стенд для испытания трансмиссий

Формула изобретения

Стенд для испытания трансмиссий, включающий кинематическую и гидравлическую системы, отличающийся тем, что он дополнительно включает 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.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, касается испытательной техники и предназначено для проведения испытаний узлов хвостовой части трансмиссий вертолетов.

Известен стенд для испытаний и обкатки редукторов (Патент РФ № 2052789, G01M 13/02, 1996 г.), на котором испытанию подвергаются сразу два редуктора, каждый является нагрузкой для другого, а ступенчатое изменение нагрузки достигается за счет включения электродвигателя нагружающего редуктора в сеть с пониженным напряжением.

Недостатком известного стенда является большое количество электроприводов и сложность электрической системы, а энергетические потери при работе стенда достигают 40%. Известный стенд конструктивно не позволяет проводить испытания других узлов вертолета, например узлов хвостовой части трансмиссии.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является стенд для испытания передач, который предназначен для испытаний агрегатов трансмиссий, передающих большую мощность (Патент РФ № 2153659, G01M 13/02, 2000 г.). Стенд оснащен гидроаккумулятором, что не гарантирует безопасность испытаний при превышении давления или от усталостного разрушения любого элемента гидравлической системы и гидроаккумулятора.

Кинематическая система известного стенда не является механически замкнутой и сложна, а испытания на нем являются энергозатратными. Стенд не предназначен для испытаний длинномерных агрегатов типа узлов хвостовой части трансмиссии вертолетов.

Технической задачей является безопасное проведение испытаний узлов хвостовой части трансмиссии вертолета с минимальными энергозатратами за счет обеспечения реальных условий загрузки испытуемых узлов по упрощенной механически замкнутой кинематической системе.

Сущность изобретения заключается в том, что стенд для испытания трансмиссий, включающий кинематическую и гидравлическую системы, согласно формуле изобретения, дополнительно включает 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.

Существенные признаки заявляемого технического решения позволяют обеспечивать создание реальных условий загрузки испытуемых узлов хвостовой части трансмиссий вертолетов по упрощенной механически замкнутой кинематической системе, а следовательно - безопасное проведение испытаний указанных узлов с минимальными энергозатратами.

На фигуре представлена схема заявляемого стенда.

Асинхронный электродвигатель 1 связан с первым замыкающим редуктором 2 посредством вала 3. Замыкающий редуктор 2 имеет два выходных вала 4, направленных к двум промежуточным опорам 5. На первом валу 4 по линии, на которой монтируется испытуемая часть хвостовой вертолетной трансмиссии (вторая механическая цепь), расположен измеритель крутящего момента 6, включающий тензорезисторы (не показаны), вырабатывающие соответствующие электрические сигналы в зависимости от величины крутящего момента в первой механической цепи.

На втором валу 4 по линии, на которой смонтированы узлы стендовой трансмиссии (первая стендовая механическая цепь) размещено устройство 7 защиты испытуемых узлов от критического нерасчетного крутящего момента. Устройство 7 разрушаемое и работает по принципу «слабого звена», например, с использованием срезаемых болтов (не показаны).

Редуктор 2 связан с опорами 5 соединительными валами 8 и выполнен с собственной автономной масляной системой 9. Вышеперечисленные узлы расположены на силовой раме 10. На силовой раме 11 размещены стойки 12 с опорами 13 для крепления на них стендового вала 14 и хвостового вала 15 испытуемой хвостовой части вертолетной трансмиссии.

Испытуемый хвостовой вертолетный вал 15 состоит из нескольких узлов разной конструкции и длины. На силовой раме 16 размещены два промежуточных редуктора - промежуточный стендовый редуктор 17 и испытуемый промежуточный вертолетный редуктор 18.

На раме 19 расположены два хвостовых вертолетных редуктора - стендовый 20 и испытуемый 21. Стендовые редукторы 17 и 20 соединены стендовым хвостовым валом 22. Редуктор 18 соединен с редуктором 21 концевой частью испытуемого хвостового вала 23. Редукторы 20 и 21 имеют валы 24 рулевого винта.

На нижней части рамы 19 расположен механизм 25 загрузки осевой силой вала 24 рулевого винта испытуемого хвостового вертолетного редуктора 21. На верхней части рамы 19 расположен механизм 26 загрузки радиальной силой вала 24 рулевого винта редуктора 21.

