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上海岸昶機械設備有限公司

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等速驅動軸扭轉疲勞試驗臺

本試驗臺可進行各種軸類、桿件的動態扭轉疲勞試驗。適用汽車傳動軸、等速萬向節、球籠、汽車半軸、汽車驅動橋殼等零部件的扭轉疲勞壽命試驗。
等速驅動軸扭轉疲勞試驗臺
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  一、用途:

  本試驗臺可進行各種軸類、桿件的動態扭轉疲勞試驗。適用汽車傳動軸、等速萬向節、球籠、汽車半軸、汽車驅動橋殼等零部件的扭轉疲勞壽命試驗。

  該試驗臺可實現對稱循環和非對稱循環扭轉疲勞試驗。試驗時計算機按設定的參數控制試驗臺自動進行。屏幕顯示扭矩值、角度值、頻率、振幅、循環次數和加載波形,到達設定次數,自動停機打印結果報告單。試驗臺還具有點擊過載、試驗扭矩轉角超載、保護停機,油溫過高、濾油器堵塞報警等功能。

  二、設備構成

  扭轉疲勞試驗臺主要由主機系統、液壓系統、伺服控制系統、強電控制系統、計算機數據處理系統、夾具等部分組成。

  2.1主機:

  本機采用臺架式結構,驅動系統、固定夾具、活動支撐等全部固定在試驗平臺上,他們的安裝由工藝保證,試驗臺的驅動部分和測量(扭矩傳感器,角度傳感器)部分都安裝在驅動臺座中,由旋轉作動器通過扭矩傳感器直接對試件施加的扭矩大小直接由扭矩傳感器測出并輸出,而轉角則通過光電編碼器測量輸出脈沖信號。

  主機臺架上裝有動、靜態雙向高精度扭矩傳感器。旋轉伺服作動器(加載執行元件)上裝有電液伺服閥用于主控制。主作動器具有低摩擦、低阻尼及良好的抗側向力,同軸安裝高分辨率光電角度傳感器,以此來實現扭矩及角度的測量。

  2.2液壓系統:

  液壓油源泵組采用液壓源油泵機組采用三相異步電機加齒輪泵構成,系統壓力通過溢流閥設定,輸出到系統的壓力油經過了小于6μm過濾精度的過濾器的過濾,保證伺服閥安全可靠的進行工作?;赜瓦^濾器對回到油箱的液壓油進行過濾,保證油箱中液壓油的清潔。

  2.3油箱組件

  油箱由鋼板經氣體保護焊接而成,箱內用隔板分成兩個區域(吸油區、回油區),放油口。下部單泵的吸油口安裝進油濾油器,與泵進油口聯接的油管采用膠管,防止振動。油箱蓋板安裝液位傳感器,低液面報警,超極限液位自動停泵,正常高度及上限高度提示。同時在上蓋板上安裝了油溫傳感器和空氣濾清器。

  2.4電機泵組

  泵站電機采用皖南的三項異步電機、上海立新溢流閥和日本越內嚙合齒輪泵,油泵與電機用鐘罩和彈性梅花聯軸器組成電機泵組。通過軟管與油箱吸油濾油器(帶截止閥)聯接。此種布置方式可以將電機泵組的振動與油箱組件相隔離,將振動減少到狀態,噪聲低。 電機泵組經減震墊固定在槽鋼組焊的底座上并設有集油盤。

  2.5單泵組濾油調壓集成板

  泵組輸出的高壓油首先進入單泵濾油調壓集成板,集成板上安裝高精度高壓管路濾油器(精度5μm)和三級調壓閥及進、回油蓄能器,高壓管路濾油器帶有壓差發訊器,若發生堵塞時即報警,這時要更換新的濾油芯。三級調壓閥限制液壓源的工作壓力,(壓力由壓力表顯示,設有壓力表開關)用戶可根據試驗要求的幅頻特性,分別選用工作壓力和流量。

  2.6冷卻器

  冷卻器采用博城機械板式冷卻器,質量好、冷卻效率高。

  2.7全數字測控系統

  試驗臺采用的測控方案為:以研華工控機作為主控制機,通過數據采集卡對試驗系統進行測控。工控機將動作指令經模擬輸出卡下發給液壓伺服控制卡,控制卡根據傳感器的反饋信號與指令信號的偏差,經PID調節后輸出閥信號,控制液壓缸產生相應的動作。工控機將數據采集卡采集的位移和載荷信號經過處理,得到試件的力—位移特性曲線。

  擺動作動器采用電液伺服閉環控制原理,動態扭轉試驗可實現對稱循環和非對稱循環疲勞試驗。工件安裝角度可以模擬裝車狀態自由擺動。試驗時計算機按設定的參數,控制試驗臺自動進行扭轉疲勞試驗。伺服擺動作動器(擺動缸)密封全部采用德國寶色霞板(特瑞堡)非金屬耐摩擦材料,具有低磨擦、低阻尼及良好的抗側向能力,響應速度快、精度高、頻帶寬、波形種類多等特點,可進行扭矩、扭角控制試驗,工作平穩可靠。對試件可施加規則波形和任意波形試驗,其扭矩、扭角兩種狀態可任意切換。

