汽車傳動(dòng)軸(等速萬向節(jié))扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)

技術(shù)方案

一、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)功 能：

      本扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)可進(jìn)行各種軸類、桿件的動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)及靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛性、強(qiáng)度試驗(yàn)。適用于汽車傳動(dòng)軸、等速萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向軸、球籠、汽車半軸、汽車驅(qū)動(dòng)橋殼等零部件的扭轉(zhuǎn)疲勞及靜扭轉(zhuǎn)性能試驗(yàn)。

       動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)稱循環(huán)和非對(duì)稱循環(huán)疲勞試驗(yàn)。并可模擬等速萬向節(jié)實(shí)際工礦下（裝車狀態(tài)）的動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)，工件安裝角度可以360°自由旋轉(zhuǎn)。試驗(yàn)時(shí)計(jì)算機(jī)按設(shè)定的參數(shù)控制試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行。屏幕顯示扭矩值、轉(zhuǎn)角值、擺動(dòng)頻率、擺動(dòng)振幅、循環(huán)次數(shù)和加載波形等，到達(dá)設(shè)定次數(shù)，自動(dòng)停機(jī)并打印試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)臺(tái)具有電機(jī)過載、試驗(yàn)扭矩、轉(zhuǎn)角超載保護(hù)停機(jī)、油溫過高、濾油器堵等報(bào)警防護(hù)功能。

二、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備構(gòu)成:

      傳動(dòng)軸（等速萬向節(jié)）扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)主要由主機(jī)臺(tái)架系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、強(qiáng)電控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、夾具等部分組成。

●主機(jī)：

      本機(jī)采用臺(tái)架式結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、固定夾具、活動(dòng)支撐等全部固定在試驗(yàn)平臺(tái)上，它們的安裝由工藝保證，試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)部分和測(cè)量（扭矩傳感器，扭角傳感器）部分都安裝在驅(qū)動(dòng)臺(tái)座中，由旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器（擺動(dòng)油缸）通過扭矩傳感器對(duì)試件施加扭矩的大小直接由扭矩傳感器測(cè)量并輸出給計(jì)算機(jī)，而轉(zhuǎn)角則通過光電編碼器測(cè)量輸出脈沖信號(hào)給計(jì)算機(jī)。

      主機(jī)臺(tái)架上裝有動(dòng)、靜態(tài)雙向高精度扭矩傳感器。旋轉(zhuǎn)伺服作動(dòng)器（加載執(zhí)行元件）上裝有電液伺服閥用于主控制。同軸安裝高分辨率光電角度傳感器。以此來實(shí)現(xiàn)扭矩及角度的測(cè)量。

●液壓系統(tǒng):

      液壓油源泵機(jī)組采用電機(jī)加變量?jī)?nèi)嚙合齒輪泵構(gòu)成，系統(tǒng)壓力通過溢流閥設(shè)定，輸出到系統(tǒng)的壓力油經(jīng)過了小于6μm過濾精度的過濾器的過濾，保證電液伺服閥安全可靠的進(jìn)行工作。回油過濾器對(duì)回到油箱的液壓油進(jìn)行過濾，保證油箱中液壓油的清潔。

      在輸送到作動(dòng)器的進(jìn)、回油路上裝有蓄能器，減小液壓沖擊對(duì)試驗(yàn)的影響。油源的冷卻采用傳統(tǒng)的循環(huán)水冷卻方式，選用率的熱交換元件，使液壓油的工作溫度能夠保證在其正常工作范圍。（水源用戶自備，入口溫度不超過30℃）

●伺服控制系統(tǒng)：

本測(cè)控系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)電液伺服控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字閉環(huán)控制, 主要測(cè)量通道采用交流放大器、寬范圍、不分檔，連續(xù)全程測(cè)量，采用大規(guī)模可編程門陣列（FPGA）硬件實(shí)時(shí)跟蹤、積分累加原理（∑-Δ）并采用同步采集、及數(shù)據(jù)預(yù)處理。

