RU2299412C1 - Experimental installation for definition of the temperature of self-heating of the rubber rim of the supporting rollers of tracked vehicle - Google Patents
Experimental installation for definition of the temperature of self-heating of the rubber rim of the supporting rollers of tracked vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299412C1 RU2299412C1 RU2005141197/11A RU2005141197A RU2299412C1 RU 2299412 C1 RU2299412 C1 RU 2299412C1 RU 2005141197/11 A RU2005141197/11 A RU 2005141197/11A RU 2005141197 A RU2005141197 A RU 2005141197A RU 2299412 C1 RU2299412 C1 RU 2299412C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- sample
- rim
- self
- tested
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытаниям, в частности к определению физико-термических свойств резины обрезиненных опорных катков гусеничных машин (ГМ) в различных условиях работы.The invention relates to tests, in particular to the determination of the physicochemical properties of rubber in rubberized track rollers of tracked vehicles (GM) under various operating conditions.
Обрезиненные опорные катки относятся к числу основных сборочных единиц ходовой части ГМ. Массивные наружные шины обеспечивают лучшую амортизацию, существенно снижая динамические нагрузки на гусеницу и каток и повышая тем самым срок их службы. При достаточной частоте нагружения массив резины не успевает отдавать окружающей среде все выделенное тепло, начинается саморазогрев. Если равновесие между выделенным и отведенным количеством тепла не устанавливается, температура резины будет расти до недопустимого уровня. Для прогнозирования срока службы и надежности эксплуатации обрезиненных катков необходимо проведение испытаний резины под нагрузкой.Rubber track rollers are among the main assembly units of the GM chassis. Massive outer tires provide better cushioning, significantly reducing the dynamic loads on the track and roller and thereby increasing their service life. With a sufficient loading frequency, the rubber mass does not have time to give all the released heat to the environment, and self-heating begins. If the balance between the allocated and allocated amount of heat is not established, the temperature of the rubber will increase to an unacceptable level. To predict the service life and reliability of rubberized rollers, it is necessary to conduct rubber tests under load.
Известна установка для испытания модели гусеничного обода, принятая за аналог этого изобретения. В этой установке на стенде имитируют движение обода на твердом несминаемом грунте. Модель гусеничного обода выполняется по законам подобия. В качестве грунта на стенде такой модели обычно применяется бесконечная лента или подобная гусеница, установленная на роликах под опорной ветвью испытуемого обода. Такие условия, при соответствующем подборе материалов ленты, имитируют движение на мягком, но упругом грунте (Забавников Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин. М.: Машиностроение, 1968 г.).A known installation for testing a model of a tracked rim, adopted for the analogue of this invention. In this installation, the stand simulates the movement of the rim on hard, non-crushable soil. The tracked rim model follows the laws of similarity. An endless belt or similar caterpillar mounted on rollers under the supporting branch of the test rim is usually used as soil on the stand of such a model. Such conditions, with the appropriate selection of tape materials, imitate movement on soft, but elastic soil (N. Zabavnikov, Fundamentals of the theory of transport tracked vehicles. M: Mechanical Engineering, 1968).
Недостатками описанной установки являются практически натуральные, т.е. большие габаритные размеры, а также сложность измерения температуры в центре массива шины при вращающемся опорном катке.The disadvantages of the described installation are almost natural, i.e. large overall dimensions, as well as the difficulty of measuring temperature in the center of the tire array with a rotating track roller.
