RU161341U1

RU161341U1 - TESTING MACHINE

Info

Publication number: RU161341U1
Application number: RU2016100278/11U
Authority: RU
Inventors: Алексей Вячеславович Якушев; Игорь Евгеньевич Филимонов; Павел Андреевич Прокудин; Дмитрий Владимирович Белобородов
Original assignee: Алексей Вячеславович Якушев
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2016-04-20

Abstract

1. Испытательная машина, содержащая основание, закрепленные на нем четыре колонны, траверсу с клеммными зажимами и стягивающими шпильками, установленную на колоннах с возможностью перемещения по ним с помощью гидроцилиндров, расположенных по бокам от колонн между траверсой и основанием, силовой гидроцилиндр, расположенный на траверсе в центре, гидроцилиндры разжима, расположенные по торцевым сторонам траверсы, выкатной стол с двумя опорами для установки испытуемого изделия и гидроцилиндр перемещения стола, установленные на основании между колоннами, отличающаяся тем, что траверса содержит механизм компенсации радиальных нагрузок на шток силового гидроцилиндра, состоящий из центрирующего кольца с четырьмя линейными роликовыми опорами качения, равнорасположенными по внутреннему диаметру кольца, закрепленного внизу траверсы соосно с силовым гидроцилиндром, и модуля нагружения, подвешенного к штоку силового гидроцилиндра через резиновые прокладки и ступенчатое кольцо, прикрученное к фланцу на штоке силового гидроцилиндра, модуль нагружения содержит цилиндрический корпус со сферической пяткой, закрепленной снизу, и с четырьмя направляющими планками под линейные роликовые опоры качения, закрепленными снаружи, внутри цилиндрического корпуса, установлен датчик силы с нагрузочными площадками так, что поверхность верхней нагрузочной площадки поджата через опору штоком силового гидроцилиндра, а поверхность нижней нагрузочной площадки опирается через опору на сферическую пятку.2. Испытательная машина по п.1, отличающаяся тем, что опоры для установки испытуемого изделия выполнены в виде тумб с роликами, закрепленны1. A testing machine containing a base, four columns fixed to it, a crosshead with terminal clamps and tightening pins mounted on the columns with the possibility of moving along them using hydraulic cylinders located on the sides of the columns between the crosshead and the base, a power hydraulic cylinder located on the crossarm in the center, expanding cylinders located on the end sides of the crosshead, a draw-out table with two supports for installing the test product and a table displacement hydraulic cylinder mounted on the base of the m between columns, characterized in that the crosshead contains a mechanism for compensating radial loads on the rod of the power hydraulic cylinder, consisting of a centering ring with four linear roller bearings, equally spaced along the inner diameter of the ring fixed at the bottom of the beam parallel to the power hydraulic cylinder, and a loading module suspended from the rod the power cylinder through rubber gaskets and a stepped ring bolted to the flange on the rod of the power cylinder, the loading module contains a cylindrical a body with a spherical heel fixed from the bottom and with four guide rails for linear roller bearings mounted outside, inside the cylindrical body, a force sensor is installed with load platforms so that the surface of the upper load platform is pressed through the support by the rod of the power hydraulic cylinder, and the surface of the lower load the platform rests through the support on a spherical heel. 2. The testing machine according to claim 1, characterized in that the supports for installing the test product are made in the form of stands with rollers, fixed

Description

Полезная модель относится к испытаниям транспортных средств, в частности железнодорожного транспорта, а именно для проведения испытаний элементов железнодорожного транспорта.The utility model relates to tests of vehicles, in particular railway transport, namely for testing elements of railway transport.

Известен испытательный стенд, предназначенный для усталостных испытаний рам боковых и надрессорных балок тележек грузовых вагонов (RU №80001, G01M 17/08, 20.01.2009). Испытательный стенд содержит основание, закрепленные на нем четыре колонны, траверсу, силовой гидроцилиндр с закрепленным на нем усилителем электрогидравлическим, зафиксированный на траверсе, гидроцилиндры подъема и опускания, отсечной клапан, встроенный в магистраль высокого давления, гидрозамок, предотвращающий самопроизвольное движение траверсы при выключенной насосной установке.A well-known test bench designed for fatigue testing of frames of the side and nadressornoj beams of trucks of freight cars (RU No. 80001, G01M 17/08, 01/20/2009). The test bench contains a base, four columns fixed to it, a crosshead, a power hydraulic cylinder with an electro-hydraulic amplifier mounted on it, a lifting and lowering hydraulic cylinder, a shut-off valve built into the high-pressure line, a hydraulic lock preventing spontaneous movement of the crosshead when the pump installation is turned off .

