Способ определения сил трения в гидроцилиндрах и устройство для его осуществления

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕ НИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.07.79 (21) 2790993/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.04.82. Бюллетень ¹ 14 (45) Дата опубликования описания 15.04.82 (51) М.Кл з 601 N 19!02

G 01 L 1/00

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 620.178.162:

:624.042.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Синицын, М. С. Хейфец и Н. Я. Смирнова

В (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ ТРЕНИЯ

В ГИДРОЦИЛИНДРАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться для определения сил трения в уплотнениях гидравлических силовых цилиндров.

Известен способ измерения сил трения в подвижных уплотнениях.

Для реализации этого способа служит установка, содержащая гидроцилиндр уравновешенной конструкции, в которой помещают испытуемые уплотнительные кольца, устанавливая их в канавки, выполненные на плунжере, систему подачи в гидроцилиндр рабочей жидкости, гидропривод возвратно-поступательного движения и устройство для измерения величины силы трения (1), Недостатком указанного способа и установки, его реализующей, является то, что измеряются силы трения на лабораторных макетах гидроцилиндров, а не в натурных конструкциях гидроцилиндров.

Это не позволяет использовать данный способ и установку для измерения сил трения непосредственно на производстве.

Известен также способ определения силы трения в уплотнениях гидроцилиндров, заключающийся в нагру>кении статически уравновешенных поршней двух гидроцилиндров, штоки которых встречно соединены между собой, и измерении силы трения при перемещении поршней, и устройство для осуществления этого способа, содержа-. щее два гидроцилиндра, закрепленных в жесткой силовой раме, штоки которых встречно соединены между собой, и источник гидропитания (21.

Недостатком этого способа и реализующего его устройства является то, что они измеряют силу трения в гидроцилиндрах с

10 существенной погрешностью за счет допусков при изготовлении гидроцилиндров, а также то, что при перемещении поршней гидроцилиндров жидкость перетекает иа рабочей полости одного цилиндра в рабо15 чую полость другого, при этом в полостях цилиндров возникает разность давлений, зависящая от скорости перемещения поршней и сопротивления соединительной перемычки, а неучет этой разности давлений в

20 несколько раз изменит величину силы трения в уплотнениях.

Целью изобретения является повышение точности определения сил трения.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют перепад давлений в полостях, обращенных друг к другу, и давления в других полостях гидроцилиндров при перемещении поршней во взаимно противоположных направлениях, а силу трения опреде30 ляют по формуле:

803636

Р !Р> F((P1)1 — 2 (P )1 — 2 (2)2 — (Pi)2 — ij ДАР! 2 + . Р2 1)

P()—

2 где АР1 2, AP2 перепад давлений в обращенных друг к другу полостях при движении поршней соответственно от первого ко второму гидроци-. линдру н наоборот„ давления в других полостях при движении поршней соответственно от первого ко второму гидроцилиндру и наоборот; номинальные значения площади поршня соответственно в обращен- 2р ных друг к другу и в других полостях. (!)! — 2> (2) 1 — 2 (!)2 — 1з (2) 2 — 1

f, F (Р1)2 — 11 f(pi — 2 - 2 — 1) F2 (P2)2 — 1 Fi (Pi)2 — !

4 (P= P) +j, Р = FÄ(P), (3) Этот способ осуществляется устройством, в него введены дифференциальный монометр, через который соединены обращенные друг к другу полости гидроцилиндров, и гидравлический редуктор, через который эти полости соединены с источш.—

30 ком гидропитания, а другие их полости снабжены датчиками давления и соединены с источником гидропитанпя через введенные в устройство регулятор расхода и электрогидравлические переключатели, соединенные со сливной магистралью.

На фиг. 1 дана принципиальная схема устройства для осуществления способа определения сил трения в гидроцилппдрах; на фиг. 2 — распределение усилий при перс",!е- 4р щении поршней от первого гидроцилиндра ко второму; на ф !г. 3 — то же, при перемещении поршней от второго гидроцнли!!Дра к первому.

Установка содержит два однотип! ых 45 встречно расположенных гидроц!!Линдра 1 ((!)! — 2 (Р2)1-- (2)2 — 1 р(!— по которой определяется искомая с! л=: трения в уплотнениях двух гидроцилиндров.

Расчетная формула для определения силы трения в уплотнениях гидроцилиндров может быть получена из уравнения равновесия сил, действующих на поршни гидроцилиндров при их равномерном дви?Кении, При движении поршней от гидроцилиндров 1 (ГЦ1) к ГЦ2 (фиг. 2) со средней скоростью V 1 (!)! — 2 F2 (Р2)! — 2 ! (P+i-!P1 — 2) +f2P Ртр(Р) ° (2) и 2, закрепленных на горизонтальной балке, у которой штоки соединены друг с другом. Внутренние полости гидроцилиндров соединены между собой трубопроводом с манометром 3, определяющим нагрузку на уплотнения, и через гидравлический редуктор 4 — с маслонасосной станцией (МНС) 5.

Кроме того, указанные полости соединены с дифференциальным манометром 6.