  屏幕顯示扭矩值、扭轉角度值、頻率、振幅、循環次數和加載波形,到達設定次數,自動停機。試驗完成后可自動存儲、打印試驗結果報告單,試驗臺具有電機過載、試驗扭矩超載、轉角超載、保護停機、油溫過高、濾油器堵等報警,安全可靠。

  疲勞試驗臺都是長時間工作,工作過程中可無人看守,所以要求設備具有完備的保護功能。

  根據保護的形式可以分硬保護和軟保護;硬保護有電機缺相、過流保護,油溫互鎖保護,濾芯堵塞保護,急停保護等;軟保護有扭矩、轉角極限位置保護;扭矩、轉角設定超差保護、試樣斷裂保護、急停保護等。當上述任何一項保護發生時,系統都會自動停機,同時伴有報警提示。

  2.7.1.系統硬件

  系統硬件組成,其中可分為液壓測控系統和伺服電機測控系統兩部分。

  2.7.2、液壓測控系統:

  液壓測控系統主要由位移傳感器、負荷傳感器、角位移傳感器、扭矩傳感器、信號放大器、數據采集卡、液壓伺服控制卡、高速模擬輸出卡、開關量輸入輸出卡、伺服控制器和伺服閥等組成。

  2.7.3.系統軟件

  系統軟件主要包含以下幾個模塊:系統初始化模塊、傳感器標定及開關量檢測模塊、通道手動調試模塊、試驗測試模塊、數據庫查詢模塊和試驗報告輸出模塊。初始化模塊主要是加載板卡硬件驅動程序,設置板卡初始狀態、試驗參數初始值等。標定模塊主要完成傳感器信號及指令輸出信號的標定,采用多點插值法,有效地解決了信號非線性問題。手動調試模塊主要是對各試驗通道的初始位置或初始載荷進行調節,滿足試件不同初始安裝位置和載荷的需要。試驗測試模塊是整個測控系統的部分,它將用戶輸入的參數轉化為一系列控制指令,調用相應硬件的訪問模塊,驅動測試裝置及執行裝置完成相應試驗功能。試驗結束后,可以將試驗結果存儲到數據庫中,在數據庫管理模塊可以查詢各試驗記錄;考慮到運行速度、可擴展性及維護性。

  2.8電氣控制系統

  2.8.1 柜式結構,泵站體附近放置,西門子PLC智能遠程控制。

  2.8.2 設計滿足國家強電系統設計標準;

  2.8.3 自動進行泵站的高低壓切換,低壓啟動,高壓運行;

  2.8.4 總功率:50kW,AC,380V,三相五線制。

  2.8.5 柜體帶電壓、電流表,并配相關按鈕分別控制電機的啟動、停止。

  2.8.6 帶液位低、溫度限、濾油堵塞、電機超負荷等多種保護與報警功能;

  2.8.7電線電纜布局合理,檢修使用方便,外形美觀;

  2.8.8 甲方負責電源供應。

  三、主要技術指標:

  1、靜態扭矩: ±10000Nm;(大扭矩可以按要求定制)

  2、扭距精度: ±1%F.S(靜態);

  3、轉角: ±45°

  4、轉角精度: ±0.1°(靜態);

  5、擺動頻率范圍:0.05-6Hz;

  6、控制方式: 扭矩、轉角;

  7、加載波形: 正弦波;

  8、可測試件長度:400-1200mm

  9、液壓系統參數:電機功率兩臺37Kw,系統流量200L/min

  四、試驗臺組成及功能

  1、主機(一套)

  1)試驗平臺(底座) 2)固定支架 3)電液伺服閥

  4)擺動缸 5)活動支架 6)光電編碼器(角度傳感器)

  7)夾具及安全防護罩(一套)

  2、液壓油源(一套)

  1)油泵機組總成

  2)調壓系統(單向閥、溢流閥、電磁閥、截止閥、液位計、高壓濾油器、回油濾油器等)

  3)油箱

  4)電器控制系統

  5)過濾裝置(三級過濾)

  6)冷卻裝置(油冷卻器,冷卻水源由甲方提供,入口溫度低于30℃)

  7)電機底板、油箱蓋板、分流閥塊等。

  3、計算機電控制系統(一套)

  1)計算機 2)伺服控制器 3)A/D及定時卡

  4)扭矩傳感器 5)智能扭矩放大器 6)1/0輸入輸出卡

  7)主板驅動卡 8)HP打印機 9)試驗管理軟件及應用軟件

  4、功能

  五、試驗臺主要配置:

  1、試驗臺主機 一臺

  1、液壓動力泵站 一臺

  3、旋轉伺服作動器 一套

  4、電液伺服閥 一只

  5、雙通道伺服控制系統 一套

  6、電器控制系統 一套

  7、工裝夾具 一對


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