Недостатком данного испытательного стенда является низкий срок службы из-за износа штока силового гидроцилиндра от возникающей при испытании радиальной нагрузки на шток.The disadvantage of this test bench is its low service life due to the wear of the rod of the power hydraulic cylinder from the radial load on the rod that occurs during the test.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является динамическая многоцелевая испытательная машина серии LFV 3000 производства «walter + bai ag Prufmaschinen - Testing Machines»,

(В.В. Клипачевский, Модельный ряд машин фирмы Walter + Bai AG (Швейцария) для решения исследовательских задач в промышленных и научных лабораториях, ИТБ "Литье Украины", №9 (145) 2012 г.). Испытательная машина содержит основание, закрепленные на нем четыре колонны, траверсу, свободно перемещающуюся по колоннам, силовой гидроцилиндр установленный на траверсе, клеммные зажимы, встроенные в траверсу, гидроцилиндры разжима, гидроцилиндры перемещения траверсы, выкатной стол.The closest in technical essence to the proposed utility model is a dynamic multi-purpose testing machine of the LFV 3000 series manufactured by "walter + bai ag Prufmaschinen - Testing Machines",

(V.V. Klipachevsky, A range of machines from Walter + Bai AG (Switzerland) for solving research problems in industrial and scientific laboratories, ITB "Molding of Ukraine", No. 9 (145) 2012). The testing machine contains a base, four columns fixed on it, a cross-arm that moves freely along the columns, a power hydraulic cylinder mounted on the cross-arm, terminal clamps integrated in the cross-arm, expansion hydraulic cylinders, hydraulic cylinders for moving the cross-arm, and a roll-out table.

Недостатком данного технического решения является наличие радиальной нагрузки на штоке силового гидроцилиндра от горизонтальной составляющей вектора силы реакции испытуемого изделия, что ведет к интенсивному износу поверхности штока силового гидроцилиндра и отказу испытательной машины.The disadvantage of this technical solution is the presence of a radial load on the rod of the power hydraulic cylinder from the horizontal component of the reaction force vector of the test product, which leads to intensive wear of the surface of the rod of the power hydraulic cylinder and the failure of the testing machine.

Задача заявляемой полезной модели - повышение срока службы испытательной машины, путем устранения износа штока силового гидроцилиндра.The objective of the claimed utility model is to increase the service life of the testing machine by eliminating the wear of the stem of the power hydraulic cylinder.

Поставленная задача достигается тем, что испытательная машина, содержащая основание, закрепленные на нем четыре колонны, траверсу с клеммными зажимами и стягивающими шпильками, установленную на колоннах с возможностью перемещения по ним с помощью гидроцилиндров, расположенных по бокам от колонн между траверсой и основанием, силовой гидроцилиндр, расположенный на траверсе в центре, гидроцилиндры разжима, расположенные по торцевым сторонам траверсы, выкатной стол с двумя опорами для установки испытуемого изделия и гидроцилиндр перемещения стола, установленные на основании между колоннами, траверса содержит механизм компенсации радиальных нагрузок на шток силового гидроцилиндра, состоящий из центрирующего кольца с четырьмя линейными роликовыми опорами качения, равнорасположенными по внутреннему диаметру кольца, закрепленного внизу траверсы соосно с силовым гидроцилиндром, и модуля нагружения, подвешенного к штоку силового гидроцилиндра через резиновые прокладки и ступенчатое кольцо, прикрученное к фланцу на штоке силового гидроцилиндра, модуль нагружения содержит цилиндрический корпус со сферической пяткой, закрепленной снизу, и с четырьмя направляющими планками под линейные роликовые опоры качения, закрепленными снаружи, внутри цилиндрического корпуса, установлен датчик силы с нагрузочными площадками так, что поверхность верхней нагрузочной площадки поджата через опору штоком силового гидроцилиндра, а поверхность нижней нагрузочной площадки опирается через опору на сферическую пятку.The task is achieved in that the test machine, containing the base, four columns fixed to it, a crosshead with terminal clamps and tightening pins, mounted on the columns with the possibility of moving along them using hydraulic cylinders located on the sides of the columns between the traverse and the base, a power hydraulic cylinder located on the traverse in the center, expanding cylinders located on the end sides of the traverse, a roll-out table with two supports for installing the test product and the displacement hydraulic cylinder The table is mounted on the base between the columns, the traverse contains a mechanism for compensating radial loads on the power cylinder rod, consisting of a centering ring with four linear roller bearings, equally spaced along the inner diameter of the ring, mounted at the bottom of the beam, coaxially with the power cylinder, and a loading module suspended to the power cylinder rod through rubber gaskets and a stepped ring screwed to the flange on the power cylinder rod, loading module contains um a cylindrical body with a spherical heel fixed from the bottom and with four guide rails for linear roller bearings mounted outside, inside the cylindrical body, a force sensor with load platforms is installed so that the surface of the upper load platform is pressed through the support by the rod of the power hydraulic cylinder, and the surface the lower loading platform is supported through a support on a spherical heel.

