汽車傳動軸沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)

陳　南，陳慶峰，王貴賓

(長春機(jī)械科學(xué)研究院有限公司，吉林 長春 130103)

汽車傳動軸沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)

陳南，陳慶峰，王貴賓

(長春機(jī)械科學(xué)研究院有限公司，吉林 長春 130103)

摘要：基于QCT523-1999《汽車傳動軸總成 臺架試驗(yàn)方法》，模擬汽車傳動軸的實(shí)際工作情況和沖擊工況，研發(fā)了汽車傳動軸沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用觸摸屏，結(jié)合PLC以及伺服電機(jī)，組成了最小試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)操作簡單，試驗(yàn)重復(fù)性好，性能穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵詞：汽車傳動軸；沖擊；自動測量

1引言

傳動軸是汽車的主要傳動部件，傳遞著汽車的驅(qū)動扭矩，其抗沖擊性能對汽車的運(yùn)載能力以及整車性能，具有重要作用。本試驗(yàn)系統(tǒng)基于QCT523-1999《汽車傳動軸總成 臺架試驗(yàn)方法》，由試驗(yàn)臺主機(jī)、電控柜等組成。本試驗(yàn)系統(tǒng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，能夠?qū)Ω黝惼噦鲃虞S沖擊強(qiáng)度進(jìn)行測試，并依據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行產(chǎn)品合格與否判斷。

2產(chǎn)品的技術(shù)說明

2.1檢測項(xiàng)目和主要技術(shù)指標(biāo)

(1)檢測項(xiàng)目：汽車傳動軸沖擊強(qiáng)度。

(2)技術(shù)指標(biāo)：直線動作行程：0-2000mm；高度定位精度：±0.5%；速度：1-100mm/s。

2.2試驗(yàn)臺的組成結(jié)構(gòu)

(1)機(jī)械結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)臺(如圖1所示)主機(jī)由試驗(yàn)臺架、試驗(yàn)夾具、落錘、導(dǎo)向動力裝置、防二次沖擊裝置等組成。計(jì)算機(jī)控制柜放置在試驗(yàn)臺一側(cè)，通過控制電纜和試驗(yàn)臺連接?？刂乒駧Р僮髅姘?，操作簡單方便。

圖1　試驗(yàn)臺三維圖

試驗(yàn)臺由底板、傳動軸擺角調(diào)整機(jī)構(gòu)、傳動軸剛性固定臺座、傳動軸柔性固定臺座、沖擊擺臂和落錘運(yùn)動導(dǎo)向提升裝置、落錘抓取與釋放裝置、防二次沖擊裝置等組成見(見圖2)。

1.擺臂　2.氣動附件箱　3.底臺　4.手輪　5.行走驅(qū)動　6.剛性固定座　7.工裝　8.防護(hù)罩　9.支座　10.傳動軸(試件)　11.落錘提升機(jī)構(gòu)　12.防二次沖擊裝置　13.立柱　14.落錘　15.砝碼　16落錘抓放裝置圖2　試驗(yàn)臺主機(jī)構(gòu)成

落錘由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)控制落點(diǎn)精度，由減速電機(jī)提升，提升高度由光電編碼器測得。提升到試驗(yàn)要求的高度后，落錘抓放裝置釋放動作，落錘自由下落，沖擊擺臂，沖擊能量由擺臂傳遞給傳動軸。為防止落錘反彈后再次下落沖擊擺臂，提高傳動軸沖擊試驗(yàn)準(zhǔn)確度，防二次沖擊裝置在控制元件作用下及時(shí)工作，阻斷反彈的落錘再次沖擊傳動軸。

沖擊結(jié)束后，提升機(jī)構(gòu)執(zhí)行下降動作，落錘抓放裝置在自重作用下下落。當(dāng)落錘抓放機(jī)構(gòu)與落錘鎖緊頭接觸后，抓取機(jī)構(gòu)動作，夾緊落錘，開始提升，防二次沖擊裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)縮回，試驗(yàn)臺進(jìn)入下一個(gè)落錘試驗(yàn)。進(jìn)行下一次沖擊之前，將擺臂調(diào)整至水平。擺臂上有角度刻度盤，在柔性支座上裝有指針，可查看擺臂是否水平和每次沖擊后擺角變化。

(2)電控系統(tǒng)

