Універсальний стенд для випробувань гасителів коливань

 

Технічне рішення відноситься до галузі машинобудування, зокрема до пристроїв для випробування амортизаторів підвіски транспортних засобів, і може знайти застосування на заводах-виготовлювачах амортизаторів, станціях технічного обслуговування, в дослідницьких лабораторіях.

Гасителі коливань є невід'ємною частиною підвіски автомобіля та суттєво впливають на експлуатаційні властивості, наприклад плавність ходу, безпеку руху та ін [1]. Для об'єктивної оцінки ефективності амортизаторів необхідні робочі діаграми, швидкісні характеристики, температурні характеристики та ін., отримані при різних випробуваннях: статичних, динамічних, випробування, що моделюють умови експлуатації і т. д.

Існують конструкції стендів для перевірки амортизаторів, що відрізняються типом приводу, способом вантаження, методикою проведення випробувань, способом побудови робочої діаграми і т. д.

На сьогоднішній день відомо:

1) пристрій для перевірки гасителів коливань [2], що містить шарнірно з'єднаний зі станиною важіль з вантажем; в середній частині важеля встановлені опора на пружині і рухливий планшет; олівець, взаємодіє з планшетом. Планшет прив�им роликами.

2) стенд для випробування гідравлічних амортизаторів [3], що містить раму з рухомими стійками для переміщення амортизатора і привід, до якого шарнірно кріпиться корпус амортизатора, а шток амортизатора шарнірно кріпиться до дугоподібної балці, жорстко приєднаної до стійок, причому дугоподібна балка забезпечена пружним валом, несучим опорний каток, контактує зі знімними імітаційними нерівностями.

Істотними недоліками перерахованих вище аналогів є:

- відсутність можливості проведення випробувань: на герметичність; шумність роботи; при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях; при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях для визначення амплітудно-частотної характеристики подрессоренной маси; при вимушених, що імітують умови експлуатації коливаннях для визначення амплітудно-частотної характеристики подрессоренной маси;

- відсутність можливості визначення конкретної несправності амортизатора (наприклад, недостатня кількість робочої рідини, деформація клапанів та ін);

- відсутність можливості побудови робочої діаграми і швидкісних характеристик амортизатора;

Також до недоліків першого �вії контролю температури в процесі випробувань;

- відсутність можливості проведення випробувань: ресурсних; імітують умови експлуатації;

- відсутність можливості регулювання кута нахилу амортизатора до вертикалі.

До недоліків другого:

- відсутність можливості проведення випробувань при вільних затухаючих коливань.

Найбільш близьким до заявленого технічного рішення є стенд для випробувань гасителів коливань підвіски транспортного засобу [4, прототип], містить встановлені на підставі балку і несучу балку з робочими столами для установки випробуваного гасителя; пов'язаний з навантажувальною балкою підйомно-спускний механізм, виконаний у вигляді шарнірно зчленованих ланок; робочий стіл приводний балки, з збудником високочастотних коливань.

До недоліків описаного стенду відносяться:

- відсутність можливості проведення випробувань: імітують умови експлуатації (наприклад, різкий випад колеса, дорожні нерівності, проїзд через залізничні колії тощо); при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях; при вимушених, що імітують умови експлуатації коливаннях для визначення амплітудно-частотної характеристики подрессоренной маси; при вимушених, Еси; ресурсних при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях; ресурсних при вимушених коливаннях, що імітують умови експлуатації; шумність роботи;

- відсутність можливості здійснення прямолінійного руху приводного елемента, направленого вздовж осі гасителя коливань;

- відсутність можливості регулювання кута нахилу амортизатора до вертикалі.

Перераховані вище недоліки обмежують можливість проведення комплексу різних випробувань і моделювання різних режимів роботи гасителів коливань на одній установці, що обумовлює необхідність створення універсального стенда для випробувань гасителів коливань, що дозволяє поєднати в собі різні способи і режими випробувань.

Пропоноване технічне рішення спрямоване на створення універсального стенду, дозволяє проводити різні види випробувань гасителів коливань на одній установці, моделювати різні режими їх роботи, в т. ч. умови експлуатації.

