Стенд для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною

Реферат: Стенд для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною містить поворотну підпору зі струмознімачем, опозитно розташовані відносно один одного держаки з рамами, кожний з яких з'єднано з поворотною підпорою горизонтальним шарніром з можливістю переміщення його у вертикальній площині, а з рамою - за допомогою гвинтових тяг з можливістю повороту у горизонтальній площині й фіксації їх взаємного положення, закріпленими на кожній рамі ведучий міст з колесом, обладнаним пневматичною шиною, а також привід колеса, причому колеса з пневматичними шинами взаємно розташовані таким чином, що забезпечують можливість взаємодії кожної з них з різними опорними поверхнями. Як силове устаткування приводу колеса з пневматичною шиною застосовують дизельний двигун внутрішнього згоряння, який дозволяє суттєво розширити діапазон досліджуваних параметрів колеса за рахунок отримання не тільки тягово-зчіпних, але й його паливно-економічних показників. UA 80930 U (12) UA 80930 U UA 80930 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до випробувальної техніки для транспортного машинобудування, а саме до стендів для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною. Відомий стенд для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною за різних режимів його силового навантаження при криволінійному русі під час кочення по різних опорних поверхнях [1]. Стенд містить поворотну підпору, з якою шарнірно з'єднані опозитно розташовані відносно один одного держаки з рамами, на кожній з яких послідовно розташовані електродвигун, індукторна муфта ковзання (ІМК), редуктор, ведучий міст з колесом, оснащеним пневматичною шиною. Ротор і статор, а також статор і корпус кожної ІМК мають можливість з'єднуватися між собою, а колеса з пневматичними шинами взаємно розташовані таким чином, що забезпечують можливість взаємодії кожної з них з різними опорними поверхнями. Для підводу електричного струму до поворотної частини стенд містить струмознімач, а для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною при змінних вертикальних навантаженнях стенд додатково оснащений збудником направлених вертикальних коливань. Недоліком даного стенда є неможливість використання його для отримання паливноекономічних показників колеса з пневматичною шиною. Задача корисної моделі полягає в розширенні функціональних можливостей стенда для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною. Поставлена задача вирішується тим, що як силове устаткування приводу колеса з пневматичною шиною застосовують дизельний двигун внутрішнього згоряння, який дозволяє суттєво розширити діапазон досліджуваних параметрів колеса за рахунок отримання не тільки тягово-зчіпних, але й його паливно-економічних показників. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 показано стенд (вид зверху); на фіг. 2 - те саме (вид збоку), праву частину стенда умовно не показано; на фіг. 3 і 4 - варіанти з'єднання елементів індукторних муфт ковзання; на фіг. 5 - переріз А-А на фіг. 1. Стенд (див. фіг. 1 і 2) містить поворотну підпору 1, яку встановлено на поворотній частині 2 опорно-поворотного круга (ОПК), опорна частина 3 якого жорстко з'єднана з фундаментом 4. Привід поворотної підпори 1 містить дизельний двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) 5, індукторну муфту ковзання (ІМК) 6, статор 7 якої з'єднаний з валом ДВЗ 5, а ротор 8 - із вхідним валом циліндричного редуктора 9, вихідний вал якого з'єднаний з вхідним валом ведучого моста 10 з колесом 11, оснащеним пневматичною шиною 12. З поворотною підпорою 1 шарнірно з'єднані держаки 13 і 14 з рамами 15 і 16. На рамі 16 жорстко закріплені ведучий міст 17 з колесом 18, оснащеним пневматичною