通過電控柜面板上的左行、右行按鍵控制交流電機(jī)，繼而控制傳動軸的左右位置。落錘的下落高度由伺服電機(jī)控制，伺服電機(jī)的控制通過電控柜上的人機(jī)界面(HMI)完成。同時(shí)，人機(jī)界面還要完成對氣缸的控制，完成落錘的下落和防二次沖擊控制。在落錘定位方面，采用兩套光電編碼器的控制方式，提高對提升高度的控制精度，具體原理圖如圖3所示。

圖3　電控原理框圖

3試驗(yàn)操作

開啟電源，出現(xiàn)如下界面(見圖4)。

圖4　開機(jī)界面

點(diǎn)擊開機(jī)界面的“常規(guī)試驗(yàn)”，進(jìn)入試驗(yàn)操作界面(見圖5)。

圖5　試驗(yàn)界面

各按鈕及指示燈的含義如下：

上限位：此燈在橫梁走到最上端時(shí)被點(diǎn)亮。在上限位燈亮的時(shí)候，所有橫梁上升指令自動被屏蔽，解除后上升指令恢復(fù)功能。

前門：此燈為前門打開報(bào)警。在試驗(yàn)機(jī)前門打開時(shí)，為了安全，禁止做沖擊試驗(yàn)，小燈熄滅警報(bào)解除，試驗(yàn)功能恢復(fù)。

支撐氣缸：此燈為支撐氣缸動作狀態(tài)指示燈，在防二次沖擊氣缸發(fā)出支撐動作時(shí)點(diǎn)亮。

釋放落錘：此燈為落錘氣缸動作狀態(tài)指示燈，在落錘被釋放時(shí)點(diǎn)亮。

伺服啟動：在伺服啟動時(shí)被點(diǎn)亮，此時(shí)伺服電機(jī)為工作狀態(tài)，可進(jìn)行橫梁升降等動作。

防二次沖擊：此燈為試驗(yàn)選擇狀態(tài)指示燈，在試驗(yàn)過程中如果選擇了落錘防二次沖擊，此燈被點(diǎn)亮(不選擇，默認(rèn)開啟防二次沖擊)。

點(diǎn)擊開機(jī)界面的“參數(shù)設(shè)置”按鈕，進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定(如圖6所示)。

圖6　參數(shù)設(shè)置界面

在位置1-位置6輸入相應(yīng)的位置參數(shù)，點(diǎn)擊參數(shù)保存，做試驗(yàn)時(shí)就會自動執(zhí)行。點(diǎn)擊“氣缸控制”，輸入權(quán)限密碼進(jìn)入手動控制界面，如圖7所示。在手動控制界面下，可手動操控落錘上升下降、抓放落錘以及多種試驗(yàn)?zāi)M操作。

圖7　手動控制界面

4結(jié)論

該試驗(yàn)臺根據(jù)傳動軸的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合現(xiàn)代沖擊試驗(yàn)技術(shù)，能夠準(zhǔn)確檢測汽車傳動軸抗沖擊能力。該設(shè)備的難點(diǎn)在于防止二次沖擊，在不同的沖擊能量下，二次沖擊的彈起高度和支撐塊的動作時(shí)間需要緊密地配合，通過不同的組合，能夠很好地測量出不同型號汽車傳動軸的抗沖擊能力。

參考文獻(xiàn)

[1]尹浚,張丙軍.錘擊法測汽車傳動軸臨界轉(zhuǎn)速[J].輕型汽車技術(shù),1998,(5):13-16.

[2]包志超.轉(zhuǎn)向器總成性能自動測試系統(tǒng)[J].汽車技術(shù),1986,(05).

Impact Testing System for Automobile Drive Shaft

Chen Nan,Chen Qingfeng,Wang Guibin

(Changchun Research Institute for Mechanical Science Co.,Ltd.Changchun 130103,Jilin,China)

Abstract：Based on QCT523-1999 Bench Test Method of Automobile Drive Shaft Assembly,the impact testing system for automobile drive shaft is developed according to the working principle of impact testing machine and the actual working conditions of automobile drive shaft.Touch screen,PLC and servo motor are used in the system,which composes the minimum testing system.The system has the characteristics of simple operation,good repeatability and reliable performance.

Keywords:automobile drive shaft;impact;automatic measurement

[收稿日期]2015-12-22

[作者簡介]陳南(1978—)，男，高級工程師，主要研究方向：靜態(tài)試驗(yàn)設(shè)備、高低溫環(huán)境裝置。

中圖分類號：TH87

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1674-3407.2016.01.024