      伺服控制系統(tǒng)的核心----伺服控制器，關(guān)鍵元器件采用美國(guó)進(jìn)口。全數(shù)字伺服控制器可同時(shí)對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制和測(cè)量，同時(shí)結(jié)合我們研制的、目前*的電液伺服控制技術(shù)，可使系統(tǒng)各控制單元的功能得到加強(qiáng)，各單元具有獨(dú)立性。同時(shí)減輕了主控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高了主控機(jī)的速度。另外由計(jì)算機(jī)作為人機(jī)界面，使操做非常直觀方便。

      該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷、位移、扭矩、轉(zhuǎn)角等多種閉環(huán)控制。計(jì)算機(jī)可自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、打印數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果，具有報(bào)警和互鎖功能。

●伺服控制系統(tǒng)工作原理：

       該控制系統(tǒng)采用的是有差閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。信號(hào)源輸出的控制指令信號(hào)與“控制狀態(tài)”選擇的被控反饋信號(hào)在比較器產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)。這個(gè)誤差信號(hào)經(jīng)過P、I、D調(diào)節(jié)后送到伺服閥驅(qū)動(dòng)器上，控制伺服閥推動(dòng)油缸向著指令要求的方向運(yùn)動(dòng)，來減小誤差以趨向控制指令目標(biāo)。整個(gè)控制過程就是調(diào)節(jié)器不斷地調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的輸出，使其相應(yīng)的反饋信號(hào)與設(shè)定信號(hào)之間的誤差zui小。反饋信號(hào)(即控制對(duì)象)可從負(fù)荷、位移中選擇。

●強(qiáng)電控制及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：

      強(qiáng)電控制系統(tǒng)具有電機(jī)啟動(dòng)控制電路、油源報(bào)警電路、狀態(tài)顯示電路。電機(jī)啟動(dòng)控制電路由啟動(dòng)、停止、急停等電路組成；油源報(bào)警電路由溫度超限報(bào)警、濾油器堵塞報(bào)警、壓力報(bào)警電路等組成。所有的邏輯關(guān)系通過工控計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

    計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由工控計(jì)算機(jī)及管理、應(yīng)用軟件、激光打印機(jī)等組成。試驗(yàn)臺(tái)的電控系統(tǒng)是用來控制啟動(dòng)、停止和各種動(dòng)作的。它是由工控計(jì)算機(jī)中的各種板卡來完成。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)還負(fù)責(zé)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理。完成數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)繪制試驗(yàn)曲線圖表。顯示測(cè)量數(shù)值，同時(shí)可以自動(dòng)判別被測(cè)參數(shù)的合格與不合格，自動(dòng)判別曲線的對(duì)稱性和主要指標(biāo)的正確性等，同時(shí)可打印成試驗(yàn)報(bào)告。

三、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)：

1、zui大靜態(tài)扭矩： ±5000Nm( 其他規(guī)格： ±3000Nm、 ±6000Nm、 ±10000Nm 、±15000Nm 、±20000Nm、 ±25000Nm 、±30000Nm)

2、扭矩精度： ±1%F.S(靜態(tài))

3、zui大轉(zhuǎn)角： ±45°

4、轉(zhuǎn)角精度： ±0.1°(靜態(tài))

5、擺動(dòng)頻率范圍： 0.1--10Hz

6、加載波形：正弦波、方波、斜波及外部輸入波形

7、可測(cè)試件長(zhǎng)度： 500--1200mm（可協(xié)商）

8、控制方式：扭矩、轉(zhuǎn)角

四、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)主要配置：

1、試驗(yàn)臺(tái)主機(jī)：一臺(tái)

包括：試驗(yàn)平臺(tái)、固定支架、活動(dòng)支架、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)伺服作動(dòng)器，動(dòng)、靜態(tài)雙向高精度扭矩傳感器；光電傳感器；電液伺服閥）。

2、全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)：一套

3、液壓泵站：一套

包括：液壓站底座、減震器、油泵電機(jī)組、油箱、油冷卻器、蓄能器、調(diào)壓裝置、過濾裝置、分油站、各種液壓閥及閥塊、閥板、液壓管路）

4、試驗(yàn)夾具及相關(guān)工裝：一套

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