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)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
试验原理如图2所示.
图2 试验原理框图
模拟载荷原理如图3所示.
图3 模拟载荷原理图
总体结构设计示意见图4.
图4 结构示意图
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
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.