шиною 19, що досліджується і яка взаємодіє з опорною поверхнею, а також послідовно циліндричний редуктор 20, ІМК 21, ротор 22 якої з'єднаний із вхідним валом циліндричного редуктора 20, а статор 23 - з валом дизельного ДВЗ 24 приводу колеса 18. Ротори 8, 22 і статори 7, 23, а також статори 7, 23 і корпуси 25, 26 відповідно ІМК 6 і 21 мають можливість жорстко з'єднуватися між собою за допомогою двох протилежно розташованих фіксаторів 27 і 28, наприклад, з електромагнітним керуванням (див. фіг. 3 і 4). Держаки 13 і 14 шарнірно з'єднані з поворотною підпорою 1 з можливістю переміщення їх у вертикальній площині, змінюючи кут розвалу за допомогою регулювальних гвинтів 29 і 30, а з рамами 15 і 16 - із можливістю повороту у горизонтальній площині й фіксації їх взаємного положення за допомогою гвинтових тяг 31 і 32. За допомогою одинадцяти втулок 33, встановлених у держаках 13 і 14, можна змінювати радіус повороту коліс 11 і 18 в межах, по центру, від 6,25 м до 1,25 м з кроком 0,5 м. Для підводу електричного струму до поворотної частини 2 ОПК стенд містить струмознімач 34 (див. фіг. 2). Для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною при змінних вертикальних навантаженнях рама 16 додатково оснащена збудником вертикальних коливань 35, наприклад, двовальним віброзбудником направлених коливань з електричним приводом. На рамі 15 стенда додатково встановлено насосну станцію 36 для приводу двох виносних гідравлічних опор 38, а також на рамі 16 стенда - насосну станцію 37 для приводу двох виносних гідравлічних опор 39, за допомогою яких знімається вертикальне навантаження з відповідних випробуваних коліс 11 і 18. Для забезпечення стабільного гальмівного моменту на осі поворотної підпори 1 пневматична шина 12 взаємодіє з опорною поверхнею 40, що не деформується, наприклад з цементобетонною, причому R>R0max (див. фіг. 5). Стенд працює наступним чином. 1 UA 80930 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 При дослідженні роботи колеса з пневматичною шиною на ведучому режимі статор 23 ІМК 21 жорстко з'єднується з її ротором 22 (див. фіг. 3), а статор 7 ІМК 6 - з її корпусом 25 (див. фіг. 4) за допомогою відповідно фіксаторів 27 і 28. При обертанні вала ДВЗ 24 його кутова швидкість ω1 і крутний момент М1 передаються послідовно крізь жорстко з'єднані між собою статор 23 і ротор 22 ІМК 21, редуктор 20, ведучий міст 17 на вісь колеса 18 і перетворюються пневматичною шиною 19, що досліджується, в повну окружну силу Р к і лінійну швидкість Vк колеса, забезпечуючи його криволінійний рух з радіусом повороту R 0 і кутовою швидкість ωпов відносно вертикальної осі ОПК. Внаслідок кінематичного зв'язку поворотної підпори 1 з ротором 8 ІМК 6, останній буде обертатися відносно нерухомого статора 7. При зміні струму в обмотці збудження ІМК 6 на осі ОПК виникатиме гальмівний момент повороту М г.пов поворотної підпори 1 і з'єднаного з нею держака 14 з рамою 16, ведучого моста 17 з колесом 18, оснащеним пневматичною шиною 19, що досліджується. Перемагаючи опір М г.пов/R0, колесо 18 з пневматичною шиною 19 розгортатиме силу тяги Т, тобто колесо буде функціонувати у ведучому режимі. Гальмівне зусилля може змінюватися від нульового значення до максимального, при якому лінійна швидкість колеса 18 з пневматичною шиною 19 дорівнюватиме нулю, що обумовлюється 100 % буксуванням колеса. При дослідженні роботи колеса 18 з пневматичною шиною 19 на вільному режимі держак 13 роз'єднують з підпорою 1 за рахунок знеструмлення обмотки збудження ІМК 6 і тоді повна окружна сила Рк витрачається лише на переборювання сили опору пересуванню Pf колеса 18 з пневматичною шиною 19, що досліджується. При дослідженні роботи колеса 18 з пневматичною шиною 19 на веденому режимі статор 7 і ротор 8 ІМК 6 