汽車橡膠襯套綜合試驗(yàn)臺的研究
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橡膠彈性元件的使用壽命一般可達(dá)到16年，由于缺乏必要的檢測設(shè)備，無法對彈性元件的剛度等主要參數(shù)進(jìn)行測試，同時(shí)缺乏相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，致使在架修期（5年）不得不對橡膠彈性元件進(jìn)行更換，大大增加了維修成本，而且某些橡膠彈性元件主要依靠進(jìn)口。因此，中國汽車技術(shù)研究中心先后為浙江萬向系統(tǒng)有限公司和合肥車橋有限責(zé)任公司研制了適合多種橡膠彈性元件剛度測量和壽命疲勞試驗(yàn)的綜合試驗(yàn)臺（見圖1）。該試驗(yàn)臺主要由臺體、液壓系統(tǒng)、電伺服系統(tǒng)、電控和測量系統(tǒng)組成，采用研華工控機(jī)和采集卡作為試驗(yàn)臺測控中心，可以分別完成橡膠襯套X、Y、Z直線方向的靜態(tài)剛度、動(dòng)態(tài)剛度和疲勞壽命試驗(yàn)以及旋轉(zhuǎn)方向的靜態(tài)剛度和疲勞壽命試驗(yàn)，還可完成橡膠襯套內(nèi)筒的拉脫力試驗(yàn)，試驗(yàn)過程的控制與測試均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，軟件通過特定的程序處理，其系統(tǒng)的控制精度和測量精度均可達(dá)到1%以下，人機(jī)交互界面友好，測試的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，完全達(dá)到MSA要求。
圖1 汽車橡膠襯套綜合試驗(yàn)臺
試驗(yàn)臺總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，試驗(yàn)臺分為液壓和伺服兩個(gè)通道，其中液壓通道由上固定橫梁、中間移動(dòng)橫梁和立柱組成試件裝夾框架，位于工作臺面之上，液壓缸和伺服閥位于工作臺之下。力傳感器與移動(dòng)橫梁相對固定，位移傳感器為磁滯伸縮式，傳感器主體固定在液壓缸底部，磁環(huán)固定在液壓活塞上，隨液壓缸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磁信號變化從而測量位移信號。旋轉(zhuǎn)通道是一個(gè)曲柄連桿結(jié)構(gòu)，伺服電機(jī)系統(tǒng)位于臺面之下，扭矩傳感器和角度傳感器及試件工裝位于臺面之上，角度傳感器軸與試件連接，殼體通過支架與扭矩傳感器法蘭連接，從而測量試件扭轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)套和外套的相對角度。曲柄偏心輪刻有刻度，每個(gè)刻度對應(yīng)一個(gè)角度，通過調(diào)整偏心距來調(diào)整試件擺動(dòng)角度大小。
圖2 試驗(yàn)臺總體結(jié)構(gòu)
液壓系統(tǒng)
液壓泵站容量為100L，額定壓力為21MPa，額定流量為100L/min。泵站電機(jī)采用ABB的產(chǎn)品、意大利ATOS溢流閥和進(jìn)口柱塞泵，并設(shè)有液位計(jì)、溫度計(jì)、分油器和過濾器等輔助設(shè)備。油溫、油壓配有數(shù)字顯示儀表，且油溫具有超溫報(bào)警卸載保護(hù)功能。油壓通過數(shù)字電位器從0～21MPa可無級調(diào)節(jié)。
測控系統(tǒng)
試驗(yàn)臺采用的測控方案為：以研華工控機(jī)作為主控制機(jī)，通過數(shù)據(jù)采集卡對試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行測控。工控機(jī)將動(dòng)作指令經(jīng)模擬輸出卡下發(fā)給液壓伺服控制卡，控制卡根據(jù)傳感器的反饋信號與指令信號的偏差，經(jīng)PID調(diào)節(jié)后輸出閥信號，控制液壓缸產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。工控機(jī)將數(shù)據(jù)采集卡采集的位移和載荷信號經(jīng)過處理，得到試件的力—位移特性曲線。
伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，工控機(jī)通過MPC-08伺服控制卡控制伺服驅(qū)動(dòng)器，使其驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)測量扭矩和角度信號，經(jīng)過處理后得到扭矩—角度特性曲線。
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