汽車橡膠襯套綜合試驗臺的研究
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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，同時缺乏相關(guān)的試驗數(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的綜合試驗臺（見圖1）。該試驗臺主要由臺體、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、動態(tài)剛度和疲勞壽命試驗以及旋轉(zhuǎn)方向的靜態(tài)剛度和疲勞壽命試驗，還可完成橡膠襯套內(nèi)筒的拉脫力試驗，試驗過程的控制與測試均由計算機(jī)自動完成，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臺
試驗臺總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，試驗臺分為液壓和伺服兩個通道，其中液壓通道由上固定橫梁、中間移動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，隨液壓缸運動產(chǎn)生磁信號變化從而測量位移信號。旋轉(zhuǎn)通道是一個曲柄連桿結(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)時內(nèi)套和外套的相對角度。曲柄偏心輪刻有刻度，每個刻度對應(yīng)一個角度，通過調(diào)整偏心距來調(diào)整試件擺動角度大小。
圖2 試驗臺總體結(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、溫度計、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)采集卡對試驗系統(tǒng)進(jìn)行測控。工控機(jī)將動作指令經(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)動時，工控機(jī)通過MPC-08伺服控制卡控制伺服驅(qū)動器，使其驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，同時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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