方向盤扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞耐久試驗(yàn)機(jī)

1. 設(shè)備概述

1.1. 基本信息

設(shè)備名稱：方向盤扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞耐久試驗(yàn)機(jī)

此試驗(yàn)機(jī)是按客戶要求定制的非標(biāo)方向盤疲勞試驗(yàn)機(jī)，參考QC_T 563-2014 汽車轉(zhuǎn)向盤技術(shù)要求及試驗(yàn)方法 5.14、5.15和5.16.1、5.16.2試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。主要用于檢驗(yàn)方向盤在扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度的作用下，方向盤抵抗扭轉(zhuǎn)疲勞、彎曲疲勞強(qiáng)度耐久的能力。

1.2. 技術(shù)指標(biāo)

1.2.1.     外形尺寸

主機(jī)外形尺寸：1200×850×1500（mm）（可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整）。

控制柜尺寸：800×600×1800（mm）

1.2.2.     伺服電動(dòng)缸

1)     數(shù)量：2套；（也可以選擇4套電缸）

2)     行程：200mm；

3)     出力：2000N；

1.2.3.     負(fù)荷傳感器

1)     數(shù)量：2套；

2)     靜態(tài)使用范圍：20~2000N（可根據(jù)方向盤受力點(diǎn)半徑換算成扭矩）；

3)     疲勞使用范圍：20~1000N（可根據(jù)方向盤受力點(diǎn)半徑換算成扭矩）；

4)     測量精度：±1%。

1.2.4.     采樣頻率

1000Hz。

1.2.5.     AD轉(zhuǎn)換精度

16位。

1.2.6.     試驗(yàn)頻率

0~3Hz（取決于試樣的剛性）

1.2.7.     試驗(yàn)波形

可進(jìn)行位移控制或者負(fù)荷控制下的正弦波、三角波、梯形波等標(biāo)準(zhǔn)波形。

1.2.8.     電源

單相AC 220V 5kW。

1.3. 性能特點(diǎn)

1)     使用電動(dòng)伺服缸進(jìn)行動(dòng)作控制；

2)     特殊開發(fā)的試驗(yàn)夾具，保證了樣品受力位置準(zhǔn)確（特別針對(duì)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)）；

3)     開放的試驗(yàn)設(shè)定，可搭配外部夾具進(jìn)行任意試驗(yàn)的組合；

4)     完善的保護(hù)機(jī)制，采用伺服扭矩限制采樣監(jiān)控，防止發(fā)生超載意外；

5)     計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可自行切斷伺服電動(dòng)缸供電，保護(hù)設(shè)備及試樣；

6)     高效全數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，不丟失試驗(yàn)過程中任一時(shí)刻的數(shù)據(jù)；

7)     可設(shè)定各種監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測試樣是否滿足繼續(xù)試驗(yàn)要求；

8)     所有器件選型都保障在伺服電機(jī)過載功率下也不會(huì)損壞設(shè)備；

2. 設(shè)備組成

該設(shè)備主要由鋁平臺(tái)、鋁型材框架、導(dǎo)軌、方向盤安裝底座、試樣夾具、電動(dòng)缸（含松下伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器）、和測量控制系統(tǒng)(研華工控機(jī)、美國NI多功能卡，美國世銓負(fù)荷傳感器、德國NOVO位移傳感器)等組成。

設(shè)備參考圖片

2.1. 鋁平臺(tái)

平臺(tái)鋼性好、重量輕、強(qiáng)度高、表面光潔、平整度好、同方向無色差、不生銹、美觀。

2.2. 鋁合金框架

框架組件主要由鋁合金型材搭建而成。工業(yè)鋁型材表面經(jīng)過氧化后，外觀非常漂亮，且耐臟，一旦涂上油污非常容易清洗，質(zhì)量輕、光潔度好、強(qiáng)度高、剛性高。

2.3. 伺服電動(dòng)缸

在閉環(huán)控制模式下電動(dòng)缸控制精度可達(dá)到0.01mm。且具有噪音低，節(jié)能，干凈，高剛性，抗沖擊力，超長壽命，操作維護(hù)簡單等特點(diǎn)。電動(dòng)缸可長時(shí)間在惡劣環(huán)境下運(yùn)行，防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到IP66。最重要的是電動(dòng)缸在復(fù)雜的環(huán)境下工作只需要定期的注脂潤滑，并無易損件需要維護(hù)更換，比液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)減少了大量的售后服務(wù)成本。具有更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點(diǎn)。