жорстко з'єднуються між собою за допомогою фіксаторів 27, а статор 23 і ротор 22 ІМК 21 роз'єднуються. При цьому збудник вертикальних коливань 35 створюватиме вертикальне змінне навантаження на ведучий міст 17 з колесом 18, оснащеним пневматичною шиною 19, тобто колесо буде функціонувати у веденому режимі. При дослідженні роботи колеса з пневматичною шиною на гальмівному режимі статор 7 і ротор 8 ІМК 6, а також статор 23 і корпус 26 ІМК 21 з'єднуються між собою за допомогою фіксаторів 27 і 28. За рахунок ДВЗ 5 повертається поворотна підпора 1 і з'єднані з нею держак 14, рама 16, ведучий міст 17 і колесо 18 з пневматичною шиною 19, що досліджується, буде обертатися по радіусу R0. При зміні струму в обмотці збудження ІМК 21 на валу ротора 22 і відповідно на ободі колеса 18 виникатиме гальмівний момент, тобто колесо 18 з пневматичною шиною 19 буде функціонувати у гальмівному режимі. Запропонований стенд дозволяє досліджувати роботу колеса з великогабаритною пневматичною шиною різних моделей і конструкцій при криволінійному русі на всіх реальних (за винятком нейтрального) режимах його силового навантаження [2]; розширює його функціональні можливості в порівнянні з прототипом [1] за рахунок застосування дизельного двигуна внутрішнього згоряння як силове устаткування приводу колеса з пневматичною шиною для отримання його паливно-економічних показників, наприклад за допомогою пристрою для вимірювання витрат палива [3], встановленого до паливної магістралі системи живлення двигуна. Відповідно до необхідних умов випробувань, змінюючи величину гальмівного і вертикального навантаження на колесо з пневматичною шиною, що досліджується, можна об'єктивно оцінювати вплив зазначених параметрів на показники взаємодії колеса з різними опорними поверхнями і радіусами повороту. Джерела інформації: 1. Пат. 25192 U Україна, МПК G01М 17/02. Стенд для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною / Аржаєв Г.О., Балака М.М., Літвиненко М.М., Пелевін Л.Є.; заявник і патентовласник Аржаєв Г.О., Балака М.М., Літвиненко М.М., Пелевін Л.Є. - № u 200703999; заявл. 11.04.07; опубл. 25.07.07, Бюл. № 11. 2. Автомобили. Качение колеса. Термины и определения: ГОСТ 17697-72. - [Введен в действие 1973-07-01]. - М.: Изд-во стандартов, 1972. - 26 с. - (Госстандарт СССР). 3. Пат. 30550 U Україна, G01F 3/00. Пристрій для вимірювання витрат речовин / Аржаєв Г.О., Балака М.М., Пелевін Л.Є., Цепляєв А.С; заявник і патентовласник Аржаєв Г.О., Балака М.М., Пелевін Л.Є., Цепляєв А.С. - № u 2007013677; заявл. 07.12.07; опубл. 25.02.08, Бюл. № 4. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Стенд для дослідження роботи колеса з пневматичною шиною, що містить поворотну підпору зі струмознімачем, опозитно розташовані відносно один одного держаки з рамами, кожний з яких з'єднано з поворотною підпорою горизонтальним шарніром з можливістю переміщення 2 UA 80930 U 5 10 його у вертикальній площині, а з рамою - за допомогою гвинтових тяг з можливістю повороту у горизонтальній площині й фіксації їх взаємного положення, закріпленими на кожній рамі, ведучий міст з колесом, обладнаний пневматичною шиною, а також привід колеса, причому колеса з пневматичними шинами взаємно розташовані таким чином, що забезпечують можливість взаємодії кожної з них з різними опорними поверхнями, який відрізняється тим, що як силове устаткування приводу колеса з пневматичною шиною застосовують дизельний двигун внутрішнього згоряння. 2. Стенд за п. 1, який відрізняється тим, що на кожній рамі додатково встановлено насосну станцію для приводу двох виносних гідравлічних опор, за допомогою яких знімається вертикальне навантаження з колеса, обладнаного пневматичною шиною. 3 UA 80930 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4