Известна также машина для определения динамических свойств полимерных материалов (МДМ), принятая за прототип данного изобретения (Испытательная техника. / Под ред. В.В.Клюева. Справочник в двух книгах. Кн.2, М.: Машиностроение, 1982. с.141). В этой машине механизм нагружения состоит из кривошипно-шатунного механизма, снабженного устройством для плавного изменения эксцентриситета в процессе нагружения испытываемого резинового образца, а вращение его обеспечивается через редуктор с переменным коэффициентом передачи от электродвигателя с плавным изменением частоты вращения. Для изменения фазы смещения активного захвата кривошипно-шатунный механизм снабжен устройством, выдающим импульс отметки фазы угла вращения кривошипа в пределах 360°. Сигналы с датчика силы, датчика смещения активного захвата и устройства отметки фазы угла вращения кривошипа поданы на прибор, обеспечивающий измерение усилия, действующего на испытываемый резиновый образец в заданной фазе его деформирования и измерение деформации испытываемого резинового образца в заданной фазе нагружения. В машине имеется термокриокамера, в которой испытываемый резиновый образец вместе с захватами находится в зоне с равномерной температурой. Применение такой машины для испытания резины обода гусеничной машины более целесообразно, чем аналог. Установка имеет меньшие габариты, однако обладает существенными недостатками.There is also known a machine for determining the dynamic properties of polymeric materials (MDM), adopted as a prototype of this invention (Testing technique. / Ed. By V.V. Klyuyev. Handbook in two books.
Основными недостатками описанной конструкции являются: сложность эксплуатации в связи необходимостью изменения величины плеча кривошипа для изменения усилия, действующего на испытываемый резиновый образец; невозможность нагружения резинового образца в форме пластины, лежащего на твердом основании; отсутствие возможности измерения температуры внутри массива резинового образца; относительно большие габаритные размеры такой установки.The main disadvantages of the design described are: the complexity of operation due to the need to change the magnitude of the crank arm to change the force acting on the test rubber specimen; the impossibility of loading a rubber sample in the form of a plate lying on a solid base; the inability to measure the temperature inside the array of the rubber sample; relatively large overall dimensions of such an installation.
Технической задачей настоящего изобретения является создание малогабаритной, простой в эксплуатации экспериментальной установки для определения температуры саморазогрева резины обода опорных катков гусеничных машин при различных условиях работы.The technical task of the present invention is the creation of a small-sized, easy-to-use experimental setup for determining the temperature of self-heating of the rubber of the rim of the track rollers of tracked vehicles under various operating conditions.
Поставленная задача изобретения решается в предложенной экспериментальной установке следующим образом. Экспериментальная установка для определения температуры саморазогрева резины обода опорных катков гусеничных машин содержит электродвигатель, механизм нагружения и испытываемый резиновый образец. Механизм нагружения выполнен в виде диска, эксцентрично закрепленного на валу, с посаженным на диск подшипником. Один конец вала связан с электродвигателем постоянного тока, а другой - с тахометром. Поверхность, контактирующая с испытываемым резиновым образцом через сменную, подвижную в направлении деформации испытываемого резинового образца пластину, образована наружной обоймой подшипника качения, посаженного на диск. Испытываемый резиновый образец с внедренными в него термопарами и теплоизоляцией на нагружаемых поверхностях установлен на жестком основании механизма нагружения.The object of the invention is solved in the proposed experimental setup as follows. The experimental setup for determining the temperature of self-heating of the rubber of the rim of the track rollers of tracked vehicles contains an electric motor, a loading mechanism, and a tested rubber specimen. The loading mechanism is made in the form of a disk eccentrically fixed to the shaft with a bearing seated on the disk. One end of the shaft is connected to a DC motor, and the other to a tachometer. The surface in contact with the test rubber specimen through a removable plate movable in the direction of deformation of the test rubber specimen is formed by the outer race of the rolling bearing mounted on the disk. The test rubber sample with thermocouples embedded in it and thermal insulation on the loaded surfaces is mounted on a rigid base of the loading mechanism.
