汽車傳動軸(等速萬向節(jié))扭轉(zhuǎn)疲勞試驗臺

技術(shù)方案

一、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗臺功 能：

      本扭轉(zhuǎn)疲勞試驗臺可進行各種軸類、桿件的動態(tài)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗及靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛性、強度試驗。適用于汽車傳動軸、等速萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向軸、球籠、汽車半軸、汽車驅(qū)動橋殼等零部件的扭轉(zhuǎn)疲勞及靜扭轉(zhuǎn)性能試驗。

       動態(tài)扭轉(zhuǎn)可實現(xiàn)對稱循環(huán)和非對稱循環(huán)疲勞試驗。并可模擬等速萬向節(jié)實際工礦下（裝車狀態(tài)）的動態(tài)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗，工件安裝角度可以360°自由旋轉(zhuǎn)。試驗時計算機按設(shè)定的參數(shù)控制試驗臺自動進行。屏幕顯示扭矩值、轉(zhuǎn)角值、擺動頻率、擺動振幅、循環(huán)次數(shù)和加載波形等，到達設(shè)定次數(shù)，自動停機并打印試驗結(jié)果。試驗臺具有電機過載、試驗扭矩、轉(zhuǎn)角超載保護停機、油溫過高、濾油器堵等報警防護功能。

二、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗臺設(shè)備構(gòu)成:

      傳動軸（等速萬向節(jié)）扭轉(zhuǎn)疲勞試驗臺主要由主機臺架系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、強電控制系統(tǒng)、計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、夾具等部分組成。

●主機：

      本機采用臺架式結(jié)構(gòu)，驅(qū)動系統(tǒng)、固定夾具、活動支撐等全部固定在試驗平臺上，它們的安裝由工藝保證，試驗臺的驅(qū)動部分和測量（扭矩傳感器，扭角傳感器）部分都安裝在驅(qū)動臺座中，由旋轉(zhuǎn)作動器（擺動油缸）通過扭矩傳感器對試件施加扭矩的大小直接由扭矩傳感器測量并輸出給計算機，而轉(zhuǎn)角則通過光電編碼器測量輸出脈沖信號給計算機。

      主機臺架上裝有動、靜態(tài)雙向高精度扭矩傳感器。旋轉(zhuǎn)伺服作動器（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。以此來實現(xiàn)扭矩及角度的測量。

●液壓系統(tǒng):

      液壓油源泵機組采用電機加變量內(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。

      在輸送到作動器的進、回油路上裝有蓄能器，減小液壓沖擊對試驗的影響。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)：

本測控系統(tǒng)采用動態(tài)電液伺服控制技術(shù)，實現(xiàn)全數(shù)字閉環(huán)控制, 主要測量通道采用交流放大器、寬范圍、不分檔，連續(xù)全程測量，采用大規(guī)?？删幊涕T陣列（FPGA）硬件實時跟蹤、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)鍵元器件采用美國進口。全數(shù)字伺服控制器可同時對多個參數(shù)進行控制和測量，同時結(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，各單元具有獨立性。同時減輕了主控計算機的負(fù)擔(dān)，提高了主控機的速度。另外由計算機作為人機界面，使操做非常直觀方便。

      該系統(tǒng)可實現(xiàn)負(fù)荷、位移、扭矩、轉(zhuǎn)角等多種閉環(huán)控制。計算機可自動進行數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、打印數(shù)據(jù)和試驗結(jié)果，具有報警和互鎖功能。

●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)。信號源輸出的控制指令信號與“控制狀態(tài)”選擇的被控反饋信號在比較器產(chǎn)生一個誤差信號。這個誤差信號經(jīng)過P、I、D調(diào)節(jié)后送到伺服閥驅(qū)動器上，控制伺服閥推動油缸向著指令要求的方向運動，來減小誤差以趨向控制指令目標(biāo)。整個控制過程就是調(diào)節(jié)器不斷地調(diào)整驅(qū)動器的輸出，使其相應(yīng)的反饋信號與設(shè)定信號之間的誤差zui小。反饋信號(即控制對象)可從負(fù)荷、位移中選擇。

●強電控制及計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：

      強電控制系統(tǒng)具有電機啟動控制電路、油源報警電路、狀態(tài)顯示電路。電機啟動控制電路由啟動、停止、急停等電路組成；油源報警電路由溫度超限報警、濾油器堵塞報警、壓力報警電路等組成。所有的邏輯關(guān)系通過工控計算機來實現(xiàn)。

    計算機系統(tǒng)由工控計算機及管理、應(yīng)用軟件、激光打印機等組成。試驗臺的電控系統(tǒng)是用來控制啟動、停止和各種動作的。它是由工控計算機中的各種板卡來完成。而計算機系統(tǒng)同時還負(fù)責(zé)試驗數(shù)據(jù)的采集、處理。完成數(shù)據(jù)處理，自動繪制試驗曲線圖表。顯示測量數(shù)值，同時可以自動判別被測參數(shù)的合格與不合格，自動判別曲線的對稱性和主要指標(biāo)的正確性等，同時可打印成試驗報告。

三、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗臺主要技術(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、可測試件長度： 500--1200mm（可協(xié)商）

8、控制方式：扭矩、轉(zhuǎn)角

四、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗臺主要配置：

1、試驗臺主機：一臺

包括：試驗平臺、固定支架、活動支架、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)伺服作動器，動、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、試驗夾具及相關(guān)工裝：一套

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