Стенд для испытаний рулевых механизмов

 

Изобретение относится к испытаниям, контролю функциональных свойств и диагностике неисправностей агрегатов транспортных машин, а именно к испытанию автомобильных рулевых механизмов. Цель изобретения - повышение производительности испытаний. Стенд содержит основание 1 для жесткого закрепления на нем испытываемого рулевого механизма, инерционную массу 37, упругий торсион 2 для соединения соответственно с валом сошки и входным валом рулевого механизма и снабжен дополнительным валом и двумя механизмами нагружения, каждый из которых содержит упругий торсион 2, 3, имеющий на одном конце цилиндрическую полумуфту 10, 11, а на другом устройство регулирования его длины, оснащенное приводом, электромагнитный клапан источника 14, 15 сжатого воздуха и фрикционную муфту 12, 13, корпус которой закреплен на основании стенда, а ведомая ее часть жестко посажена на полый вал 18, 19, имеющий на конце цилиндрическую полумуфту, силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем, червячное колесо которого жестко связано с полым валом 18, 19. При работе стенда устраняются операции по разборке и сборке стенда и автоматизируется процесс испытаний. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU»15486

А1 (51)5 С 01 М 17 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВЬ.,; "

H ABTOPCH0 4

MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ РУЛЕВЫХ

МЕХАНИЗМОВ (21) 4374680/31-11 (22) 04.01.88 (46) 07.03.90. Бюл . - 9 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) П.А.Кравченко (53) 629.113.014.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 873011, кл. С 01 М 17/06, 1973. (57) Изобретение относится к испы-. таниям, контролю функциональных свойств и диагностике неисправностей агрегатов транспортных машин, а именно к испытанию автомобильных рулевых механизмов. Цель изобрете1548693 ния — повышение производительности испытаний. Стенд содержит основание

1 для жесткого закрепления на нем испытываемого рулевого механизма, инерционную массу 37, упругий торсион 2 для соединения соответственно с валом сошки и входным валом рулевого механизма и снабжен дополнительным валом и двумя механизмами 10 нагружения, каждый из которых содер жит упругий торсион 2, 3, имеющий

1 на одном конце цилиндрическую полу муфту tO 11 а на другом устройст1, во регулирования его длины, оснащенИзобретение относится к области испытаний, контроля функциональных свойств и диагностики неисправностей агрегатов транспортных машин, а именно к испытанию автомобильных рулевых механизмов. 25

Цель изобретения — повышение производительности испытаний.

На фиг.I представлена принцнпи— альная схема стенда для испытания, рулевых механизмов; на фиг.2 — схема

1, подпружиненного фиксатора с электромагнитным управлением и концевым выключателем электродвигателя; йа, фиг. 3 — схема соединения датчиков

Э В длины упругих торсионов

D D давлений в воздушных полостях торсидной фрикционной муфты или прохождения тока в управляющих обмотках электромагнитной муфты и ав1 томатической системы настройки их

40 значений.

Стенд состоит из основания 1 (на схеме условно обозначено заделкой) с закрепленным на нем испытуемым

pyIIeBbIM механизмом (1 И) и двух ме 45 ханнэмов нагружения, каждый из которых содержит следующие элементы: упругий торсион 2 и 3, один конец которого для регулирования его дли50 ны, а следовательно, и жесткости соединен с основанием стенда через автономный дистанционно управляемый следящий привод1в частности через электромеханический привод шлицевой конец торсиона 2 и 3 — шлицевои конец

