Стенд испытания трансмиссий

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к испытательной технике и предназначено для проведения всесторонних испытаний трансмиссий с бесступенчатыми механизмами поворота. Стенд включает гидравлическую систему, автоматизированную систему управления, силовую систему, устройство защиты, кинематическую систему, включающую механизм загрузки крутящим моментом, а также снабжен связанными между собой автоматизированной системой управления нагрузочными машинами, с возможностью обеспечения отдельных узлов трансмиссии нагрузками, соответствующими эксплуатационным, при этом кинематическая система выполнена механически разомкнутой и содержит не менее 5 кинематических цепей. Технический результат - расширение функциональных возможностей стенда за счет независимых разомкнутых кинематических цепей для обеспечения соответствующими нагрузками каждого из узлов трансмиссий (включая механизмы поворота различного типа). Применение полезной модели позволяет проводить испытания и отработку трансмиссий машин различного назначения и типа, в одинаковых условиях на одном стенде. 1 ил.

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к испытательной технике и предназначено для проведения всесторонних испытаний (диагностических, приемосдаточных, ресурсных) трансмиссий с бесступенчатыми механизмами поворота быстроходных транспортных машин.

Известен стенд для испытаний трансмиссий (патент РФ на изобретение 2474803, кл. G01M 13/02, приоритет: 26.08.2011 г., опубликовано: 10.02.2013 г., бюллетень. 4), включающий кинематическую и гидравлическую системы, автоматизированную систему управления, силовую систему и устройство защиты от разрушения, работающее по принципу «слабого звена». Кинематическая система выполнена механически замкнутой и содержит две кинематические цепи с замыкающими редукторами с возможностью воспроизведения скоростей вращения испытуемых узлов хвостовой части трансмиссии вертолета, соответствующих эксплуатационным, кинематическая система включает механизм загрузки крутящим моментом, выполненный в виде зубчатой передачи, обеспечивающей заданные величины крутящих моментов, соответствующих эксплуатационным, а силовая система выполнена с возможностью воспроизведения радиальных и осевых сил, действующих на вал рулевого винта хвостового редуктора трансмиссии вертолета, соответствующих эксплуатационным, и включает механически связанные опору, винтовые механизмы, механизмы загрузки радиальными и осевыми силами с соответствующими датчиками силы.

Недостатком указанного стенда является ограниченные возможности для создания высоких моментов сопротивления из-за отсутствия нагрузочных машин, например в виде обратимых электромашин с возможностью обеспечения отдельных узлов трансмиссии нагрузками, соответствующими эксплуатационным. Стенд не предусматривает создание внешних крутящих моментов на рулевом винте помимо созданных инерционными массами крутящих моментов самого механизма (силовая система известного стенда выполнена с возможностью воспроизведения только радиальных и осевых сил), что связано с особенностями работы рулевого винта в воздухе, где малое сопротивление внешней среды при испытаниях можно не учитывать. В связи с кинематической замкнутостью системы отсутствует принципиальная возможность нагружения выходных соответствующими эксплуатационным.

Сущность полезной модели поясняется чертежом фиг. 1, где изображена схема кинематической системы заявляемого стенда.

Кинематическая система стенда испытания трансмиссий с бесступенчатыми механизмами поворота быстроходных транспортных машин в данном исполнении включает механизм загрузки крутящим моментом 1, основные нагрузочные машины 2, согласующие редуктора системы нагружения 3, нагрузочные машины вспомогательных приводов испытываемой трансмиссии 5, 6, , n.Связывает все элементы кинематической системы автоматизированная система управления 7.

Работа стенда осуществляется в следующей последовательности. На стенд устанавливается и закрепляется трансмиссия 4 с установленным датчиковым оснащением, к ней осуществляется подключение механизма загрузки крутящим моментом 1, а также подключение автоматизированной системы управления 7. Затем, в зависимости от типа и задач испытаний трансмиссий, осуществляется подключение нагрузочных машин 2 через согласующие редуктора 3, также может быть осуществлено подключение нагрузочных машин вспомогательных приводов 5, 6, , n и тд.

При запуске стенда механизм загрузки крутящим моментом 1 под управлением автоматизированной системы управления 7 осуществляет подвод крутящего момента, который имитирует работу силовой установки при запуске двигателя. В тоже время в нагрузочных машинах 2 создается минимальное сопротивление (нагружающий момент), соответствующее сопротивлению отключенных движителей реальной машины на стоянке (инерционная составляющая). Таким образом, фактически обеспечиваются параметры работы стенда, имитирующие реальные условия эксплуатации машины при запуске двигателя.

Дополнительно установленные и подключенные нагрузочные машины вспомогательных приводов 5, 6, , n полностью имитируют все системы реальных машин, при этом возможность изменения количества подключенных приводов (от 0 до n - необходимого количества) позволяет испытывать на стенде трансмиссии машин различного назначения и типа в широком диапазоне реализуемых мощностей и не зависеть от элементов (в прототипе - винтов) различными рассогласованными моментами.