Радиальные и осевые силы передаются через опору 27, которая находится на валу 24 редуктора 21. Редукторы 20 и 21 через валы 24 и соединительные валы 28 связаны со вторым стендовым замыкающим редуктором 29. Осевые и радиальные силы на валу 24 создаются двумя винтовыми механизмами 30, 31, соответственно. Механизмы 30,31 механически связаны с опорой 27 и соответствующими механизмами 25, 26, оснащенными собственными датчиками измерения силы 32. На втором замыкающем редукторе 29 смонтирован механизм 33 загрузки крутящим моментом, который выполнен в виде зубчатой передачи и обеспечивает заданные величины крутящих моментов в замкнутой кинематической системе стенда, поддерживает его в течение заданного времени, увеличивает или уменьшает до нуля. Передаточное отношение механизма 33 может достигать, например, 458. Автономная масляная система 34 подключена ко второму замыкающему редуктору 29.

Первая стендовая кинематическая цепь состоит из первого замыкающего редуктора 2, двух выходных валов 4 с устройством 7 на первом выходном валу 4 и с измерителем величины крутящего момента 6 на втором выходном валу 4, двух соединительных валов 8, двух промежуточных опор 5, стендового вала 14, промежуточного стендового редуктора 17, стендового хвостового вала 22, стендового редуктора 20, вала 24, двух соединительных валов 28, которые связаны с двумя входами второго замыкающего редуктора 29.

Вторая кинематическая цепь включает испытуемый хвостовой вертолетный вал 15, испытуемый промежуточный вертолетный редуктор 18, концевую часть испытуемого хвостового вала 23, испытуемый вертолетный редуктор 21, вал 24 рулевого винта.

Обе кинематические цепи механически замкнуты, а их суммарное передаточное отношение составляет единицу. Зубчатые колеса в кинематических цепях замыкающих редукторов 2 и 29 подобраны таким образом, чтобы обеспечить испытуемым узлам обороты, соответствующие оборотам при эксплуатации вертолета.

Силовая система стенда включает опору 27, размещенную на валу 24, испытуемый вертолетный редуктор 21, механизмы 25, 26, которые загружают осевые и радиальные силы через винтовые механизмы 30, 31, соответственно. На винтовые механизмы 30, 31 установлены датчики силы 32, электрически связанные с автоматизированной системой управления 35. Позицией 36 отмечена автономная гидравлическая система.

Стенд работает следующим образом.

После предварительной сборки обеих кинематических цепей и силовой системы стенда проверяют его техническое состояние и подключают автономные масляную систему 9 и гидравлическую систему 36. Включают асинхронный электродвигатель 1 и плавно выводят работу стенда на установленный программой испытаний режим работы при отсутствии загрузки крутящим моментом от механизма 33 и при отсутствии загрузки осевыми и радиальными силами вала 24 от механизмов 25 и 26.

Дальнейшее испытание узлов вертолетной трансмиссии на всех режимах проводят по программам испытаний, которые включают этапы загрузки разными величинами крутящего момента кинематических цепей стенда, осевыми и радиальными силами вала 24, поддержание их величин в течение заданного времени, контроль и регистрацию параметров испытания в зависимости от его вида (приемо-сдаточные, эквивалентно-циклические, длительные и др.).

Для загрузки крутящим моментом обеих кинематических цепей включают автономную систему 36, с помощью которой включают механизм 33, и по показаниям измерителя крутящего момента 6, сигналы с которого поступают в систему 35, задают необходимую величину крутящего момента в диапазоне от 0 до 2500 кгс·м

Для приложения радиальной нагрузки на вал 24 включают механизм 26, связанный с механизмом 31, и по показаниям датчика 32, сигнал с которого поступает в систему 35, задают необходимую величину силы в диапазоне от 0 до 500 кгс.

Для приложения осевой нагрузки на вал 24 включают механизм 25, связанный с механизмом 30, и по показаниям датчика 32, сигнал с которого поступает в систему 35, задают необходимую величину силы в диапазоне от 0 до 5000 кгс.

Безопасность испытаний обеспечивается с помощью устройства 7 защиты от разрушения, работающего по принципу «слабого звена», например, болта, который срезается при угрозе опасного превышения крутящего момента.

После завершения испытания на стенде проводят регламентные работы по контролю его состояния, состояния испытуемых узлов хвостовой вертолетной трансмиссии и оформляют нормативно-техническую документацию.