Определение толщины сменной пластины для требуемой длительности и амплитуды нагружения испытываемого резинового образца производится по следующей экспериментальной зависимости:Determination of the thickness of the interchangeable plate for the required duration and amplitude of loading of the test rubber sample is carried out according to the following experimental dependence:
где σ - толщина сменной пластины; R - радиус наружной обоймы подшипника качения, посаженного на диск; ε - величина эксцентриситета закрепления диска на валу; δК - максимальная деформация резины обода опорного катка гусеничной машины; RК - радиус опорного катка гусеничной машины; h - толщина испытываемого резинового образца в несжатом состоянии, при этом коэффициент от 1,0 до 1,2 выбирается в зависимости от упругости материала теплоизоляции горизонтальных поверхностей.where σ is the thickness of the interchangeable plate; R is the radius of the outer race of the rolling bearing mounted on the disk; ε is the magnitude of the eccentricity of the fixing disk on the shaft; δ K is the maximum deformation of the rubber of the rim of the track roller of the tracked vehicle; R K is the radius of the track roller of the tracked vehicle; h is the thickness of the test rubber sample in an uncompressed state, with a coefficient of 1.0 to 1.2 being selected depending on the elasticity of the thermal insulation material of horizontal surfaces.
Изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображена схема экспериментальной установки для определения температуры саморазогрева резины обода опорных катков гусеничных машин, на фигуре 2 изображено сечение экспериментальной установки по А-А фиг.1. Фигура 3 иллюстрирует расчетную схему экспериментальной установки в соответствии с фигурой 2.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of an experimental setup for determining the temperature of self-heating of the rubber of the rim of the track rollers of tracked vehicles, figure 2 shows a cross section of the experimental setup according to A-A of figure 1. Figure 3 illustrates the design of the experimental setup in accordance with figure 2.
Экспериментальная установка для определения температуры саморазогрева резины обода опорных катков гусеничных машин содержит электродвигатель 1, испытываемый резиновый образец 2 и механизм нагружения. Механизм нагружения, моделирующий циклическое сжатие испытываемого резинового образца 2, выполнен в виде диска 3 с подшипником 4, эксцентрично закрепленного на валу 5. Кинематическая схема установки размещена на жестком основании 6, предназначенном для гашения вибраций, возникающих во время эксперимента. Вал 5 закреплен в опорах 7 на подшипниках 8, приводящийся во вращение через редуктор 9, 10. На валу 5 также установлен оптический модулятор 11, представляющий совместно с оптическим датчиком 12 тахометр для измерения его частоты вращения. Поверхность диска 3, образованная наружной поверхностью подшипника качения 4, посаженного на диск 3, и контактирующая с испытываемым резиновым образцом 2 через сменную, подвижную в направлении деформации образца пластину 13, которая предназначена для равномерного распределения сжимающей силы на испытываемый резиновый образец. Для предотвращения возникновения сдвиговых нагрузок на испытываемый резиновый образец 2 пластина 13 свободно посажена на направляющие стойки 14. Этой же цели служит подшипник 4. Боковая теплоизоляция испытываемого резинового образца (не показана) применена для ликвидации теплоотдачи в окружающую среду. Горизонтальные поверхности испытываемого резинового образца также теплоизолированы от основания 6 и пластины 13. Внедренные в испытываемый резиновый образец термопары 15 предназначены для измерения температуры внутри него.The experimental setup for determining the temperature of self-heating of the rubber of the rim of the track rollers of tracked vehicles contains an
Работа установки заключается в следующем.The operation of the installation is as follows.
До проведения эксперимента для конкретной ГМ рассчитывают частоту Nк, длительность τк и величину деформации δк площади контакта резиновой шины опорного катка с беговой дорожкой гусеницы (фиг.3). Исходными данными являются: скорость движения ГМ Vм; радиус опорного катка RK, внутренний радиус резиновой шины Rш;, модуль сжатия резины шины Е; статическая нагрузка Рст на опорный каток.Before the experiment, for a particular GM, the frequency N k , the duration τ k and the strain value δ to the contact area of the rubber tire of the track roller with the track of the track are calculated (Fig. 3). The initial data are: GM movement speed V m ; the radius of the track roller R K , the inner radius of the rubber tire R w ; static load P st on the track roller.
