一、設(shè)計(jì)依據(jù)
設(shè)計(jì)滿足《中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》QC/T563-2014中5.14條款規(guī)定的“受力變形試驗(yàn)”要求,該機(jī)能夠完成標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“轉(zhuǎn)向盤靜扭特性試驗(yàn)、靜彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)、交變扭轉(zhuǎn)及交變彎曲耐久試驗(yàn)”要求。
二、試驗(yàn)機(jī)功能
1、轉(zhuǎn)向盤靜扭特性試驗(yàn)。(包括靜強(qiáng)度、靜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn))
2、靜彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)。
3、交變扭轉(zhuǎn)及交變彎曲耐久試驗(yàn)。
4、繪制相關(guān)試驗(yàn)曲線,并讀取、記錄、打印試驗(yàn)結(jié)果。
5、具有油源過壓保護(hù);油溫互鎖保護(hù);計(jì)數(shù)器予置值互鎖保護(hù);負(fù)荷、位移上、下限設(shè)置定超限保護(hù);電機(jī)過流保護(hù)等功能。
6、工作條件:電源需電壓380V±10%,三相;電源總功率15KW;環(huán)境溫度20±10℃,濕度不大于80%,周圍無腐蝕性介質(zhì)。
三、技術(shù)性能特點(diǎn)
主機(jī)采用當(dāng)代疲勞機(jī)流行的雙柱門式框架結(jié)構(gòu),剛度好,結(jié)構(gòu)緊湊,外形簡潔,加工精細(xì)。
兩立柱(光杠)采用調(diào)質(zhì)處理后再表面鍍硬鉻拋光工藝,硬度高,耐磨耐腐蝕。
光杠與工作臺聯(lián)接應(yīng)用螺栓夾緊技術(shù),安裝孔易于定位,與移動(dòng)橫梁鎖緊孔同時(shí)加工,保證兩件中心線同軸。
伺服作動(dòng)器采用軟支承結(jié)構(gòu),活塞徑向加工均壓支承環(huán)槽,活塞桿表面鍍硬鉻磨削拋光處理提高其使用壽命,密封元件應(yīng)用保色-霞板技術(shù)制作的組合密封件,摩擦阻力小,效率高,啟動(dòng)壓力小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)高。
伺服作動(dòng)器安裝進(jìn)回油蓄能器,并且伺服閥直接與作動(dòng)器短路連接,降低管路的能量損耗。
高剛度的移動(dòng)橫梁由的工程缸全程液壓升降,并和鎖緊缸互鎖,使其移動(dòng)方便,易于定位,鎖緊可靠(升降速度由節(jié)流閥調(diào)整)。
伺服油源已經(jīng)系列化,用戶可以根據(jù)試驗(yàn)的頻率和幅值(位移)的特性要求而自行選擇。
四、主要技術(shù)參數(shù)
1、動(dòng)負(fù)荷: ±5kN
2、靜負(fù)荷: ±20kN
3、靜態(tài)負(fù)荷精度: ±1%(F.S)
4、動(dòng)作器位移: ±125mm
5、位移測量精度: ±0.5%(F.S)
6、加載速度: 10~60mm/min或10~500N/min(可調(diào))
7、加載頻率: 0.01~5Hz
8、加載波形: 正弦波
五、主要配置:
1、試驗(yàn)臺主機(jī) 一臺
