Зубчатые муфты. Надежность деталей оценивают по результатам их эксплуатации. Современные методы уточненных расчетов при известных нагрузках позволяют с достаточной степенью точности определять срок службы, стальных деталей, подверженных износу и старению, тем не менее только испытания или эксплуатация могут подтвердить эти расчеты. Наибольшую достоверность имеют результаты испытаний, которые проводятся в условиях, близких к эксплуатационным.
Любые комплексные исследования можно разделить на отдельные этапы, предусматривающие оценку условий трения деталей, важных с точки зрения безопасности движения, подтверждение пригодности выбранных смазочных материалов, изучение условий и характера разрушения, необходимых для подтверждения результатов расчета методом конечных элементов. В целом все эксперименты можно разделить на три типа:
- проверка функциональной пригодности детали или узла;
- подтверждение расчетного срока службы;
- фундаментальные исследования.
Применительно к муфтам испытания включают общую проверку гарантируемых рабочих характеристик, температурного режима, герметичности корпуса, геометрии зацепления (для зубчатых муфт), поведения при высокой частоте вращения. Подтверждение установленного срока службы упрощенно представляется как определение износостойкости зубчатого зацепления и подсчет числа циклов нагружения до разрушения. Если износостойкость зубчатой муфты зависит от характера нагрузок и не поддается предварительному расчету, то число циклов до разрушения можно рассчитать.
На специально разработанном стенде для испытаний зубчатых муфт эксплуатационные смещения моделируются с помощью подвижных столов, которые в соответствии с программой в задаваемой последовательности перемещают муфты как в радиальном, так и осевом направлениях. На стенде смонтирован массивный вращающийся цилиндр, который может реверсироваться. Он может создавать нагрузочные моменты для испытываемых муфт с частотой до 100 Гц.
Метрологическая база, помимо устройств для регистрации вращающего момента, частоты вращения и смещений, включает в себя также бесконтактные термометры, которые контролируют температуру муфт в фазе разгона с учетом эффективности смазывания. Критериями отключения при длительных испытаниях могут быть все задававшиеся параметры, но, как правило, используются температура и вращающий момент.
Испытательный стенд позволяет исследовать при действии порогового и переменных моментов поведение элементов конструкции, имеющих низкую жесткость на скручивание, а также реакцию зубчатых муфт с зазором в зацеплении на воздействие переменных моментов. Одновременное испытание двух муфт (четырех полумуфт) дает возможность, помимо прочего, учитывать статистически оцениваемые факторы. Так, из результатов длительных испытаний можно получить необходимые данные о геометрии зацепления при различных режимах работы муфты, а также определить критерии замены последней. Наряду с этим можно также исследовать состояние уплотнений и смазочного материала, а также устанавливать температурный диапазон эксплуатации.
