ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Для испытания образцов материалов, в том числе из стали и резины, обычно используют стандартные машины трения, которые, однако, не имитируют условия эксплуатации деталей. Готовые изделия, в частности почвообрабатывающие рабочие органы и резиновые уплотнения, зачастую подвергаются испытаниям на реальных объектах с высокими энергетическими, трудовыми и материальными затратами. Подобные испытания можно проводить при опытно-промышленной эксплуатации агрегатов и машин для контрольной проверки отработанных на стенде материалов и деталей. Предлагаемый универсальный стенд используется на стадии конструкторско-экспериментальной отработки новых технических решений.

Стенд состоит из насосного блока 1 (см. рисунок), гидродвигателя 2 возвратно-поступательного действия и испытательного блока 3. Насосный блок имеет бак для рабочей жидкости, электроприводной насос 1а, гидрораспределитель 1б и другие элементы. Основу гидродвигателя возвратно-поступательного действия составляет гидроцилиндр 4 двухстороннего действия, продолжением штока которого является составная штанга 5. Последняя снабжена регулируемыми упорами, взаимодействующими с вилкой двуплечего рычага, противоположный конец которого кинематически связан с реверсивным золотником 7 и счетчиком циклов 7а. Испытательный блок 3 имеет два варианта исполнения - для испытания образцов стальных деталей и реальных уплотнений. В первом варианте в составе блока имеется шарнирно-параллелограммное устройство 6, одно вертикальное звено 8 которого несет на себе дополнительное грузы 9 и образцы 10 для испытаний. В этом варианте имеется поддон с имитатором 11 рабочей среды, в качестве которого - после длительных экспериментов - применили затвердевшую смесь песка, глины и цементе. Указанный состав наиболее полно отвечает критерию ускоренных испытаний материала рабочего органа почвообрабатывающей машины. Здесь функцию абразивосодержащих элементов почвы несет песок, а цемент в сочетании с остальными компонентами смеси предотвращает интенсивное разрушение имитатора. Во втором варианте испытательный блок представляет специальный гидроцилиндр 12 дифференциального типа, включающий два поршня 13 с испытательными манжетными уплотнениями. Через оба поршня проходит и выходит наружу корпуса общий шток 14, один конец которого соединен со штангой 5 гидродвигателя. Образовавшиеся в корпусе цилиндра три полости одинакового диаметра подключены к пневмогидроаккумулятору (ПГА) 15. В зависимости от диаметра и конструкции испытательных уплотнений может применяться несколько типоразмеров гидроцилиндров 12. Гидросистема этого цилиндра является автономной, поэтому испытание уплотнений может производиться на различных рабочих жидкостях.

После запуска насоса 1а с помощью гидрораспределителя 1б поток рабочей жидкости направляется в реверсивный золотник 7, а оттуда - в одну из полостей гидроцилиндра 4, шток которого посредством штанги 5 приводит в движение шарнирно-параллелограммное устройство 6 со стальными образцами 10 для испытаний. Реверс цилиндра 4 осуществляется автоматически за счет воздействия упоров на двуплечий рычаг, который перебрасывает шток в золотнике 7, благодаря чему жидкость направляется в другую полость цилиндра. В итоге шток цилиндра, штанга 5 и устройство 6 совершают возвратно-поступательное движение. Удельное давление на имитатор 11 рабочей среды регулируется массой грузов 9. Образцы 10 на вертикальном звене 8 постепенно внедряются в имитатор, при этом за счет механизма шарнирного параллелограмма не нарушается плоскопараллельное движение образцов. Все образцы, отличающиеся материалом, термоупрочнением, лазерной обработкой и т.п., подвергаются ускоренным испытаниям в одинаковых условиях.

При испытании уплотнений блок 3 заменяется на специальный гидроцилиндр 12 с ПГА 15. Поршни этого цилиндра не перекачивают, а лишь перегоняют под давлением (через трубопровод) жидкость из одной крайней полости в другую, при этом суммарный объем жидкости не меняется (микронеточности компенсирует ПГА). Необходимое давление во всех трех полостях цилиндра поддерживает ПГА. Уплотнения воспринимают давление с двух сторон и работают в условиях, приближающихся к реальным. Этому способствует и своя гидрожидкость в этой автономной системе.