2、方向盤試驗(yàn)工裝夾具 一套;
3、伺服控制系統(tǒng) 一套
4、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 一套;
5、液壓動(dòng)力系統(tǒng) 一套
六、結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)
1.主機(jī)
主機(jī)由平臺,伺服作動(dòng)器,移動(dòng)橫梁等構(gòu)成。移動(dòng)橫梁升、降,夾具鎖緊、松開和急停按鈕布置在手控盒操作面板上,伺服作動(dòng)器安裝在橫梁上,工作臺兩側(cè)布置鍍鉻拋光的立柱,并采用螺栓鎖緊方式固定與工作臺成為承載框架。
移動(dòng)橫梁裝有液壓鎖緊機(jī)構(gòu),并通過精密加工的鎖緊缸安裝在橫梁上,移動(dòng)橫梁兩側(cè)應(yīng)用鉸鏈與的工程缸和機(jī)架聯(lián)接,升降方便,鎖緊可靠。移動(dòng)橫梁,通過定位傳力桿和測力傳感器無間隙聯(lián)接。液壓夾具分別與作動(dòng)器及測力傳感器相聯(lián),聯(lián)接部位采用螺旋式消隙墊將間隙消除,提高聯(lián)接剛度,利于疲勞試驗(yàn)。
2.液壓油源
2.1液壓源Q=63L/min系統(tǒng)。
2.2液壓源的組成
液壓源主要由油箱組件,電機(jī)泵組、單泵濾油調(diào)壓集成板,,壓力油輸出集油板,回油路集成板,電氣控制柜等部分組成。
2.2.1 油箱組件
油箱由鋼板經(jīng)氣體保護(hù)焊接而成,箱內(nèi)用隔板分成兩個(gè)區(qū)域(吸油區(qū)、回油區(qū)),油箱側(cè)面設(shè)置清掃口座,放油口(安裝球閥)(還可以應(yīng)用戶要求,底部設(shè)置加熱器xxkW,對低于正常溫度的液壓油進(jìn)行升溫)。下部單泵的吸油口安裝進(jìn)油濾油器,與泵進(jìn)油口聯(lián)接的油管采用膠管,防止振動(dòng)。油箱蓋板安裝液位傳感器,低液面報(bào)警,超極限液位自動(dòng)停泵,正常高度及上限高度提示。同時(shí)在上蓋板上安裝了油溫傳感器和空氣濾清器。
2.2.2電機(jī)泵組
油泵一般采用日本越齒輪泵,電機(jī)采用上海上力電機(jī),油泵與電機(jī)用聯(lián)接盤和彈性聯(lián)軸器組成電機(jī)泵組。電機(jī)泵組采用旁置式結(jié)構(gòu),臥式安裝在油箱旁,通過軟管與油箱吸油濾油器聯(lián)接。此種布置方式可以將電機(jī)泵組的振動(dòng)與油箱組件相隔離,將振動(dòng)減少到狀態(tài),噪聲低。 電機(jī)泵組經(jīng)減震墊固定在槽鋼組焊的底座上。
單泵組濾油調(diào)壓集成板
泵組輸出的高壓油首先進(jìn)入單泵濾油調(diào)壓集成板,集成板上安裝高精度高壓管路濾油器(精度3-5μm)和三級調(diào)壓閥及進(jìn)、回油蓄能器,高壓管路濾油器帶有壓差發(fā)訊器,若發(fā)生堵塞時(shí)即報(bào)警,這時(shí)要更換新的濾油芯。三級調(diào)壓閥限制液壓源的工作壓力,(壓力由壓力表顯示,設(shè)有壓力表開關(guān))用戶可根據(jù)試驗(yàn)要求的幅頻特性,分別選用工作壓力和流量。
冷卻器
冷卻器采用丹佛斯板式冷卻器,質(zhì)量好、效率高。
冷水機(jī)
水冷系統(tǒng)與用戶溝通。
2.3 電氣控制柜
伺服液壓源的電氣控制皆安裝于控制柜中,所有控制按鈕和報(bào)警指示燈布置在面板上.