На фіг.1 представлений універсальний стенд для випробувань гасителів коливань, вигляд спереду; на фіг.2 - універсальний стенд для випробувань гасителів коливань, вид збоку; на фіг.3 - ексцентрик, вигляд спереду; на фіг.4 - ексцентрик,�стіна 3 з рукояткою 4 і фіксаторами 5; на пластині 3 встановлено вантаж 6, регульований по масі і що фіксується на ній. На верхній плиті 7, встановленої на напрямних 2 з фіксаторами 8, розташована опора 9 з фіксатором 10 штока амортизатора 11 і гвинт 12 для переміщення опори 9 уздовж верхньої плити 7. На нижній плиті 13, встановленої на напрямних 2 з фіксаторами 14, розташована опора 15 з фіксатором 16 корпусу амортизатора 11 і гвинт 17 для переміщення опори 15 вздовж нижньої плити 13; для узгодження довжин пружних елементів 18 і амортизатора 11 на плиті 13 встановлені, наприклад, комплекти проставок 19 (або механізми, що дозволяють проводити регулювання по висоті).

До П-подібного корпусу 20, прикріпленому до нижньої плити 13, кріпиться шатун 21; іншим кінцем шатун кріпиться до маховика 22, закріпленого на валу приводу і має пристрій 23 регулювання амплітуди коливань. Привід, встановлений на підставі 1, включає в себе електродвигун 24, передавальний механізм 25 (дозволяє змінювати частоту обертання) і вал з буксой 26.

Також є комплект ексцентриків 27 різних форм і розмірів для імітації умов експлуатації, що кріпляться після демонтажу маховика 22 до валу приводу. При випробуванні з ексцентриками замість шатуна 21 П-подібний корпус 20 убори та апаратура, зокрема тензодатчик 29, призначений для вимірювання зусиль амортизатора; датчик лінійних переміщень (не показаний); датчик температури (не показаний); комп'ютер (не показаний).

Універсальний стенд для випробувань гасителів коливань працює наступним чином.

1. Для випробування амортизатора при вільних коливаннях методом силового впливу на опорах 9, 15 фіксаторами 10, 16 кріпиться амортизатор 11. За допомогою гвинтів 12, 17, переміщують опори 9, 15, встановлюється необхідний кут нахилу амортизатора 11. В залежності від розміру встановленого амортизатора 11, проставками 19 узгоджується довжина пружних елементів 18 з довжиною амортизатора 11. В середньому положенні амортизатор утримується пружними елементами 18. Фіксується положення нижньої плити 13 фіксаторами 14, а фіксатори 8 верхньої плити 7 послаблюються. Вантаж 6 регулюється по масі. Пластина 3 і верхня плита 7 скріплюються між собою, наприклад, скобами (не показано). На пластину 3 провадиться силовий вплив через рукоять 4, при цьому стискаються пружні елементи 18 і амортизатор 11. Припинення силового впливу призводить до виникнення вільних затухаючих коливань пластини 3 з вантажем 6 і плити 7.

Вихідні сигнали з тензодатчикЕвободние затухаючі коливання методом скидання вантажу стенд готується таким же чином, як і в п. 1, за винятком скріплення пластини 3 і плити 7. Потім пластина 3 піднімається на розрахункове відстань по напрямних 2 і кріпиться фіксаторами 5. При ослабленні фіксаторів 5 пластина 3 з вантажем 6 під дією сили тяжіння падає на верхню плиту 7, впливаючи на шток амортизатора 11. При цьому система переходить в режим вільних затухаючих коливань.

Вихідні сигнали з тензодатчика 29, датчика лінійних переміщень і датчика температури реєструються комп'ютером.

3. Для випробувань амортизатора при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях в опорах 9, 15 фіксаторами 10, 16 кріпиться амортизатор 11. За допомогою гвинтів 12, 17 встановлюється необхідний кут нахилу амортизатора 11. Пристроєм 23 регулювання амплітуди коливань виставляється необхідна величина ходу штока амортизатора 11. Потім фіксується положення верхньої плити 7 фіксаторами 8, нижня плита 13 не фіксується і має можливість вільного переміщення по напрямних 2. Після цього подається напруга на електродвигун 24, який передає обертовий момент маховика 22 через передавальний механізм 25 і вал з буксой 26. При обертанні маховика 22 корпусу амортизатора 11 повідомляється зворотно-поступальний рух.

