一、設(shè)計(jì)依據(jù):
該試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)符合《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》—JB/T10189-2010《汽車用等速萬(wàn)向節(jié)及其總成》中附錄E“周期循環(huán)壽命試驗(yàn)”規(guī)定的相關(guān)試驗(yàn)要求。
二、總體要求:
采用機(jī)械封閉式結(jié)構(gòu)(俗稱四方機(jī)),液壓連續(xù)加載,變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng),節(jié)省了功耗,為了模擬汽車實(shí)際使用安裝角的要求,驅(qū)動(dòng)端采用水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),中間傳動(dòng)裝置采用上下移動(dòng)機(jī)構(gòu),并可任意調(diào)整。驅(qū)動(dòng)端設(shè)有手動(dòng)調(diào)整裝置,以適應(yīng)不同長(zhǎng)短試樣的試驗(yàn)空間要求。
試驗(yàn)臺(tái)采用計(jì)算機(jī)控制,數(shù)據(jù)采集、處理,可以記錄轉(zhuǎn)速、加載扭矩、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù),并能打印圖表報(bào)告等。
三、試驗(yàn)臺(tái)組成及工作原理
1、試驗(yàn)臺(tái)主機(jī)的組成及工作原理
該設(shè)備主機(jī)包括試驗(yàn)平臺(tái)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、從動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)及液壓泵站幾部分。是用來(lái)模擬汽車實(shí)際使用狀態(tài)要求,對(duì)驅(qū)動(dòng)軸在不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角和扭矩等狀態(tài)下進(jìn)行周期循環(huán)疲勞試驗(yàn)的裝置。
該設(shè)備的整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)主要是,由一對(duì)齒輪箱中的四個(gè)等傳動(dòng)比齒輪和同時(shí)試驗(yàn)的兩件試樣,形成一個(gè)機(jī)械封閉式的結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)可以地節(jié)省功率。
其中一個(gè)主齒輪箱安裝在左側(cè),用來(lái)安裝轉(zhuǎn)動(dòng)軸,由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)主齒輪箱中的齒輪來(lái)拖動(dòng)試樣按規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),試驗(yàn)轉(zhuǎn)速可達(dá)到100-2500r/min,通過(guò)變頻電機(jī)作為主驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn),另外整個(gè)主傳動(dòng)裝置安裝在一個(gè)擺動(dòng)臺(tái)架上,通過(guò)一直線油缸程序控制推轉(zhuǎn),使擺動(dòng)架擺動(dòng)從而模擬汽車實(shí)際安裝角,當(dāng)調(diào)整到一個(gè)試驗(yàn)角度后,由鎖緊油缸自動(dòng)將擺動(dòng)架鎖緊,滿足試驗(yàn)要求。擺轉(zhuǎn)角度由光電編碼器讀出。
從動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)是由一個(gè)副齒輪箱中的兩個(gè)齒輪完成傳動(dòng)的。主動(dòng)及從動(dòng)均齒輪箱可以承受6000Nm的扭矩,同時(shí)副齒輪箱通過(guò)一副直線導(dǎo)軌與一個(gè)液壓升降缸相連,通過(guò)液壓控制從動(dòng)端的垂直移動(dòng),完成垂直方向的位置調(diào)整。另外整個(gè)從動(dòng)裝置可以用手輪通過(guò)絲杠作進(jìn)給調(diào)整,滿足不同長(zhǎng)短試件的需求。
垂直傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用來(lái)連接每個(gè)軸系上的兩個(gè)試件輸出端,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)框架上一個(gè)液壓升降缸相連,通過(guò)液壓控制產(chǎn)生垂直上下移動(dòng),完成垂直方向的位置調(diào)整。
液壓加載裝置串接在封閉環(huán)內(nèi)的一個(gè)傳動(dòng)軸上,它是一個(gè)擺動(dòng)加載缸通過(guò)液壓伺服控制,可以對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行正、反兩個(gè)方向連續(xù)加載。扭矩自動(dòng)控制,大小由安裝在軸系中的的扭矩傳感器讀出。
