汽车踏板支架试验台设计

尹绥玉,王 磊

(1湖北汽车工业学院机械工程系,湖北 十堰 442002;2襄樊伟世通工业控制技术有限公司,湖北 襄樊 441004)

为保障车辆行驶的安全,对汽车踏板支架要做耐久性试验.实验方法是模拟实际操作时可能遇到的使用环境进行试验,达到减少因汽车踏板故障而造成的人员伤亡及车辆故障.本文所述试验台,是根据QC-T 788《汽车踏板装置性能要求及台架试验方法》设计成能对各类汽车踏板部件进行负荷性能及寿命耐久试验.

1 试验台参数设计与选择

1)设备的环境温度:-15℃～40℃;相对湿度:20%～90%;

2)设备电源:AC380V±10%,50 Hz;气源:0.4～0.6 MPa;

3)能实现不同汽车踏板支架试验;

4)制动踏板最大行程为230 mm;

5)最大负载力大于2000 N;

6)伺服电机额定功率3.0 kW,额定转速2000 r/min,三相AC380V;

7)减速器减速比 100∶1,最大加力要大于1300 N;

8)一次制动过程时间0.67～2 s;

9)力传感器量程 3000 N,精度0.2%Fs;

10)信号采集频率≥200 Hz;

11)压力调节范围0～1500 N;

12)负载装置耐久寿命:110次动作;

13)可2个样品同时试验;

14)踏板支架转臂最大长度小于500 mm;

15)负载特性:50000次循环,一个循环的构成.

16次制动直到Fxz=50 N(制动力),3次制动直到Fxz=100 N,1次制动直到Fxz=600 N。一次制动的过程如图1.

图1 负载特性曲线

2 试验原理与试验台结构

2.1 试验原理框图

试验原理如图2所示.

图2 试验原理框图

2.2 模拟载荷原理

模拟载荷原理如图3所示.

图3 模拟载荷原理图

2.3 总体结构设计

总体结构设计示意见图4.

图4 结构示意图

2.4 负载特性

在踏板试验中,如何模拟负载特性是试验的主要环节,本试验设计重点对模拟负载特性进行了试验认证,其优化参数及计算简述如下:

取气缸直径￠=80 mm,取最大气压P=0.6 MPa,气缸产生的推力

式中:R=40 mm;P=0.6 MPa.

当曲柄摆杆垂直时,负载最大转矩

式中:F=3014.4 N;L=0.5 m.

当加载点到样品旋转中心的距离等于500 mm时,可以加载的理论最大压力为2712.96 N;即当工件受力点到旋转中心距离小于500 mm时,设计加载负载可以满足要求[1].

设负载曲柄有效长度为500 mm,负载推杆长度200 mm,气缸缸径80 mm,行程总长300 mm,最大压缩行程250 mm;汽车踏板支架旋转角度与负载转矩的特性曲线如图5所示[2].

图5 负载转角及转矩关系图

3 结论

本文所述汽车踏板支架试验台经用户使用,满足国家标准规定的试验要求,其性能达到了国外同类产品水平.

[1]王文斌.机械设计手册(第 3版)[M].北京:机械工业出版社,2004.

[2]Robert H Bishop.LabVIEW6i实用教程[M].乔瑞萍,林 欣译.北京:电子工业出版社,2005.