4. Для випробувань амортизатора при вимушених, що імітують умови експлуатації коливаннях з допомогою змінних ексцентриків в опорах 9, 15 фіксаторами 10, 16 кріпиться амортизатор 11. За допомогою гвинтів 12, 17 встановлюється необхідний кут нахилу амортизатора 11. В залежності від розміру встановленого амортизатора 11 проставками 19 узгоджується довжина пружних елементів 18 з довжиною амортизатора 11. Маховик 22 демонтується і на вал привода встановлюється ексцентрик 27. На місце верхньої головки шатуна 21 ставиться ролик 28, контактує з ексцентриком 27. Потім фіксується положення верхньої плити 7 фіксаторами 8, нижня плита 13 не фіксується і має можливість вільного переміщення по напрямних 2. Потім за допомогою привода обертаючий момент передається ексцентрику 27, а амортизатору 11 повідомляється рух (закон руху визначається профілем ексцентрика).

Вихідні сигнали з тензодатчика 29, датчика лінійних переміщень і датчика температури реєструються комп'ютером.

5. Для визначення амплітудно-частотної характеристики подрессоренной маси при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях в опорах 9, 15 фіксаторами 10, 16 кріпиться амортизатор 11. За допомогою гвинтів 12, 17 устан проставками 19 узгоджується довжина пружних елементів 18 з довжиною амортизатора 11. В середньому положенні амортизатор утримується пружними елементами 18. Фіксатори 5 пластини 3 послаблюються (для забезпечення вільного переміщення пластини по напрямних 2). Вантаж 6 регулюється по масі (подрессоренная маса). Верхня 7 і нижня 13 плити не фіксуються і мають можливість вільного переміщення по напрямних 2. Пластина 3 і верхня плита 7 скріплюються між собою, наприклад, скобами (не показано). Пристроєм 23 виставляється необхідна величина ходу штока амортизатора 11. Система, що складається з пластини 3, вантажу 6, верхній 7 і нижній 13 плит разом з пружними елементами 18 і амортизатором 11, при включеному приводі спадає на коливальний рух.

Вихідні сигнали з тензодатчика 29, датчика лінійних переміщень і датчика температури реєструються комп'ютером.

6. Для визначення амплітудно-частотної характеристики подрессоренной маси при вимушених, що імітують умови експлуатації коливаннях з допомогою змінних ексцентриків стенд готується таким же чином, як і в пункті 5, за винятком виставлення величини ходу штока амортизатора механізмом 23. Потім демонтується маховик 22, на вал привода встановлюється ексцентрик 27. На місце верхньої головки шатуна 21 13 плит разом з пружними елементами 18 і амортизатором 11, при включеному приводі спадає на коливальний рух.

Вихідні сигнали з тензодатчика 29, датчика лінійних переміщень і датчика температури реєструються комп'ютером.

7. Ресурсні випробування проводяться таким же чином, як і в пп.3, 4 (при цьому повинно бути забезпечене не менше 2 млн циклів коливань).

На стенді також, є можливість проведення форсованих ресурсних випробувань (при підвищених навантаженнях і частотах коливань амортизатора).

Розроблений стенд дозволяє проводити наступні види випробувань:

1) при вільних затухаючих коливань методом силового впливу;

2) при вільних затухаючих коливань методом скидання вантажу;

3) при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях з допомогою кривошипно-повзунного механізму;

4) при імітації умов експлуатації з допомогою змінних ексцентриків;

5) при вимушених, близьких до синусоїдальним коливаннях для визначення амплітудно-частотної характеристики подрессоренной маси;

6) при вимушених коливаннях, що імітують умови експлуатації з допомогою змінних ексцентриків, для визначення амплітудно-частотної характеристики подрессоренной маси;

7) ресурсні (або форсирова�змогу виявити конкретну несправність амортизатора.