55 подвижной трубы 4 и 5 с установленными на ней электродвигателем 6 и 7 и редуктором 8 и 9, электрический ное приводом, электромагнитный клапан источника 14, 15 сжатого воздуха и фрикционную мафту 12, 13,корпус которой закреплен на основании стенда, а ведомая ее часть жестко посажена на полый вал 18, 19, имеющий на конце цилиндрическую полумуфту, силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем, червячное колесо которого жестко связано с полым валом 18, 19. При работе стенда устраняются операции по разборке и сборке стенда и автоматизируется процесс испытаний. 3 ип. потенциометрический датчик D1 и D на выходном валу редуктора, шестерню, находящуюся в зацеплении с неподвижной зубчатой рейкой, связанной с основанием стенда. Другой конец торсиона 2 и 3 связан с внутренней цилиндрической полумуфтой 10 и 11 дистанционно управляемую тормозную муфту 12 и 13, в частности фрикционную управляемую сжатым воадухом от внешнего источника 14 и 15 через клапан с электромагнитным управлением, с корпусом, закрепленным на основании стенда, и электрическим ! потенциометрическим датчиком давления В и D установленным в воздушной полости муфты (датчиком управляющего тока в электромагнитной муфте) . Ведомая часть муфты 16 и 17 жестко посажена на полый вал 18 и 19, установленный на подшипниках в ступице в неподвижной части тормозной муфты и связанный выходным концом с второй внутренней цилиндрической по.-. лумуфтай 20 и 21, а внутри вала выполнена подшипниковая опора упругого торсиона 2 и 3;

t силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем 22 и 23, червячное колесо которого жестко связано с полым валом 18 и 19 тормозной муфты„ а его корпус 24 и 25 установлен на нем на подшипниках и снабжен подпружиненными фиксаторами

26 и 27 с электромагнитным управлением, установленными на его фланце

28 и 29 перпендикулярно торцевой поверхности корпуса тормозной муфты

15486

5 (фиксаторы выполнены по известной схеме фиг.2: шток 30, расположенный в корпусе 31 и отжатый пружиной

32 в крайнее верхнее положение, катушка 33 электромагнита, сердечник которого выполнен за одно целое со штоком фиксатора, пластина 34 для выключения концевым выключателем 35 электродвигателя 22 и 23 червячного редуктора); инерционную массу 36 и 37, расположенную на полом валу в подшипниковых опорах 38 и 39 и связанную с третьей внутренней цилиндрической полумуфтой 40 и 41, вал 42, соединенный с валом сошки 43 рулевого механизма, и дополнительный вал 44, соединенныи с ведущим его валом — оба расположены 20 внутри полых валов инерционных масс

36 и 37 и имеют на своих свободных концах, установленных в подшипниках, внешние цилиндрические полумуфты 45 и 46. В ступицу каждой из полумуфт 25 встроена корректирующая червячная пара с приводным электродвигателем

47 и 48, а на ее наружной поверхности установлены подпружиненные фиксаторы 49 и 50, конструкция которых аналогична описанным (фиг.2).

При этом на всех трех внутренних цилиндрических полумуфтах 10 и 11, 20 и 21, 40 и 41 выполнены отверстия, диаметры которых равны диаметрам штоков 30 подпружиненных фиксаторов, а оси отверстий совпадают с осями фиксаторов.

Дополнительный вал 44 снабжен дистанционно управляемой муфтой, например, в виде фрикционного тормоза

51 с электромагнитным управлением для блокировки вала с основанием и обеспечения при включенном электродвигателе 47 и 48 проворачивания внешней цилиндрической полумуфты

45 и 46 относительно ее ступицы при поиске положения полумуфты, обеспечивающего попадание штоков 30 ее фиксаторов в отверстия одной из трех соединяемых с ней внутренних цилиндрических полумуфт 10, 20, 40 или

11,. 21, 4 1. На упругих торсионах установлены измерительные тензодатчики Э и 0 крутящих моментов, а на валах 42 и 44, связанных с валами испытуемого рулевого механизма, измерительные тензодатчики и потенциометрические датчики D< и D< yr93 6 ловых перемещений. На валу 42, кроме того, установлен датчик D> «редельного угла поворота вала сошки, Датчики D, †; D кроме функций измерения выполняют и функции элементов электрических мостовых схем (фиг.3), обеспечивающих дистанционное управление стендом по схеме. Каждый из датчиков соединен со своим задающим потенциометром 52, а в измерительные диагонали моста включены катушки 53 электрoMarнитных реле Р, контакты 54 которых включены, соответственно, в цепи питания электродвигателя 6 и 7 (фиг.3) и электромагнитного клапана питания тормозной муфты от источника 14 и 15 сжатого воздуха.

Задающие потенциометры 52, включатели цепей питания электродвигателей и электромагнитов подпружиненных фиксаторов, выходы измерительных датчиков и датчика предельного угла D - выведены на пульт управления стенда по схемам, обеспечивающим автоматизированный режим настройки параметров стенда и задания программы испытаний, а также режим полностью автоматизированный, когда выходы всех указанных цепей питания, измерения и контроля через интерфейсный блок стыкуются с управляющей ЭВК.

