方向盤扭轉彎曲疲勞耐久試驗機

1. 設備概述

1.1. 基本信息

設備名稱：方向盤扭轉彎曲疲勞耐久試驗機

此試驗機是按客戶要求定制的非標方向盤疲勞試驗機，參考QC_T 563-2014 汽車轉向盤技術要求及試驗方法 5.14、5.15和5.16.1、5.16.2試驗標準。主要用于檢驗方向盤在扭轉疲勞強度、彎曲疲勞強度的作用下，方向盤抵抗扭轉疲勞、彎曲疲勞強度耐久的能力。

1.2. 技術指標

1.2.1.     外形尺寸

主機外形尺寸：1200×850×1500（mm）（可根據實際需要調整）。

控制柜尺寸：800×600×1800（mm）

1.2.2.     伺服電動缸

1)     數量：2套；（也可以選擇4套電缸）

2)     行程：200mm；

3)     大出力：2000N；

1.2.3.     負荷傳感器

1)     數量：2套；

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

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

4)     測量精度：±1%。

1.2.4.     采樣頻率

1000Hz。

1.2.5.     AD轉換精度

16位。

1.2.6.     試驗頻率

0~3Hz（取決于試樣的剛性）

1.2.7.     試驗波形

可進行位移控制或者負荷控制下的正弦波、三角波、梯形波等標準波形。

1.2.8.     電源

單相AC 220V 5kW。

1.3. 性能特點

1)     使用電動伺服缸進行動作控制；

2)     特殊開發的試驗夾具，保證了樣品受力位置準確（特別針對扭轉試驗）；

3)     開放的試驗設定，可搭配外部夾具進行任意試驗的組合；

4)     完善的保護機制，采用伺服扭矩限制采樣監控，防止發生超載意外；

5)     計算機系統出現故障時可自行切斷伺服電動缸供電，保護設備及試樣；

6)     高效全數據存儲，不丟失試驗過程中任一時刻的數據；

7)     可設定各種監測狀態監測試樣是否滿足繼續試驗要求；

8)     所有器件選型都保障在伺服電機過載功率下也不會損壞設備；

2. 設備組成

該設備主要由鋁平臺、鋁型材框架、導軌、方向盤安裝底座、試樣夾具、電動缸（含松下伺服電機及伺服驅動器）、和測量控制系統(研華工控機、美國NI多功能卡，美國世銓負荷傳感器、德國NOVO位移傳感器)等組成。

設備參考圖片

2.1. 鋁平臺

平臺鋼性好、重量輕、強度高、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。工業鋁型材表面經過氧化后，外觀非常漂亮，且耐臟，一旦涂上油污非常容易清洗，質量輕、光潔度好、強度高、剛性高。

2.3. 伺服電動缸

在閉環控制模式下電動缸控制精度可達到0.01mm。且具有噪音低，節能，干凈，高剛性，抗沖擊力，超長壽命，操作維護簡單等特點。電動缸可長時間在惡劣環境下運行，防護等級可以達到IP66。重要的是電動缸在復雜的環境下工作只需要定期的注脂潤滑，并無易損件需要維護更換，比液壓系統和氣壓系統減少了大量的售后服務成本。具有更環保，更節能，更干凈的優點。

電動缸采用松下伺服電機進行驅動，其特點有：高性能的實時自動調整增益，根據負載慣重的變化，與自適應濾波器配合，從低剛性到高剛性都可以自動調整增益。而且即使設置的振動頻率和濾波器的數值不確切，也不會導致不穩定狀況。

2.4. 測量控制系統

測量控制系統由上位機軟件和下位機NI多功能卡共同完成。控制系統經過外部接線控制伺服電動缸和拖動部分完成試驗。

2.4.1.     研華工控機

采用標準工控機箱IPC-610L（300W電源），主板AIMB-763VG(5個PCI槽2個PCIE槽2串一并一個網口)/CPUE5300/2G/500G/DVD/KB/MS/一年上門兩年質保,工業級母板，前端配備2個 USB，機箱前面板上的系統狀態 LED 指示燈可顯示電源、硬盤和系統電壓的運行情況，過濾內吹冷卻風扇 可在整個機箱內維持正的空氣循環。由于這些特點，使得 IPC-610擁有很強的防干擾、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。其特點有：

?  可溯源至NIST的校準證書, 70多個信號調理選項

?  16位, 250 kS/s, 16路模擬輸入

?  2路16位模擬輸出 (833 kS/s); 24路數字I/O線; 32位計數器

?  關聯 (Correlated) DIO (8條時鐘線, 1 MHz)

2.4.3.     負荷傳感器

采用美國世銓傳感器，專用設計的拉壓兩用傳感器，可滿足不同精度的試驗要求，精度高，失真小，性能穩定可靠，抗側向力好，量程范圍廣，安裝使用方便。

3. 軟件系統

? 試驗時可選擇顯示負荷-位移、負荷-時間或者位移-時間曲線圖形，能自動記錄試驗狀態；

? 試驗曲線圖形實時顯示；

? 負荷、位移、時間等可清零；

? 試驗數據以二進制形式存儲，使得讀寫速度遠遠高于數據庫形式，且大大提高連續記錄數據量，提高軟件長時間運行穩定性，減少軟件存儲故障率；

? 可以隨時查看任意試驗記錄的每一點的位移、負荷等數據，包括斷裂時的負荷值、位移值和曲線圖形；

? 可以方便的設置試驗負荷、位移、次數和頻率，每個試驗循環時的負荷、位移峰值記錄在數據庫中；

? 異常狀態的報警：斷裂、松動用位移變大來判定；當位移超過設定目標 值時判定試驗出現異常狀態，設備會自動報警并停機；

? 生成試驗報告，打印數據結果，完善的數據輸出功能；