Внешш1е полости гидроцилиндров соединены с датчиками давления 7 и 8, а через электрогидравлические переключатели 9 и

10 — с напорной и сливной магистралями

МНС. Перед переключателями 9 и 10 на напорной магистрали установлен регулятор расхода жидкости 11. На штоках гидроцилиндров установлен рычаг 12, контактирующий с конечными выключателями 13.

Работа установки заключается в следующем.

Во внутренние полости гидроцилиндров, обращенных друг к другу, жидкость подают от МНС 5 под давлением, задаваемым с помощью редуктора 4. Электрогидравлические переключатели 9 и 10 попеременно соединяют внешние полости цилиндров 1 и 2 с напорной и сливной магистралями МНС 5„ что позволяет реализовать возвратно-поступательное перемещение поршней. Регулирование скорости перемещения поршней осуществляется регулятором расхода жидкости

11, а команда на переключение электрогидравлических переключателей 9 и 10, изменяющих направление движения поршней, поступает от конечных выключателей 13, включаемых рычагом 12, жестко прикрепленным к штокам. Датчики давления 7 и 8 измеряют давление во внешних полостях гидроцилиндров, а дифференциальный маномср 6 измеряет перепад давлс;!!!я во внутренш!х полостях гидроцилиндров в процессе возвратно-поступательного движения

1ю (? !и н е Й.

По;!у»енн1.!е результать изморе!:ия давлений подставля1от в расчетную формулу где j„ f2 и F„F2 — рабочие плошади поршней во внутренних и внешних полостях гидроцилиндров соответветственно;

Г,р(Р) — суммарная сила трения в двух гидроцилиндрах.

При движении поршней от ГЦ, и ГЦ, (фиг. 3) с той же скоростью V

803636 ((Р1), 2 — (P2)l + (P2) 2 — I (!)2 — !)+AF ((P2)l — 2 (2)2 — Il fl (1 — 2: Л>Р2 — 1) +

+Af ЛР2 1= 2Р,р (Р) (6) > AF F2>

f! / f2 (4) (5) р тр, F((pl)1 — 2 (р2)1 — 2 (р )2 — (!)2 — !1 — (Р! 2 + p2 !) тр1, )—

2 (7) р, р> Р((!)1 — 2 (>) 1 — 2 тр()— (P2)2 — I Р!)2 — 1(f(PI — 2 — 2 — 1) где API 2, ЬР2 1— (1)1 — 2> (Р2)! — 2> (1) 2 — 1> (2)2 — 1

f, F—

Обозначения давлений аналогичны указанным в первом случае.

Геометрические размеры двух однотипных гидроцилиндров могvT klccKoëbêo отличаться друг от друга.

Полагая, что Е!)Е2 и fl)f2, можно написать

Сложив (2) и (3) и преобразовав полученное уравнение с учетом (4) и (5), получим где F u f — номинальные значения площади поршня во внешних и внутренних полостях гидроцилиндров.

Имея три однотипных гидроцилиндра, можно, соединяя их попарно, найти суммарную силу трения каждой пары и затем, решая систему трех уравнений, определить силу трения любого из гидроцилиндров отдельно.

Формула изобретения

1. Способ определения сил трения в перепад давлений в обращенных друг к другу полостях при движении поршней соответственно от первого ко второму гидроцилиндру и наоборот; давления в другия полостях прн движении поршней соответственно от первого ко второму гидроцилиндру и наоборот; номинальные значения площади поршня соответственно в обращенных друг к другу и в других полостях.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее два гидроцилиндра, закрепленных в жесткой силовой раме, штоМожно показать, что максимальные значения второго и четвертого членов левой части уравнения (6) на порядок меньше величин других членов уравнения. Пренебрегая этими членами, расчетную формулу для определения силы трения в гидроцилиндрах можно представить в виде гидроцилиндрах, заключающийся в нагружении статически уравновешенных поршней, штоки которых встречно соединены между собой, и измерении силы трения при перемещении поршней, отличающийся тем, что, а целью повышения точности определения сил трения, измеряют перепад давлений в полостях, обращенных друг к другу, и давления в других полостях гидроци.чиндров при перемещении поршней ва взаимно ппотивоположных направлениях, 25 а силу трения определяют по формуле ки которых встречно соединены между собой, и источник гидропитания, о т л и ч а юшийся тем, что в него введены дифференциальный манометр, через который соединены обращенные друг к другу полости ги,чроцилиндров, и гидравлический редуктор, через который этп полости соединены с источником гидропптаппя, а другие пх поЗ лости снабжены датчиками дав.чения и соединены с источником гидропитания через введенные в устройство регулятор расхода и электрогпдравлические переключатели, соединенные со сливной магистралью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Пиранков В. К, Установка для исследования трения уплотнительных колец прп возвратно-поступательном движении. Вестник машиностроения М 1, 1977.

2. Баранов А. Н. и Салькович Э. П. Некоторые вопросы методики статических испытаний тяжелых самолетов с применением многоканальной системы управления нагружением. Труды ЦАГИ, вып. 1704, М., 1975, ДСП.

803636

/р

f èã 7

Составитель Л. Кожевникова

Редактор И. Гохфельд Техред И. Пенчко Корректор И. Осиновская

Заказ Збб/273 Изд ¹ )29 Тираж 883 Подписное

НПО сПоискъ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тня, Харьк. фил. пред. «Патент»