Опоры для установки испытуемого изделия выполнены в виде тумб с роликами, закрепленными сверху тумб, причем одна из тумб содержит верхнюю и нижнюю опоры с пазами, направляющую планку, установленную в пазы между верхней и нижней опорами, и два кронштейна, расположенные с торцевых сторон тумбы, нижняя поверхность верхней опоры вогнута, а верхняя поверхность нижней опоры повторяет по контуру нижнюю поверхность верхней опоры.Supports for installing the test product are made in the form of curbstones with rollers fixed on top of the curbstones, one of the curbstones containing upper and lower supports with grooves, a guide bar installed in the grooves between the upper and lower supports, and two brackets located on the end sides of the curbstone the lower surface of the upper support is concave, and the upper surface of the lower support follows the contour of the lower surface of the upper support.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена испытательная машина, вид спереди, на фиг.2 механизм компенсации радиальных нагрузок штока силового гидроцилиндра.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a test machine, front view, figure 2, the mechanism of compensation of radial loads of the rod of the power hydraulic cylinder.

Испытательная машина содержит основание 1, четыре колонны 2, установленные на основании 1, траверсу 3 с клеммными зажимами 4 и стягивающими шпильками 5, свободно перемещающуюся по колоннам 2, силовой гидроцилиндр 6, расположенный на траверсе 3 в центре, гидроцилиндры разжима 7, расположенные по торцевым сторонам траверсы 3, гидроцилиндры 8 перемещения траверсы 3, установленные по бокам от колонн 2 и соединяющие траверсу 3 и основание 1, выкатной стол 9 и гидроцилиндр 10 перемещения стола 9, установленные на основание 1, механизм компенсации радиальных нагрузок штока силового гидроцилиндра 6, состоящий из центрирующего кольца 11 с четырьмя линейными опорами качения роликовыми 12, закрепленного под траверсой 3, соосно с силовым гидроцилиндром 6, и модуля нагружения 13, подвешенного к штоку силового гидроцилиндра 6 через резиновые прокладки 14 и ступенчатое кольцо 15, прикрученное к фланцу 16 штока силового гидроцилиндра 6. Линейные роликовые опоры качения 12 равнорасположены по внутреннему диаметру центрирующего кольца 11. Модуль нагружения 13 содержит цилиндрический корпус 17 со сферической пяткой 18, закрепленной снизу, четыре направляющих планки 19, закрепленные снаружи корпуса, под линейные роликовые опоры качения 12. Между штоком силового гидроцилиндра 6 и сферической пяткой 18 установлен датчик силы 20 с нагрузочными площадками 21 и опорами 22, установленными на датчик силы 20 сверху и снизу. Верхняя нагрузочная площадка 21 через опору 22 поджата штоком силового гидроцилиндра 6, а нижняя нагрузочная площадка 21 через опору 22 упирается в сферическую пятку 18. На выкатном столе 9 расположены опоры 23 для испытуемого изделия в виде тумб 24 с роликами 25, закрепленными сверху тумб 24. Тумба одной из опор 23 содержит верхнюю опору 26, нижнюю опору 27, направляющую планку 28, установленную между верхней опорой 26 и нижней опорой 27, и два кронштейна 29, расположенные по торцевым сторонам опоры 23 для установки испытуемого изделия.The testing machine contains a base 1, four columns 2 installed on the base 1, a crosshead 3 with terminal clamps 4 and tightening pins 5, freely moving along the columns 2, a power hydraulic cylinder 6 located on the crossarm 3 in the center, expansion cylinders 7 located on the end to the sides of the beam 3, hydraulic cylinders 8 for moving the beam 3 mounted on the sides of the columns 2 and connecting the beam 3 and the base 1, the draw-out table 9 and the hydraulic cylinder 10 for moving the table 9, mounted on the base 1, the compensation mechanism is radial x the loads of the rod of the power cylinder 6, consisting of a centering ring 11 with four linear roller bearings 12, mounted under the traverse 3, coaxially with the power cylinder 6, and the loading module 13, suspended from the rod of the power cylinder 6 through rubber gaskets 14 and a stepped ring 15 screwed to the flange 16 of the rod of the power hydraulic cylinder 6. Linear roller bearings 12 are equally spaced along the inner diameter of the centering ring 11. The loading module 13 contains a cylindrical body 17 with a spherical heel 18, mounted below, four guide rails 19, mounted outside the housing, under linear roller bearings 12. Between the rod of the power cylinder 6 and the spherical heel 18 there is a force sensor 20 with loading pads 21 and supports 22 mounted on the force sensor 20 from above and from below. The upper loading platform 21 through the support 22 is pressed by the rod of the power hydraulic cylinder 6, and the lower loading platform 21 through the support 22 abuts against the spherical heel 18. On the drawout table 9 there are supports 23 for the test product in the form of curbstones 24 with rollers 25 fixed on top of the curbstones 24. The curbstone of one of the supports 23 comprises an upper support 26, a lower support 27, a guide bar 28 installed between the upper support 26 and the lower support 27, and two brackets 29 located on the end faces of the support 23 for installing the test article.

