Экспериментальная установка механические соединения

 

Полезная модель относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использована в учебном процессе, при проведении лабораторных работ и практических занятий, а также курсового проектирования по общеинженерным дисциплинам в высших и средних специальных учебных заведениях. Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении лабораторных и практических работ по общеинженерным дисциплинам путем применения в учебном процессе лабораторного малогабаритного стенда с информационно-измерительной системой, состоящего из сварной призматической плиты с регулируемыми ножками и набора деталей, позволяющего моделировать шпоночное, клеммовое, резьбовое и заклепочное соединения. Экспериментальная установка имеет в своем составе плиту, которая устанавливается на лабораторный стол при помощи регулируемых по высоте ножек с резиновыми накладками. На станине посредством болтового соединения установлены два кронштейна имеющие соосные цилиндрические отверстия, на базе которых монтируются исследуемые механические соединения. Данная полезная модель позволяет повысить эффективность лабораторных работ путем применения универсального лабораторного стенда, который позволяет проводить комплекс экспериментальных исследований различных видов механических соединений на едином основании, а также за счет повышения точности проводимых измерений путем применения измерительно-информационной системы с датчиками со встроенным цифровым выходом.

Полезная модель относится к области учебно-научного лабораторного оборудования и может быть использована в учебном процессе при проведении лабораторных работ и практических занятий, а также курсового проектирования по общеинженерным дисциплинам в высших и средних специальных учебных заведениях.

Наиболее близким решением к заявляемой полезной модели является экспериментальная установка, которая состоит из станины с размещенными на ней узлами модельного соединения и нагружения. В станине имеется ряд крепежных отверстий и пазов, что позволяет поочередно монтировать детали и узлы для проведения исследований. Станина в нижней части имеет уголки с отверстиями для закрепления на лабораторном столе. Сбор и обработка результатов измерений осуществляется автоматизировано путем съема информации с первичных преобразователей через АЦП с выводом результатов на персональный компьютер (см. Патент РФ на полезную модель 91304 опубликовано 10.02.2010).

Недостатком данной установки является тот факт, что станина не имеет дополнительных средств регулировки положения и защиты от механических помех при подготовке и во время проведения эксперимента. Кроме того, данное техническое решение предполагает использование в системе нагружения червячного редуктора и применение системы сбора информации, основанной на использовании первичных преобразователей без встроенного АЦП, что приводит к более сложной схеме коммутации и введении дополнительных блоков в схему.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении эффективности проведения лабораторных и практических работ по общеинженерным дисциплинам путем применения в учебном процессе универсальной лабораторной экспериментальной установки.

Поставленная задача достигается тем, что экспериментальная установка посредством универсальной сварной призматической плиты на которой смонтированы два кронштейна с соосно расположенными втулками и система нагружения может быть быстро переоборудована на требуемый для исследования вид механического соединения. За счет регулируемых ножек с упругими накладками устраняются дополнительные механические помехи, а результаты проведенных исследований фиксируются измерительно-информационной системой при помощи датчиков со встроенным цифровым выходом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1, 2 изображен общий вид сварной призматической плиты экспериментальной установки, на фиг.3, 4, 5, 6 - общий вид экспериментальной установки в сборке для исследования шпоночного и клеммового соединения, на фиг.7, 8, 9 - общий вид экспериментальной установки в сборке для исследования резьбового соединения, на фиг.10, 11 - общий вид экспериментальной установки в сборке для исследования заклепочного соединения.

Экспериментальная установка состоит из плиты (фиг.1), которая устанавливается на лабораторный стол при помощи регулируемых по высоте ножек с упругими накладками 4. На плите посредством болтового соединения 5 установлены два кронштейна 2 и 3, имеющих соосные цилиндрические отверстия. Исследуемое шпоночное соединение (фиг.3) моделируется с помощью модельного вала 3 и ступицы 4 испытуемая шпонка из заданного материала устанавливается в соответствующие пазы. Клеммовое соединение моделируется между двумя полу клеммами 13, 14 и втулкой 4, при этом устанавливается стальная шпонка. Нагружение соединения производится с помощью рычага 2 установленного на модельном валу посредством шлицевого соединения. Поворот рычага осуществляется с помощью талрепа состоящего из резьбовой втулки 8 и двух болтов 18 и 19. Принцип измерения основан на регистрации предельного момента среза шпонки. Первичным преобразователем является S-образный датчик со встроенным АЦП, регистрирующий усилие передаваемо через клемму на основание. В случае исследования клеммового соединения фиксируется предельный момент проворота клеммы относительно модельного вала. Датчиком 28 фиксируется сила сжатия полуклемм 13 и 14.

Модельное резьбовое соединение (фиг.7) образуется болтом 1 и гайкой 13. Соединяемые детали моделируются пластиной 6 и двумя датчиками сил 17, что позволяет непосредственно измерять осевую силу в болтовом соединении. Пластина 6 через тяги 9 связана с ответной тяговой пластиной 7, через которую на исследуемое болтовое соединение передается внешняя осевая сила. Для создания внешней осевой нагрузки используется вал с резьбой 2, который имеет возможность осевого перемещения создаваемого поворотом гайки 15. Принцип измерения основан на одновременном измерении осевой нагрузки в болтовом соединении и деформации болта датчиком перемещений 18, установленным в стойке 8.

Исследуемое заклепочное соединение (фиг.10) представляет собой соединение трех пластин 7 и 8.. Осевое нагружение заклепочного соединения осуществляется посредством болта 9. Принцип измерения основан на измерении осевой растягивающей силы датчиком силы 11.

Конструкция экспериментальной установки позволяет исследовать следующие механические соединения:

1. Шпоночное.

2. Клеммовое.

3. Резьбовое.

4. Заклепочное.

Экспериментальная установка работает следующим образом.

После монтажа требуемого механического соединения на основании, производится его силовое нагружение с одновременным измерением предельной нагрузки, при которой происходит потеря работоспособности исследуемого соединения. Экспериментальные показатели снятые посредством датчиков поступают на ЭВМ, где происходит их хранение и последующая обработка.

Установка для исследования механических соединений, состоящая из станины с размещенными на ней узлами модельного соединения и нагружения, отличающаяся тем, что станина выполнена в виде сварной призматической плиты с отверстием для крепления исследуемых элементов, установленной на четырех регулируемых ножках с упругими накладками, на плите смонтированы два кронштейна с цилиндрическими соосно расположенными втулками для установки исследуемых элементов, система нагружения представляет собой рычажно-винтовой механизм, а установка снабжена измерительно-информационной системой для сбора и обработки экспериментальных данных, содержащей датчики со встроенным цифровым выходом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к токарным станкам с СЧПУ

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности, к выращиванию растений в искусственных условиях и может быть использована при проведении экспериментов по светокультуре, а именно - получении экспериментальных данных о продуктивности растений в зависимости от условий облучения

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для проведения синхронных измерений параметров вибраций и шума, при осуществлении мониторинга параметров сложных технических систем в ходе их испытаний и эксплуатации, например, судов
Наверх