RU2063016C1

RU2063016C1 - Bed to test shaft for fatigue with fretting corrosion

Info

Publication number: RU2063016C1
Authority: RU
Inventors: Ш.С. Нурханов; Ф.Х. Бурумкулов; В.В. Конаков; Г.А. Таразюк
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1991-10-22
Publication date: 1996-06-27

Abstract

FIELD: testing of materials. SUBSTANCE: invention relates to field of testing of materials for wear in fixed joint and for determination of effect of fretting corrosion for fatigue strength of shaft. Bed for this test has base with cross-pieces spring-loaded relative to it which are manufactured in the form of horizontal shelves joined by vertical columns and provided with supports to mount tested shaft, electric motors with exciters of bending and twisting vibrations located on ends of cross-pieces, two mechanisms of flexible resistance to bending and twisting vibration and transducers of test parameters. Each mechanism of flexible resistance to bending vibrations is manufactured in the form of forks and sets of springs placed between shelves of cross-pieces connected to their columns which ends are attached to supports of forks. Each mechanism of flexible resistance to twisting vibrations is fabricated in the form of axles mounted between shelves of proper cross-pieces, slider put on axle, main and additional frames and sets of springs anchored between frames. Additional frame is designed for movement of slider over it and is installed inside main one. Kinematic coupling is made in the form of axle placed between shelves of cross-pieces, cam put on axle with the aid of bearing unit, additional axle attached to cam and to columns of cross-pieces and two springs located on ends of axle between cam and proper shelf. EFFECT: enhanced authenticity of test. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для исследования материалов в неподвижных соединениях на износостойкость и установления влияния ферттинг-коррозии на усталостную прочность вала путем ускорения и расширения диапазона воспроизводимых циклических режимов нагружения. The invention relates to testing equipment, in particular to stands for the study of materials in fixed joints on wear resistance and establishing the effect of fretting corrosion on the fatigue strength of the shaft by accelerating and expanding the range of reproducible cyclic loading conditions.

Известен стенд для испытания валов на усталость и износостойкость, содержащий основание, размещенные на нем с помощью пружин параллельно друг другу две траверсы с опорами, предназначенными для установки испытуемого вала, электродвигатель с возбудителем изгибных колебаний, соединенный с концом траверс, и датчики параметров испытания /1/. A well-known stand for testing shafts for fatigue and wear resistance, containing a base placed on it with springs parallel to each other, two traverses with supports designed to install the test shaft, an electric motor with a pathogen of bending vibrations connected to the end of the traverse, and test parameters sensors / 1 /.

Недостатком этого стенда является то, что он не позволяет моделировать и воспроизводить в спектре высоких частот циклические изгибные режимы нагружения, а следовательно приблизить режимы стендовых испытаний валов к их режимам при наиболее высокодинамических эксплуатационных нагрузках. The disadvantage of this stand is that it does not allow to simulate and reproduce in the high frequency spectrum cyclic bending loading modes, and therefore bring the bench test modes of the shafts closer to their modes at the most highly dynamic operating loads.

Наиболее близким техническим решением является стенд для испытания на усталость валов при фреттинг-коррозии, содержащий основание с подпружиненными относительно него параллельными траверсами, выполненными в виде горизонтальных полок, соединенных вертикальными стойками, и оснащенными опорами для установки испытуемого вала, электродвигатели с возбудителями изгибных и крутильных колебаний, расположенными на концах траверс, и датчики параметров испытания (2). The closest technical solution is a test bench for shaft fatigue during fretting corrosion, containing a base with parallel traverses spring-loaded relative to it, made in the form of horizontal shelves connected by vertical racks and equipped with supports for installing the test shaft, electric motors with exciters of bending and torsional vibrations located at the ends of the traverse, and sensors of the test parameters (2).

Недостатком стенда является то, что он не позволяет моделировать и воспроизводить в спектре высоких частот циклические изгибные и крутильные режимы нагружения. Указанные недостатки не позволяют приблизить стендовые испытания валов и эксплуатационным при наиболее высокодинамичесних режимах нагружения. The disadvantage of the stand is that it does not allow to simulate and reproduce cyclic bending and torsional loading modes in the high-frequency spectrum. These shortcomings do not allow closer bench testing of shafts and operational under the most highly dynamic loading conditions.

Целью изобретения является ускорение и расширение диапазона процессов их нагружения при сохранении точности и достоверности результатов. The aim of the invention is to accelerate and expand the range of processes of their loading while maintaining the accuracy and reliability of the results.

Поставленная цель достигается тем, что стенд, содержащий основание, установленные на основании параллельно его плоскости, подпружиненные относительно основания траверсы, каждая из которых выполнена в виде полок, соединенных между собой стойками, размещенные на траверсах опоры для установки испытуемого вала, расположенные на концах траверс электродвигатели с возбудителями изгибных и крутильных колебаний и датчики параметров испытаний, по предложению снабжен механизмами упругого сопротивления изгибным и крутильным колебаниям. This goal is achieved by the fact that the stand containing the base, mounted on the base parallel to its plane, spring-loaded relative to the base of the beam, each of which is made in the form of shelves interconnected by racks, placed on the beam supports for installing the test shaft, electric motors located at the ends of the beam with causative agents of bending and torsional vibrations and sensors of test parameters, on the proposal equipped with mechanisms of elastic resistance to bending and torsional vibrations.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема предлагаемого стенда, на фиг. 2 вид механизмов упругого сопротивления изгибным колебаниям испытуемого вала, на фиг. 3 вид механизмов упругого сопротивления крутильным колебаниям испытуемого вала. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of the proposed stand, in FIG. 2 is a view of the mechanisms of elastic resistance to bending vibrations of the test shaft; FIG. 3 view of the mechanisms of elastic resistance to torsional vibrations of the test shaft.