Работа стенда осуществляется следующим образом.

Исходное состояние: все три внутренние цилиндрические полумуфты разьединены с внешними, все потребители электроэнергии обесточены, давление в тормозных муфтах равно атмосферному (управляющий ток в электромагнит-.. ной муфте равен нулю). После уста новки на стенд. испытуемого рулевого механизма и соединения его с валом

42 и дополнительным валом 44 либо вручную с пульта, либо программой, записанной в 3ВМ, реализуется любая последовательность определения его характеристик, Пример. Воспроизводится режим колебания инерционной массы 37 со стороны вала сошки 43 на упругом торсионе 2 для получения переходных характеристик, характеристик жесткости и демпфирования со стороны вала сошки. Предварительно устанавливается требуемое значение жесткости торсиона настройкой задающего

1548693

««отенциометра в схеме с датчиком D который обеспечивает "отслеживание"

« месте с системой труба 42 — элект1«одвигатель 6 — редуктор 8 "задан5

« ой" длины торсиона. Включением

:электромагнитов Т муфты 51 блоки««овки дополнительный вал 44 блокиру« тся с основанием стенда„С включением электромагнитов фиксаторов, рас- f Q

«оложенных на внешней цилиндрической олумуфте 45 в одной плоскости с плосостью внутренней цилиндрической поумуфты 10 торсиона, и одновременным выключением питания электродвигателя

47 внешняя полумуфта 45 вращается . атносительно ступицы замкнутой муф1

1ой 51 на основание стенда, осуществляя поиск соосного расположения осей отверстий и фиксаторов, после

« хода штоков 30 фиксаторов в отверс «!ие полумуфты 10 электродвигатель

«1ластиной 34 и концевым выключателем с«тключается от питания. Создается

««ебольшая величина тормозного момен- 25 та в представленной схеме созданием

««збыточного давления в воздушной

««олости тормозной муфты 13 (поворот движка задающего потенциометра 52-разбаланс мостовой схемы (фиг.3) — 30

1 появление напряжения на обмотке 53 реле — замыкание контактов 54 в цепи

««итания обмотки электромагнитного кла «ана источника 15 сжатого воздуха— ост движения в воздушной полости рикционной муфты — изменение полоения движка потенциометра датчика давления D до момента балансиров и мостовой схемы и прекращения пиФания муфты сжатым воздухом).

Наличие небольшой величины тормозного момента обеспечивает блокировку червячного колеса редуктора 25 с no.««bm валом 19 и через муфту с основа ««ием стенда. Включается питание элек- 45 тродвигателя 23 и электромагнитов 27 фиксаторов. Вращение корпуса 25 редуктора вместе с фланцем 29 и фиксаторами обеспечивает поиск отверстий на торцевой части муфты и ввод в них штоков 30 фиксаторов. В момент ввода фиксаторов в отверстия электродвигатель 23 отключается, а корпус 25 редуктора оказывается сблокированным с основанием стенда через корпус тарБ мозной муфты 13.

Дв«;кком задающего потенциометра

52 сбрасывается давлени-.: в воздушной полости тормозной муфты l3. Освобождается от связи с основанием стенда дополнительный вал 44 отключением питания электромагнитов муфты 51. Потенциометром D9 устанавливается требуемый угол поворота вала 43 сошки— мостовой схемой, аналогичной описанной схеме (фиг ° 3). Контакты реле, также включенного в ее диагональ, расположены в цепи питания электродвигателя 23 последовательно с замкнутыми (в исходном положении) контактами концевого выключателя 35.

Включается питание электродвигателя

48 и обмоток подпружиненных фиксаторов 50. Аналогично описанной схеме соединения внутренней попумуфты торсиона 2 с внешней полумуфтой 45 происходит соединение внутренних полумуфт 41 инерционной массы 37 и 21 силового червячного редуктора с внешней полумуфтой 46. Включением питания электродвигателя 23 силовой червячный редуктор 25 через муфту 46 отклоняет от нейтрального (исходного) положения инерционную массу 37, одновременно через испытуемый рулевой механизм, дополнительный вал 44 и связанные цилиндрические полумуфты

45 и 10 закручивая торсион 2.