Испытательная машина работает следующим образом.The testing machine operates as follows.

Перед установкой испытуемого изделия рабочая жидкость от силовой гидравлической станции (на рисунке не показана) направляется в полости гидроцилиндров разжима 7, гидроцилиндров 8 перемещения траверсы 3, гидроцилиндра 10 перемещения стола 9. Траверса 3 выставляется на необходимую высоту в зависимости от испытуемого изделия. Для перемещения траверсы 3 производится разжатие клеммных зажимов 4 при помощи гидроцилиндров разжимов 7. Перемещение траверсы 3 осуществляется при разжатых клеммных зажимах 4 посредством гидроцилиндров 8 перемещения траверсы 3. После установки траверсы 3 на необходимую высоту и отвода рабочей жидкости из полости гидроцилиндров разжима 7, клеммные зажимы 4 фиксируют траверсу 3 при помощи шпилек 5, установленных с предварительным натягом. Передвижение выкатного стола 9 осуществляется с помощью гидроцилиндра 10 перемещения стола 9. Испытуемое изделие устанавливается на опоры 23 с роликами 25. Одна из опор 23 для установки испытуемого изделия, тумба 24 которой содержит верхнюю опору 26 и нижнюю опору 27, является регулируемой, за счет того, что верхняя опора 26 самовыставляется относительно опорной плоскости испытуемой детали на угол необходимый для компенсации погрешностей формы и расположения поверхностей испытуемого изделия. Направляющая планка 28 ограничивает поперечное смещение верхней опоры 26 относительно нижней опоры 27. Кронштейны 29 препятствуют заваливанию верхней опоры 26 относительно нижней опоры 27 при продольном смещении. Шток силового гидроцилиндра 6 под действием потока рабочей жидкости от силовой гидравлической станции, подающейся к силовому гидроцилиндру 6, перемещается вниз или вверх, нагружая или разгружая испытуемое изделие. Нагружение испытуемого изделия происходит в соответствии с режимом, установленным в системе управления и измерения (на рисунке не показана). При нагружении крупногабаритного испытуемого изделия, кроме вертикальной составляющей силы нормальной реакции опоры, неизбежно возникает горизонтальная составляющая, которая воспринимается линейными роликовыми опорами качения 12 на центрирующем кольце 11 через направляющие планки 19. Датчик силы 20, установленный в цилиндрическом корпусе 17, через опоры 21 и нагрузочные площадки 22 воспринимает и измеряет вертикальную нагрузку, передаваемую от штока силового гидроцилиндра 6 к сферической пятке 18 на испытуемое изделие. Постоянный контакт между опорами 21 и нагрузочными площадками 22 обеспечен предварительным поджатием модуля нагружения 13 к штоку силового гидроцилиндра 6 через резиновые прокладки 14 и ступенчатое кольцо 15, прикрученное к фланцу 16 штока силового цилиндра 6.Before installing the test product, the working fluid from the power hydraulic station (not shown in the figure) is sent to the cavity of the expansion cylinders 7, the hydraulic cylinders 8 for moving the beam 3, the hydraulic cylinder 10 for moving the table 9. The beam 3 is set to the required height depending on the tested product. To move the crosshead 3, the terminal clamps 4 are unclenched using the expansion cylinders 7. The crosshead 3 is moved with the terminal clamps 4 unclenched by the hydraulic cylinders 8 to move the crosshead 3. After the crosshead 3 is installed at the required height and the working fluid is drained from the cavity of the expansion cylinders 7, terminal clamps 4 fix the yoke 3 with the help of studs 5 mounted with a preload. The roll-out table 9 is moved using the hydraulic cylinder 10 for moving the table 9. The test product is mounted on supports 23 with rollers 25. One of the supports 23 for installing the test product, the cabinet 24 of which contains an upper support 26 and a lower support 27, is adjustable, thereby that the upper support 26 self-aligns relative to the reference plane of the test piece at an angle necessary to compensate for errors in the shape and location of the surfaces of the test product. The guide bar 28 limits the lateral displacement of the upper support 26 relative to the lower support 27. The brackets 29 prevent the upper support 26 from falling over relative to the lower support 27 during longitudinal displacement. The rod of the power hydraulic cylinder 6 under the action of the flow of the working fluid from the power hydraulic station, which feeds to the power hydraulic cylinder 6, moves up or down, loading or unloading the test product. The loading of the test product occurs in accordance with the mode set in the control and measurement system (not shown in the figure). When loading a large-sized test item, in addition to the vertical component of the normal support reaction force, a horizontal component inevitably occurs, which is perceived by the linear roller bearings 12 on the centering ring 11 through the guide bars 19. The force sensor 20 installed in the cylindrical housing 17, through the supports 21 and load platform 22 perceives and measures the vertical load transmitted from the rod of the power hydraulic cylinder 6 to the spherical heel 18 on the test product. Permanent contact between the supports 21 and the loading pads 22 is provided by preliminary preloading of the loading module 13 to the rod of the power cylinder 6 through rubber gaskets 14 and a stepped ring 15, screwed to the flange 16 of the rod of the power cylinder 6.