Величину деформации δK рассчитывают по формуле:The strain δ K is calculated by the formula:
Частоту и длительность деформации площади контакта резиновой шины опорного катка с беговой дорожкой гусеницы рассчитывают по соответствующим формулам:The frequency and duration of the deformation of the contact area of the rubber tire of the track roller with the track of the track is calculated by the corresponding formulas:
где αK - центральный угол окружности RK, соответствующий площади контакта резиновой шины с беговой дорожкой гусеницы.where α K is the central angle of the circle R K corresponding to the contact area of the rubber tire with the track of the track.
Обеспечение при работе установки предварительно рассчитанных по (1), (2), (3) значений поясняет расчетная схема на фигуре 3. Точками В и А обозначены положения эксцентрично закрепленного диска 3, соответствующие началу и максимуму нагружения образца. Задание в эксперименте длительности деформации τЭ (определяемой величиной угла 2α (фиг.3)) и величины деформации образца δэ, соответствующих величинам δК и τК, обеспечивается толщиной σ сменной пластины 13 при известных параметрах установки: эксцентриситете ε посадки диска 5 на валу 4 и радиусе R подшипника 4 (фиг.1, 2, 3). Толщина сменной пластины 13 определяется по экспериментальной зависимостиProviding during operation of the installation previously calculated according to (1), (2), (3) values is explained by the calculation scheme in figure 3. Points B and A indicate the positions of the eccentrically fixed
где коэффициент от 1,0 до 1,2 выбирается в связи с сжимаемостью теплоизоляции горизонтальных поверхностей испытуемого образца.where a coefficient of 1.0 to 1.2 is selected in connection with the compressibility of the thermal insulation of the horizontal surfaces of the test sample.
После расчетов по зависимостям (1)-(4) приступают к эксперименту. Для этого в установку между опорами 7 на жесткое основание 6 под диск 3 с подшипником 4 помещают испытываемый резиновый образец 2 (фиг.1) с предварительно внедренными в него термопарами 15 и накрывают его пластиной 13, надев последнюю на направляющие стойки 14. «Холодные» спаи термопар 15 и оптический датчик 12 тахометра подключают к регистрирующей аппаратуре. Включают питание электродвигателя 1 и по показаниям тахометра, вызванным вращением оптического модулятора 11, регулируют величину напряжения и устанавливают необходимую частоту вращения вала 5 в подшипниках 8 через редуктор 9, 10. Регистрируют температуру саморазогрева образца в интересующие моменты времени пробега ГМ по показаниям термопар 15.After calculating the dependencies (1) - (4), they begin the experiment. To do this, in the installation between the supports 7 on a rigid base 6 under the
Пример конкретного расчета толщины сменной пластины.An example of a specific calculation of the thickness of an interchangeable plate.
Исходные данные:Initial data:
скорость движения ГМ Vм=40 км/ч = 11 м/с;GM speed V m = 40 km / h = 11 m / s;
радиус опорного катка RK=0,2 м;track roller radius R K = 0.2 m;
внутренний радиус резиновой шины опорного катка ГМ Rш=0,16 м;the inner radius of the rubber tire of the support roller GM R W = 0.16 m;
модуль сжатия резины шины Е=2·106 Н/м;tire compression module E = 2 · 10 6 N / m;
статическая нагрузка на опорный каток Рст=2·10 Н;static load on the support roller P article = 2 · 10 N;
толщина испытуемого резинового образца в несжатом состоянии h=0,04 м;the thickness of the test rubber sample in an uncompressed state h = 0.04 m;
величина эксцентриситета закрепления диска на валу ε=0,02 м;the magnitude of the eccentricity of the fixing of the disk on the shaft ε = 0.02 m;
радиус наружной обоймы подшипника качения, посаженного на диск, R=0,13 м.the radius of the outer race of the rolling bearing mounted on the disk, R = 0.13 m
Результаты расчетов:Results of calculations:
величина деформации δK=Рст/E=0,01 м;the magnitude of the deformation δ K = P article / E = 0.01 m;
частота и длительность деформацииstrain frequency and duration
толщина сменной пластины при теплоизоляции горизонтальных поверхностей испытуемого образца паронитом, для которого коэффициент равен 1.the thickness of the interchangeable plate during thermal insulation of the horizontal surfaces of the test sample with paronite, for which the coefficient is 1.