По достижении угла отклонения инерциснной массы заданного (датчиком D ) его значения электродви9 гатель обесточивается. Одновременно обесточиваются и катушки фиксаторов полумуфты 46, которые соединяли ее с полумуфтой 21. Полумуфты размыкаются. С этого момента инерционная масса 37 совершает свободные затухающие колебания, процесс которых либо записывается на осциллограф, либо дискретно запоминается и обрабатывается в управляющей ЭВМ. По окончании процесса колебаний задается требуемая величина тормозного момента в муфте 12 (созданием определенного уровня давления в ней), инерционная масса 37 разъединяется с валом 42 обесточиванием катушек фиксаторов, расположенных на внешней полумуфте

46, а цилиндрические полумуфты 21 и 46 вновь замыкаются. С .полумуфтой 45 разъединяется полумуфта 10 торсиона 2 и соединяется полумуфта

20, связанная с подвижной частью барабаном 16 тормозной муфты 12.

Датчиком Пэ вновь настраивается предельный угол поворота вала сошки °

Включением электродвигателя 23 чер93 10

9 1.5486 вячного редуктора 25 обеспечивается равномерное вращение валов, соединяющих редуктор с барабаном 16 тор" мозной муфты до тех пор пока датУ

5 чик D не обесточит электродвигатель

23. При записи показаний датчиков

В Ю обеспечивается получение характеристик потерь на трение в РМ при передаче движущего момента со стороны вала сошки и статической. чувствительности нагруженного PMi.

Опыт повторяют при различных давлениях в муфте 16. При отсутствии в ней давления определяют характерис- 15 тики кинематической чувствительности.

Аналогично строится эксперимент для определения характеристик PM для режима передачи движущего момента со стороны входного вала РИ. Полный на- 20 бор характеристик РМ, обеспечивающий получение оценки всей совокупности

его функциональных свойств, на стенде может быть получен за одну установку испытуемого образца PMi при устра- 5 нении операций .сборки и разборки и полной автоматизации всего процес- . са испытаний по заранее выбранной программе: от задания параметров упругих торсионов и тормозных муфт 3О изменения структуры силовой части стенда в любой комбинации образующих

его элементов, до съема, обработки информации и выдачи итогового документа.

Формула изобретения

Стенд для испытания рулевых ме- ханизмов, содержащий основание для жесткого закрепления на нем испытуемого рулевого механизма, вал сошки которого жестко соединен с валом, соосно с которым расположена инерционная масса, и торсион для соединения с ведущим валом испытуемого рулевого механизма, один конец которого соединен с основанием стенда, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности испытаний, стенд снабжен дополни- . тельным валом и двумя механизмами нагружения, каждый из которых содержит упругий торсион, одним концом соединенный с основанием стенда через автономный дистанционно управляемый следящий привод настройки его рабочей длины, а другим - с внутренней цилиндрической полумуфтой, дистанционно управляемую тормозную муфту, корпус которой закреплен на основании, а ее ведомая часть жестко насажена на полый вал, выходным концом связанный с второй внутренней цилиндрической полумуфтой, силовой червячный редуктор с приводным электродвигателем, .червячное колесо которогэ связано с полым валом тормозной муфты жестко, а его корпус установлен на нем на подшипниках и снабжен подпружиненными фиксаторами с электромагнитным управлением, установленными на его фланце перпендикулярно торцевой поверхности корпуса тормозной муфты, инерционную массу,, расположенную в подшипниковых опорах и связанную с третьей внутренней цилиндрической полумуфтой, нри этом на всех внутренних цилиндрических полумуфтах выполнены радиальные отверстия, а на сопрягаемых с ними внешних цилиндрических полумуфтах, установленных на валу, соединенном с валом сошки, и дополнительном валу расположены фиксаторы с электромагнитным управлением, причем в ступицу каждой внешней полумуфты встроена корректирующая червячная пара с приводным электродвигателем, а дополнительный вал снабжен дистанционно управляемой муфтой его блокировки с основанием стенда.

1548693

Составитель В.Ионова

PедактоР В.Данко ТехРед JI.Сердккова Корректор Л. Бескид

i.нраж 440

Заказ 137

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101