Стенд для испытаний на усталость валов при фреттинг-коррозии содержит основание 1, установленные на основании параллельно его плоскости, подпружиненные относительно основания пружинами 2 траверсы 3 и 4, каждая из которых выполнена в виде полок, соединенных между собой стойками 5 и 6, размещенные на траверсах опоры 7 и 8 с вкладышами 9 для установки коренных шеек испытуемого вала 10, расположенные на концах траверс электродвигателя 11 и 12 с возбудителями изгибных 13 и крутильных колебаний 14 два механизма упругого сопротивления изгибным колебаниям, каждый из которых выполнен в виде двух размещенных между полками траверс 3 и 4 вилок 15 и 16, которые соединены со стойками 5 и 6 кинематической связью, выполненной в виде осей 17, 18 дополнительных осей 19, 20 поворотных кулачков 21 и 22, установленных на осях 17 и 18, соединенных со стойками траверс при помощи упорных подшипников 23, и на дополнительных осях 19 и 20 посредством подшипниковых узлов 24, пружин 25 и 26. The test bench for shaft fatigue during fretting corrosion comprises a base 1, mounted on a base parallel to its plane, spring-loaded relative to the base by springs 2 of the beam 3 and 4, each of which is made in the form of shelves interconnected by struts 5 and 6, placed on the beam supports 7 and 8 with inserts 9 for installing the main necks of the test shaft 10, located at the ends of the traverses of the electric motor 11 and 12 with the causative agents of bending 13 and torsional vibrations 14 two mechanisms of elastic resistance to bending vibrations m, each of which is made in the form of two traverses 3 and 4 placed between the shelves forks 15 and 16, which are connected to the posts 5 and 6 by a kinematic connection made in the form of axes 17, 18 of the additional axes 19, 20 of the rotary cams 21 and 22 installed on the axes 17 and 18 connected to the struts by means of thrust bearings 23, and on the additional axes 19 and 20 by means of bearing assemblies 24, springs 25 and 26.

Механизм упругого сопротивления изгибным колебаниям содержит также набор пружин 27, концы которых закреплены на вилках 15 и 16, два механизма упругого сопротивления крутильным колебаниям, каждая из которых выполнена в виде двух установленных между полками траверсы 3 осей 28 с помощью упорных подшипников 29 и 30, закрепленного на одной оси 28 ползуна 31, основной 32 и дополнительной 33, направляющей для ползуна 31, рамами и закрепленными между рамами 32, 33 наборами пружин 34, 35, основная рама 32 шарнирно закреплена на двух осях 36 при помощи упорных подшипников 37, 38, и дополнительная направляющая для ползуна 31 рама 33 установлена внутри основной рамы 32 при помощи подшипникового узла 39. The mechanism of elastic resistance to bending vibrations also contains a set of springs 27, the ends of which are fixed on the forks 15 and 16, two mechanisms of elastic resistance to torsional vibrations, each of which is made in the form of two axles 28 installed between the flanges of the crosshead 3 using thrust bearings 29 and 30, fixed on one axis 28 of the slider 31, the main 32 and the additional 33, the guide for the slider 31, with frames and sets of springs 34, 35 fixed between the frames 32, 33, the main frame 32 is pivotally mounted on two axles 36 using thrust bearings Cove 37, 38, and additional guide 31 for the slider frame 33 is mounted inside main frame 32 by a bearing assembly 39.

Стенд работает следующим образом. The stand works as follows.

После пуска электродвигателей 11, 12, возбудители 13, 14 совместно с механизмами упругого сопротивления изгибных и крутильных колебаний воспроизводят возникающие при эксплуатации данного типа испытуемого коленчатого вала 10, выбранные из максимальных изгибных и крутящих нагрузках с повышенной частотой колебания. Колебания траверсы 4 фиксируются датчиками перемещений скорости, ускорений (на чертеже не показаны), а деформированное состояние на поверхности коленчатого вала 10 тензодатчиками. ЫЫЫ2 After starting the electric motors 11, 12, the pathogens 13, 14 together with the elastic resistance mechanisms of bending and torsional vibrations reproduce the arising during the operation of this type of test crankshaft 10, selected from the maximum bending and torque loads with an increased vibration frequency. The vibrations of the traverse 4 are recorded by sensors of speed displacements, accelerations (not shown in the drawing), and the deformed state on the surface of the crankshaft 10 by load cells. YYY2

Claims

1. A test bench for shaft fatigue during fretting corrosion, comprising a base mounted on a base parallel to its plane, spring-loaded relative to the base of the beam, each of which is made in the form of shelves interconnected by racks, placed on the beam beam for mounting the test shaft electric motors with vibration exciters and test parameters sensors located at the ends of the traverse, characterized in that the stand is equipped with elastic resistance mechanisms to bending vibrations, each of which is made in the form of traverses placed between the shelves, connected by forks with a kinematic connection of the forks and a set of springs, the ends of which are fixed on the forks, and elastic mechanisms of torsional vibration resistance, each of which is made in the form of two axes mounted between the shelves, mounted on the racks one axis of the slider, the main and additional, the guide for the slider, frames and sets of springs fixed between the frames, the main frame is pivotally mounted on the free axis, and the additional, slide rail for the frame, installed inside the main one.

2. The stand according to claim 1, characterized in that the kinematic connection is made in the form of an axle placed between the shelves, designed to be placed on it with the possibility of rotation of the fork mounted on the axis by means of a cam bearing assembly, an additional axis fixed to the cam and by means of thrust bearings with a support beam and two springs located at the ends of the axis between the cam and the corresponding shelf of the fork.