該設(shè)備配有一個(gè)液壓站,用以提供加載和轉(zhuǎn)角及傳動(dòng)裝置升降的液壓動(dòng)力。為防止長(zhǎng)期循環(huán)疲勞試驗(yàn)使油溫升高,液壓站配有冷卻系統(tǒng),對(duì)液壓油降溫,滿足設(shè)備長(zhǎng)時(shí)工作需求。
該設(shè)備配有齒輪箱的循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng),采用噴射式對(duì)齒輪箱內(nèi)齒輪強(qiáng)制潤(rùn)滑,避免帶油潤(rùn)滑帶來(lái)的齒輪箱內(nèi)潤(rùn)滑油的溫度過(guò)高。
主傳動(dòng)系統(tǒng)和從動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)都固定在試驗(yàn)平臺(tái)上,整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,站地面積小。
設(shè)計(jì)先進(jìn),功能完善,便于試驗(yàn)操作。
2、電控系統(tǒng)的組成及工作原理
電控系統(tǒng)由測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)兩部分組成。
測(cè)量系統(tǒng)由光電編碼器,計(jì)數(shù)、I/O等模板組成,完成角度、頻率、轉(zhuǎn)速的測(cè)量。
控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),通過(guò)RS232/485通訊模塊控制變頻器,進(jìn)而控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn),水平、垂直擺動(dòng)采用液壓缸驅(qū)動(dòng),計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)控制。試驗(yàn)扭矩通過(guò)扭矩傳感器、比例閥、伺服控制器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。試驗(yàn)軟件是在WINDOWS平臺(tái)下用C++或labview編寫,可以進(jìn)行試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定、試驗(yàn)過(guò)程控制、次數(shù)顯示、報(bào)表打印等,界面友好,便于操作。
四、主要配置:
1、試驗(yàn)平臺(tái)。
2、主傳動(dòng)系統(tǒng)。
3、從動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。
4、液壓加載系統(tǒng)。
5、液壓泵站及冷卻系統(tǒng)。
6、齒輪箱潤(rùn)滑系統(tǒng)。
7、控制測(cè)量系統(tǒng)。
8、計(jì)算機(jī)及軟件系統(tǒng)。
9、紅外測(cè)溫系統(tǒng)。
10、風(fēng)冷裝置
11、防護(hù)裝置
五、主要技術(shù)參數(shù):
1、試驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍: ±100---±2500r/min(2500r/min時(shí)扭矩可達(dá)500 Nm)
(此參數(shù)是指設(shè)備單項(xiàng)能力,正常使用建議不超過(guò)2000 r/min)
2、試驗(yàn)扭矩范圍: 0-±6000N·m (扭矩6000 Nm 時(shí)轉(zhuǎn)速可達(dá)250r/min)
扭矩測(cè)量精度: ±2%(F·S);
3、左右驅(qū)動(dòng)端回轉(zhuǎn)角度: 0-46°;
4、垂直移動(dòng)距離: 300mm (向下100)--(向上200mm);
5、從動(dòng)端垂直移動(dòng)頻率: 0-1Hz;
6、回轉(zhuǎn)直徑: 0-300mm;
7、試驗(yàn)件數(shù)量: 2根;
8、自動(dòng)保護(hù)功能:----扭矩設(shè)定保護(hù)----油溫超調(diào)報(bào)警;
9、具有自動(dòng)計(jì)數(shù)功能;
10、扭矩,紅外測(cè)溫,計(jì)算機(jī)參與控制,超溫自動(dòng)停機(jī);
11、每個(gè)試件均需要管道送風(fēng)冷卻風(fēng)量12m/s ;
12、試驗(yàn)計(jì)數(shù)可以用時(shí)間計(jì),也可用轉(zhuǎn)圈數(shù)來(lái)計(jì);
13、試件長(zhǎng)度范圍:300mm----1300mm;
14、加載序列設(shè)置中每一段的運(yùn)行時(shí)間可選擇使用轉(zhuǎn)數(shù)或時(shí)間來(lái)設(shè)定;
15、設(shè)備具備安全防護(hù)裝置,避免零件脫落及碎片飛出。 在正面布置防護(hù)欄(可觀察),同時(shí)具有開啟互鎖功能,當(dāng)防護(hù)欄開啟式,設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)。