На стенді передбачена можливість:

- контролю зміни робочих зусиль амортизатора;

- контролю температури нагріву амортизаційної рідини;

- контролю переміщення;

- регулювання частоти і амплітуди в широкому діапазоні як при випробуваннях з кривошипно-ползунним механізмом, так і ексцентриками;

- регулювання кута нахилу амортизатора до вертикалі;

- установки амортизаторів різних розмірів.

Універсальний стенд для випробувань гасителів коливань, у порівнянні з відомими технічними рішеннями, дозволяє моделювати різні режими роботи гасителів коливань і поєднувати в собі різні способи їх випробувань (статичні, динамічні, імітація умов експлуатації, випробування при вільних затухаючих коливань, ресурсні випробування, випробування при різних кутах нахилу амортизатора до вертикалі, випробування при вимушених коливаннях з подрессоренной масою, вібраційні випробування, імпульсні випробування тощо), проводити стандартні випробування амортизаторів [5], підвищити ефективність випробувань і дати об'єктивну оцінку роботи амортизаторів. Також запропоноване технічне рішення може бути використане для контролю гасителів коливань �і, отже, дозволяє скоротити витрати грошових коштів, час, що витрачається на випробування амортизаторів і робочу площу, так як відпадає необхідність придбання кількох стендів для різних видів випробувань амортизаторів.

В даний час розроблений на кафедрі автомобільного транспорту Бийского технологічного інституту (філії) ФГБОУ ВПО «Алтайський державний технічний університет ім. І. в. Ползунова» універсальний стенд для випробувань гасителів коливань успішно пройшов лабораторні випробування і впроваджено у навчальний процес і практику наукової діяльності кафедри.

Джерела інформації

1. Арінін, І. Н. Діагностування технічного стану автомобіля. - М: Транспорт, 1978. - 112 С..

2. Авторське свідоцтво №1767382.

3. Патент РФ №2409807.

4. Авторське свідоцтво №1350527.

5. ГОСТ Р 53816-2010. Амортизатори гідравлічні телескопічні.

Універсальний стенд для випробувань гасителів коливань, що містить підставу, направляючі, повний привід, встановлюються з можливістю заміни один на одного кривошипно-ползунний механізм або змінні ексцентрики різних форм і розмірів, призначені для імітації умов експлуатації і контактиру�я кріплення гасителя, знімні пружні елементи, пластину з вантажем, силоизмерительное пристрій, П-подібний корпус кріплення верхньої головки шатуна або ролика, що контактує з ексцентриком, що відрізняється тим, що опори для кріплення гасителя встановлені з можливістю переміщення уздовж плит, а пружні елементи встановлені з можливістю узгодження довжини з довжиною гасителя, плити і пластина з вантажем розташовані на вертикальних напрямних і забезпечені фіксаторами положення.



 

Схожі патенти:

Стенд для випробування елементів передньої підвіски легкових автомобілів

Винахід відноситься до випробувальної техніки

Спосіб і пристрій для тестування амортизаторів

Винахід відноситься до засобів діагностики колеса повітряного судна

Спосіб діагностики амортизаторів в підвісці транспортного засобу

Винахід відноситься до способів визначення ефективності амортизаторів транспортних засобів

Стенд для випробування гідравлічних амортизаторів

Винахід відноситься до пристроїв для випробування амортизаторів

Пристрій для імпульсного впливу на динамічну систему автомобіля

Винахід відноситься до пристроїв для випробування транспортних засобів, зокрема до пристроїв для випробування підвіски транспортного засобу з пневматичними шинами

Спосіб визначення характеристик багатошарових амортизаторів при вібраційному впливі

Винахід відноситься до галузі випробувань амортизаторів і може бути використано при проектуванні вібраційної захисту різних технічних систем та пристроїв

Стенд для випробування елементів підвіски автотранспортних засобів

Винахід відноситься до машинобудування

Стенд для випробування провідних осей автомобіля

Винахід відноситься до галузі транспортного машинобудування, а саме до методів стендових випробувань підвіски автомобіля, і може бути використано, зокрема, при діагностиці провідних осей, переважно передньопривідних автомобілів, в умовах автосервісу

Спосіб визначення характеристик амортизаторів при вібраційному впливі

Винахід відноситься до галузі випробувань амортизаторів і може бути використано при проектуванні вібраційної захисту різних технічних систем та пристроїв
Up!