177550. lajstromszámú szabadalom • Berendezés gördűlő felületi igénybevételnak kitett alkatrészek élettartam-tulajdonságainak vizsgálatára, röviden fárasztó berendezés
3 177550 4 a próbatestek és a golyók érintkezési pontjait összekötő egyenesek közös metszéspontjában van. A találmány szerinti berendezést a továbbiakban rajz alapján példakénti kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés fárasztó részének egy példakénti kiviteli alakját mutatja keresztmetszetben. A 2a., 2b. és 2c. ábrák különböző kialakítású belső gyűrűket szemléltetnek, míg a 3. ábra a teljes fárasztó berendezés példakénti kiviteli alakjának oldalnézetét mutatja. Az 1. ábra a két próbatestből és három golyóból álló rendszer egy lehetséges elrendezését mutatja. A gördülő felületi igénybevételnek kitett szerkezeti elemek az 1 külső támasztó gyűrű, a 2 golyó, valamint a 3 belső gyűrű. A rendszerre a terhelés a 4 gömbcsuklón adódik át, amelynek funkcióját a jelen esetben egy golyó tölti be. Az 5 golyóskosár feladata a három golyó helyzetének meghatározása egymáshoz képest 120°-os szöget bezáróan. A rendszer gördülő mozgását a 6 hajtó tengely létesíti, amely a 7 agyon keresztül adja át a mozgást a fárasztott rendszerre, a 8 próbatest tartó elem elfordulás ellen biztosítva van, helyzetét a fárasztott rendszer és a külső terhelés egyensúlya határozza meg. A vázolt rendszer stabil egyensúlyi helyzetének feltétele az, hogy a próbatestek - vagyis az 1 külső támasztó gyűrű, a 3 belső gyűrű és a 2 golyók - P,, P, érintkezési pontjain átmenő egyenesek az F terhelést átadó 4 gömbcsukló P, középpontjában metsszék egymást, ellenkező esetben a gördülési pálya az 1 külső támasztó és a 3 belső gyűrűkön vándorol, vagy határesetben a rendszer instabil állapotba kerülve elemeire esik szét. Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti berendezés mindhárom fárasztott alkatrész, nevezetesen az 1 külső támasztó gyűrű, a 3 belső gyűrű és a közöttük elhelyezkedő 2 golyók élettartamának vizsgálatára alkalmas, mégpedig a tényleges kialakításnak megfelelő alakban. Ezek szerint a különféle szerkezeti elemek modellezésére mind az 1 külső támasztó gyűrű, mind a 3 belső gyűrű, mind pedig a 2 golyók egyaránt alkalmasak, de legnagyobb jelentősége ilyen szempontból a 3 belső gyűrűnek van. Ugyanis a 3 belső gyűrű profiljának kialakítása a 2a. ábra szerinti homorú, a 2b. ábra szerinti egyenes és a 2c. ábra szerinti domború egyaránt lehet, ezáltal széles tartományban változtatható görbületi sugárviszonyok valósíthatók meg. A 3. ábra a teljes berendezés egy lehetséges kiviteli alakjának oldalnézetét mutatja. Az azonos szerkezeti elemek azonos hivatkozási számokkal vannak jelölve. A már ismert szerkezeti elemek közül lényeges az 1 külső támasztó gyűrűből, 2 golyókból és 3 belső gyűrűből álló fárasztott rendszer, a 6 hajtótengely, mely a 9 házban axiálisan és radiálisán csapágyazott. A 6 hajtótengelyt a 10 szíjtárcsa és laposszíj közvetítésével a 11 villamos motor forgatja. A rendszer terhelését a 12 rugó oldja, mely a 13 csavarral feszíthető elő a kívánt mértékben. Az összes szerkezeti elemet a 14 állvány foglalja egységbe. A kifáradás bekövetkezését a 15 gyorsulás-érzékelő jelzi, melynek kimenő feszültségét a rajzon nem ábrázolt elektronikus határértékellenőrző rendszer észleli, és a beállított rezgésszint felett a berendezést lekapcsolja. A kedvező jel/zaj viszony elérése érdekében a gyorstllásérzékelő csak a 8 próbatest tartó elemen helyezhető el, máshova téve a kikapcsolás nem megbízható. A találmány tárgyát képező berendezés a következőkben különbözik az eddigi megoldásoktól : a) A találmány szerinti fárasztó berendezés egyetlen az erre a célra kidolgozottak között, melynél a próbatestekből és golyókból összeállított rendszerben tiszta gördülés valósul meg, a rendszer külső megtámasztás nélkül is stabil, de ugyanakkor nem túlhatározötts ezáltal azíjgénybevétel nagysága egyértelműen definiált. b) Az a) pontban rögzítettekből következik, hogy a fárasztó berendezés alapvetően különbözik a látszatra hasonló axiális terhelésű négygolyós fárasztó berendezéstől (1. Eschmann korábban hivatkozott könyve), mivel az csak golyók támasztására alkalmas, valamint az angol Unisteel berendezéstől (Johnson, Sewell: JISI, 1960, 414—444. old.), melynél a talpcsapágyak fárasztása két egymással szemben álló csapágyazott tengelyre felfogva történik, emiatt a rendszer túlhatározott, és a szerkezetben lévő csapágyak zaja nagyon nehezen választható le a hasznos jelről. Az elrendezési különbségek mellett elvileg különbözik a berendezés a 161 419 sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett megoldástól is, mivel ott az instabil helyzetű golyó megtámasztásáról külön kellett gondoskodni egy bonyolult megoldású stabilizáló rendszerrel. A találmány tárgyát képező berendezés fő alkalmazási területe a gépiparban használt különféle geometriájú, gördülő felületi igénybevétellel terhelt szerkezeti elemek élettartam-tulajdonságainak meghatározása a konstrukció, az anyagminőség és a gyártási technológia függvényében. Szabadalmi igénypontok 1. Felületi fárasztó berendezés gördülő felületi igénybe, vételnek kitett alkatrészek élettartam-tulajdonságainak meghatározására, azzal jellemezve, hogy terhelést (F) átadó gömbcsuklóra (4) erőfelvevően csatlakozik két próbatestből. nevezetesen belső gyűrűből (3) és külső támasztó gyűrűből ( 1 ). valamint ugyancsak próbatestet képező három golyóból (2) álló rendszer, és a gömbcsukló (4) középpontja (P3 a próbatestek (1, 3) és a golyók (2) érintkezési pontjait (Pp P,) összekötő egyenesek közös metszéspontjában van. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy belső gyűrűjének (3) homorú profilú támasztó felülete van (2a. ábra). 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy belső gyűrűjének (3) sík profilú támasztó felülete van (2b. ábra). 4. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy belső gyűrűjének (3) domború profilú támasztó felülete van (2c. ábra). 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy terhelést (F) átvivő gömbcsuklójával (4) ellentétes oldalon gördülő mozgást létesítő, axiálisan és radiálisán csapágyazott hajtótengely (6) van elhelyezve, amelyhez az egyik külső próbatest — a külső támasztó gyűrű (1) vagy a belső gyűrű (3) — rögzítetten csatlakozik, míg a másik külső próbatest— a belső gyűrű (3), ill. a külső támasztó gyűrű (fi) — őt szabadságfokos csatlakozta fással az érintkező legördülő' felületek' és 5 10 45 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