3.全數(shù)字測控器
該測量控制器與電液伺服系統(tǒng)、測力傳感器、位移傳感器等部件構(gòu)成全數(shù)字測控系統(tǒng)。
測量控制器AN-C350型測量控制器是我公司自主開發(fā)的升級產(chǎn)品,動(dòng)靜電液伺服式試驗(yàn)機(jī)等各種試驗(yàn)機(jī),集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、過程控制一體化的新型測控器。它采用了目前的美國SOC(system on chip)片上系統(tǒng)和基于CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)的DSP(數(shù)字信號處理)技術(shù)。其特點(diǎn)是:
3.1具有高速處理能力,低噪音、高抗干擾,高采樣頻率(6000次/s);
3.2開放式數(shù)據(jù)連接接口,可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)力、變形、位移閉環(huán)控制,以多步驟方式控制恒試驗(yàn)力、恒變形、均試驗(yàn)力速率、勻變形速率、勻試驗(yàn)速度,在試驗(yàn)過程中后三種方式無沖擊自動(dòng)切換;
3.3體積小,整個(gè)測控器體積有50×150×150mm;
3.4測力、測變形分辨力高(動(dòng)態(tài)16位,靜態(tài)19位),且內(nèi)外不分檔,全程分辨力不變化,用戶可根據(jù)試驗(yàn)要求自行設(shè)定;
3.5具有自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)標(biāo)定等功能;
3.6力和變形通道接口可更換其它規(guī)格傳感器,軟件自動(dòng)識別,自動(dòng)標(biāo)定;
系統(tǒng)硬件組成如圖所示,其中可分為液壓測控系統(tǒng)和伺服電機(jī)測控系統(tǒng)兩部分。
4. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及軟件包
4.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過串口與測量控制系統(tǒng)通訊,工作時(shí)將全部操作納入計(jì)算機(jī)控制,在中文WINDOWS界面上用虛擬鍵盤操作。
4.2可對試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集,繪制曲線,曲線局部放大或縮小,并打印出試驗(yàn)曲線;打印的曲線連續(xù)光滑,粗細(xì)適宜。
4.3試驗(yàn)曲線圖的顯示樣式可任意定義,(給定曲線和真實(shí)曲線)定義包括:曲線圖顯示的字體、字體的顏色,背景色,是否漸變顯示,標(biāo)題字體、字體顏色等一些設(shè)置。
4.4試驗(yàn)結(jié)果可以任意選擇、任意存取,對曲線進(jìn)行再分析;包括數(shù)據(jù)重新計(jì)算,曲線重現(xiàn),誤差曲線顯示(通過誤差曲線可以觀察出任意一時(shí)間內(nèi)在一定力情況下的變形是否合格), 同組試驗(yàn)曲線疊加對比,區(qū)間曲線顯示(可自動(dòng)根據(jù)試驗(yàn)的真實(shí)情況顯示試驗(yàn)力和位移、或變形的曲線圖),導(dǎo)出數(shù)據(jù)點(diǎn)至Excel、Origin等。
4.5可選擇力-時(shí)間、力—位移、位移——時(shí)間等曲線;并在試驗(yàn)過程中適時(shí)切換,試驗(yàn)過程中自動(dòng)調(diào)整坐標(biāo),保證曲線直觀清楚。
4.6顯示曲線連續(xù)、光滑、粗細(xì)適宜,曲線坐標(biāo)可以任意調(diào)整、網(wǎng)格可以任意劃分等分,坐標(biāo)標(biāo)記清楚。
4.7可用鼠標(biāo)在曲線上得到任意采集點(diǎn)的力與位移值或力與變形值。
4.8試驗(yàn)曲線波形除了有正弦波、矩形波、三角波等常規(guī)波形外,還可以任意定義其它波形。
4.9多種控制方式:常規(guī)控制、譜載控制、塊譜控制等……。
4.10多種存貯方式:時(shí)間間隔存貯、周期間間隔存貯、自定義文件存貯。
4.11多種保護(hù)方式:力保護(hù)、變形保護(hù)、溫度保護(hù)、幅值保護(hù)、等……。
4.12多種結(jié)束條件:壽命結(jié)束條件、力下降結(jié)束條件、基準(zhǔn)周期百分比結(jié)束條件、等……。