Таким образом, предложена испытательная машина для испытаний элементов железнодорожного транспорта с механизмом компенсации радиальных нагрузок на шток силового гидроцилиндра и опорами 23, одна из которых самовыставляется под испытуемое изделие, при наличии погрешностей формы и расположения опорных поверхностей испытуемого изделия. Использование данной испытательной машины устраняет износ поверхности штока от радиальных нагрузок, что приводит к повышению срока службы силового гидроцилиндра 6 и в целом увеличивает общий службы испытательной машины.Thus, a testing machine is proposed for testing elements of railway transport with a mechanism for compensating radial loads on the power cylinder rod and supports 23, one of which self-aligns under the test product, if there are errors in the shape and location of the supporting surfaces of the test product. The use of this test machine eliminates the wear of the stem surface from radial loads, which leads to an increase in the service life of the power hydraulic cylinder 6 and generally increases the overall service life of the test machine.

Claims

1. A testing machine containing a base, four columns fixed to it, a crosshead with terminal clamps and tightening pins mounted on the columns with the possibility of moving along them using hydraulic cylinders located on the sides of the columns between the crosshead and the base, a power hydraulic cylinder located on the crossarm in the center, expanding cylinders located on the end sides of the crosshead, a draw-out table with two supports for installing the test product and a table displacement hydraulic cylinder mounted on the base of the m between columns, characterized in that the crosshead contains a mechanism for compensating radial loads on the rod of the power hydraulic cylinder, consisting of a centering ring with four linear roller bearings, equally spaced along the inner diameter of the ring fixed at the bottom of the beam parallel to the power hydraulic cylinder, and a loading module suspended from the rod the power cylinder through rubber gaskets and a stepped ring bolted to the flange on the rod of the power cylinder, the loading module contains a cylindrical a body with a spherical heel fixed from the bottom and with four guide rails for linear roller bearings mounted outside, inside the cylindrical body, a force sensor with load platforms is installed so that the surface of the upper load pad is pressed through the support by the rod of the power hydraulic cylinder, and the surface of the lower load the platform rests through the support on a spherical heel.

2. The testing machine according to claim 1, characterized in that the supports for installing the test product are made in the form of curbstones with rollers fixed on top of the curbstones, one of the curbstones containing upper and lower supports with grooves, a guide bar installed in the grooves between the upper and lower supports, and two brackets located on the end faces of the cabinet, the lower surface of the upper support is concave, and the upper surface of the lower support follows the contour of the lower surface of the upper support.