Задачами, на решение которых направлена настоящая полезная модель являются расширение функциональных возможностей стенда для обеспечения соответствующими нагрузками каждого из узлов трансмиссий (включая механизмы поворота различного типа), имитирующими реальные условия эксплуатации, а так же для проведения всесторонних испытаний (исследовательских, диагностических, приемосдаточных и ресурсных).

Например, при повороте транспортной машины на грунте, когда крутящий момент на бортовых редукторах соответственно левого и правого бортов машины отличается в десятки раз, это обстоятельство требует определенного подхода при создании нагрузочных элементов (машин) стенда.

Кроме того для управления внешними системами (системой охлаждения, системой включения/выключения вентиляторов по заранее заданным алгоритмам), управления крутящим моментом силовой установки так же требуются специальные управляемые нагрузочные машины.

Для снижения затрат на проведение испытаний узлов транспортной машины, имеющих ограниченный ресурс работы, например, силовой установки, гусеничного движителя, необходимо предусмотреть возможность для проведения ресурсных испытаний вне машины, т.е. осуществить такие испытания на стенде.

Кроме того для проведения сравнительных испытаний важно обеспечить одинаковые условия эксперимента, не зависящие от человеческого фактора, как при испытании транспортных машин в пробеге, т.е. когда условия эксперимента зависят от психофизического состояния механика водителя, выбора им передачи, траектории движения по трассе при маневрировании, эффективности торможения).

Технический результат достигается тем, что стенд испытания трансмиссий, включающий гидравлическую систему, автоматизированную систему управления, силовую систему, устройство защиты от разрушения, работающее по принципу «слабого звена», кинематическую систему, включающую механизм загрузки крутящим моментом в виде зубчатой передачи, обеспечивающей заданные величины крутящих моментов и скоростей вращения испытуемых узлов трансмиссии, соответствующих эксплуатационным, а также согласно полезной модели, дополнительно стенд снабжен связанными между собой автоматизированной системой управления нагрузочными машинами (например, обратимыми электромашинами) с возможностью обеспечения отдельных узлов трансмиссии нагрузками, конструктивных отличий (количества выходных валов вспомогательных приводов). При этом кинематическая система выполнена механически разомкнутой и содержит более 5 кинематических цепей, одна из которых связана с механизмом загрузки крутящим моментом, вторая и третья через согласующие редукторы - с нагрузочными машинами, имитирующими нагружение от движителей, четвертая и пятая - с нагрузочными машинами, имитирующими работу внешних приводов, например, системы охлаждения.

После запуска всех систем автоматизированная система управления 1 осуществляет контроль и управление параметрами работы как самой трансмиссии 4, так и нагрузочными машинами 2, 5, 6, , n. Запускается управляющая программа воспроизведения скоростей вращения испытуемых узлов трансмиссии, крутящих и нагружающих моментов на стенде в соответствии с выбранной трассой. Стенд выходит на рабочий автоматический режим испытаний. Нагрузочные машины 2, 5, 6, , n работают независимо друг от друга и обеспечивают необходимые различные нагружающие моменты, имитирующие режимы работы (эксплуатации) машины: разворот, торможение, разгон, переключение передач, преодоление преград, движение по трассам с различными грунтовыми условиями.

В зависимости от выбранной программы осуществляются следующие типы испытаний: исследовательские, диагностические, приемосдаточные или ресурсные. Помимо программного управления стенд позволяет осуществить ручное управление параметрами, что позволяет исследовать внештатные режимы работы трансмиссий (отказ движителей, заклинивание приводов и др.).

Проведенные на стенде исследовательские и диагностические испытания позволили еще до начала полевых испытаний машины оценить ее динамические возможности, отработать трансмиссию и алгоритмы ее управления. Сам подход к созданию стенда с незамкнутыми независимыми кинематическими цепями значительно расширил возможности по проведению испытаний и отработке трансмиссий машин различного назначения и типа, в одинаковых условиях на одном стенде.

Стенд испытания трансмиссий, включающий гидравлическую систему, автоматизированную систему управления, силовую систему, устройство защиты от разрушения, работающее по принципу "слабого звена", кинематическую систему, включающую механизм загрузки крутящим моментом в виде зубчатой передачи, обеспечивающей заданные величины крутящих моментов, соответствующих эксплуатационным, кинематические цепи с редукторами с возможностью воспроизведения скоростей вращения испытуемых узлов трансмиссии, соответствующих эксплуатационным, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен связанными между собой автоматизированной системой управления механизмами загрузки крутящим моментом с дополнительными нагрузочными машинами, например в виде обратимых электромашин с возможностью обеспечения отдельных узлов трансмиссии нагрузками, соответствующими эксплуатационным, при этом кинематическая система выполнена механически разомкнутой и содержит по крайней мере пять кинематических цепей, одна из которых связана с приводной машиной, вторая и третья через понижающие редукторы - с нагрузочными машинами, обеспечивающими крутящие моменты, соответствующие эксплуатационным и независящим друг от друга, 4,5,..., n - с нагрузочными машинами, имитирующими работу внешних приводов, например, системы охлаждения.

РИСУНКИ