電動(dòng)缸采用松下伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)有：高性能的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整增益，根據(jù)負(fù)載慣重的變化，與自適應(yīng)濾波器配合，從低剛性到高剛性都可以自動(dòng)調(diào)整增益。而且即使設(shè)置的振動(dòng)頻率和濾波器的數(shù)值不確切，也不會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定狀況。

2.4. 測量控制系統(tǒng)

測量控制系統(tǒng)由上位機(jī)軟件和下位機(jī)NI多功能卡共同完成。控制系統(tǒng)經(jīng)過外部接線控制伺服電動(dòng)缸和拖動(dòng)部分完成試驗(yàn)。

2.4.1.     研華工控機(jī)

采用標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)箱IPC-610L（300W電源），主板AIMB-763VG(5個(gè)PCI槽2個(gè)PCIE槽2串一并一個(gè)網(wǎng)口)/CPUE5300/2G/500G/DVD/KB/MS/一年上門兩年質(zhì)保,工業(yè)級(jí)母板，前端配備2個(gè) USB，機(jī)箱前面板上的系統(tǒng)狀態(tài) LED 指示燈可顯示電源、硬盤和系統(tǒng)電壓的運(yùn)行情況，過濾內(nèi)吹冷卻風(fēng)扇 可在整個(gè)機(jī)箱內(nèi)維持正的空氣循環(huán)。由于這些特點(diǎn)，使得 IPC-610擁有很強(qiáng)的防干擾、防塵、防震、防擾流的能力。

2.4.2.     美國NI多功能卡

采用NI多功能卡PCI-6221。其特點(diǎn)有：

?  可溯源至NIST的校準(zhǔn)證書, 70多個(gè)信號(hào)調(diào)理選項(xiàng)

?  16位, 250 kS/s, 16路模擬輸入

?  2路16位模擬輸出 (833 kS/s); 24路數(shù)字I/O線; 32位計(jì)數(shù)器

?  關(guān)聯(lián) (Correlated) DIO (8條時(shí)鐘線, 1 MHz)

2.4.3.     負(fù)荷傳感器

采用美國世銓傳感器，專用設(shè)計(jì)的拉壓兩用傳感器，可滿足不同精度的試驗(yàn)要求，精度高，失真小，性能穩(wěn)定可靠，抗側(cè)向力好，量程范圍廣，安裝使用方便。

3. 軟件系統(tǒng)

? 試驗(yàn)時(shí)可選擇顯示負(fù)荷-位移、負(fù)荷-時(shí)間或者位移-時(shí)間曲線圖形，能自動(dòng)記錄試驗(yàn)狀態(tài)；

? 試驗(yàn)曲線圖形實(shí)時(shí)顯示；

? 負(fù)荷、位移、時(shí)間等可清零；

? 試驗(yàn)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)，使得讀寫速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)據(jù)庫形式，且大大提高連續(xù)記錄數(shù)據(jù)量，提高軟件長時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性，減少軟件存儲(chǔ)故障率；

? 可以隨時(shí)查看任意試驗(yàn)記錄的每一點(diǎn)的位移、負(fù)荷等數(shù)據(jù)，包括斷裂時(shí)的負(fù)荷值、位移值和曲線圖形；

? 可以方便的設(shè)置試驗(yàn)負(fù)荷、位移、次數(shù)和頻率，每個(gè)試驗(yàn)循環(huán)時(shí)的負(fù)荷、位移峰值記錄在數(shù)據(jù)庫中；

? 異常狀態(tài)的報(bào)警：斷裂、松動(dòng)用位移變大來判定；當(dāng)位移超過設(shè)定目標(biāo) 值時(shí)判定試驗(yàn)出現(xiàn)異常狀態(tài)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)；

? 生成試驗(yàn)報(bào)告，打印數(shù)據(jù)結(jié)果，完善的數(shù)據(jù)輸出功能；