Предложенная экспериментальная установка для определения температуры саморазогрева резины обода опорных катков гусеничных машин прошла испытания в лаборатории заявителя с положительными результатами и является малогабаритной, простой в эксплуатации и позволяет определять температуру саморазогрева резины обода опорных катков гусеничных машин при различных условиях работы.The proposed experimental setup for determining the temperature of the self-heating of the rubber of the rim of the track rollers of the tracked vehicles was tested in the applicant’s laboratory with positive results and is small-sized, easy to operate and allows you to determine the temperature of the self-heating of the rubber of the rim of the track rollers of the track machines under various operating conditions.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141197/11A RU2299412C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Experimental installation for definition of the temperature of self-heating of the rubber rim of the supporting rollers of tracked vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141197/11A RU2299412C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Experimental installation for definition of the temperature of self-heating of the rubber rim of the supporting rollers of tracked vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2299412C1 true RU2299412C1 (en) | 2007-05-20 |
Family
ID=38164216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141197/11A RU2299412C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Experimental installation for definition of the temperature of self-heating of the rubber rim of the supporting rollers of tracked vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2299412C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112630577A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-09 | 浙江省送变电工程有限公司 | Digital relay protection automatic test system |
-
2005
- 2005-12-29 RU RU2005141197/11A patent/RU2299412C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112630577A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-09 | 浙江省送变电工程有限公司 | Digital relay protection automatic test system |
CN112630577B (en) * | 2020-12-28 | 2024-04-16 | 浙江省送变电工程有限公司 | Automatic testing system for digital relay protection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108051328B (en) | Multifunctional friction and wear testing machine based on pin disc friction pair and testing method thereof | |
KR101912027B1 (en) | Method for predicting rolling resistance of tire and device for predicting rolling resistance of tire | |
US7082839B2 (en) | Apparatus and method for testing moisture susceptibility, rutting and fatigue of material | |
Chowdhury et al. | The effect of frequency of vibration and humidity on the coefficient of friction | |
US20190310175A1 (en) | Rubber Wear Resistance Evaluation Method | |
CN107505259A (en) | A kind of rotary skin-friction coefficient test system and method for testing | |
JP2001502807A (en) | How to detect the functional effectiveness of a lubricating oil | |
RU2299412C1 (en) | Experimental installation for definition of the temperature of self-heating of the rubber rim of the supporting rollers of tracked vehicle | |
JP6992077B2 (en) | Tire tester, how to test tires, and computer programs | |
CN111504831A (en) | Bearing steel ball friction and wear performance test bed, test frame and test method | |
KR101358890B1 (en) | High speed friction tester for rubber block | |
Tiwari et al. | Rolling friction of elastomers: role of strain softening | |
RU2366944C1 (en) | Method for determination of physical-mechanical characteristics of soil layer | |
JP2011137788A (en) | Flat belt tester for tire and tire tester | |
RU2411496C2 (en) | Method of experimental-theoretical determination of friction performance of friction pair for torque transfer and device for implementation of this method | |
RU173978U1 (en) | A device for determining the coefficients of stiffness and hardness of the snow cover | |
RU43973U1 (en) | MACHINE FOR TESTING FRICTION DISCS FOR FRICTION AND WEAR | |
Zhou et al. | Temperature characteristics of indentation rolling resistance of belt conveyor | |
US3053073A (en) | Bearing materials tester | |
GB2394061A (en) | Testing road surface materials | |
RU2063064C1 (en) | Laboratory plant to study mechanics | |
RU2213337C2 (en) | Bed testing bearings reacting to axial force | |
Xie et al. | Cast polyurethane elastomers with improved dynamic fatigue resistance | |
SU641328A1 (en) | Friction force measuring device | |
Ciulli et al. | A Simple Modular Test Rig for Measuring Static and Dynamic Friction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071230 |