеві вимикачі 10, 11, які по ланцюгу зворотного зв'язку в системі управління подають команду на реверсування електродвигуна 2. При необхідності зміни величини випробувального навантаження встановлюють нове положення кульового крану. При ресурсних випробуваннях гвинтового механізму стенд може бути обладнаний лічильником циклів подвійних ходів штока 7. При реверсуванні електродвигуна 2 автоматично відбувається реверсування випробувального навантаження, внаслідок чого при випробуваннях працюють обидві бічні поверхні витків нарізі. Запропонована конструкція стенду відрізняється простотою, універсальністю, дозволяє регулювати випробувальне зусилля в широких межах, що не вимагає витрат енергії на функціонування гідравлічного навантажувального пристрою. Джерела інформації: 1. Турпаев А.И. Винтовые механизмы и передачи. М.: Машиностроение, 1982. - С. 186, 187, рис. 92. 2. А. С. СССР № 985485, F15B 19/00. Стенд для испытания винтовых преобразователей, 1982. – найближчий аналог. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 1. Стенд для випробувань гвинтових механізмів, що містить станину, на якій закріплені привід обертання, випробовуваний гвинтовий механізм, гідравлічний навантажувальний пристрій, виконаний у вигляді гідроциліндра двосторонньої дії, до обох порожнин якого підведені підвіднівідвідні гідролінії, при цьому шток навантажувального пристрою кінематично пов'язаний з поступально рухомим елементом гвинтового механізму, який відрізняється тим, що підвіднівідвідні гідролінії з'єднані між собою за допомогою кульового крана, який виконує роль регульованих дроселів. 2. Стенд для випробування гвинтових механізмів за п. 1, який відрізняється тим, що гідроциліндр виконаний двоштоковим. 2 UA 104269 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3