一、用途：

　　本試驗(yàn)臺(tái)可進(jìn)行各種軸類(lèi)、桿件的動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。適用汽車(chē)傳動(dòng)軸、等速萬(wàn)向節(jié)、球籠、汽車(chē)半軸、汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼等零部件的扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗(yàn)。

　　該試驗(yàn)臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)循環(huán)和非對(duì)稱(chēng)循環(huán)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)計(jì)算機(jī)按設(shè)定的參數(shù)控制試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行。屏幕顯示扭矩值、角度值、頻率、振幅、循環(huán)次數(shù)和加載波形，到達(dá)設(shè)定次數(shù)，自動(dòng)停機(jī)打印結(jié)果報(bào)告單。試驗(yàn)臺(tái)還具有點(diǎn)擊過(guò)載、試驗(yàn)扭矩轉(zhuǎn)角超載、保護(hù)停機(jī)，油溫過(guò)高、濾油器堵塞報(bào)警等功能。

　　二、設(shè)備構(gòu)成

　　扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)主要由主機(jī)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、強(qiáng)電控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、夾具等部分組成。

　　2.1主機(jī)：

　　本機(jī)采用臺(tái)架式結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、固定夾具、活動(dòng)支撐等全部固定在試驗(yàn)平臺(tái)上，他們的安裝由工藝保證，試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)部分和測(cè)量(扭矩傳感器，角度傳感器)部分都安裝在驅(qū)動(dòng)臺(tái)座中，由旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器通過(guò)扭矩傳感器直接對(duì)試件施加的扭矩大小直接由扭矩傳感器測(cè)出并輸出，而轉(zhuǎn)角則通過(guò)光電編碼器測(cè)量輸出脈沖信號(hào)。

　　主機(jī)臺(tái)架上裝有動(dòng)、靜態(tài)雙向高精度扭矩傳感器。旋轉(zhuǎn)伺服作動(dòng)器(加載執(zhí)行元件)上裝有電液伺服閥用于主控制。主作動(dòng)器具有低摩擦、低阻尼及良好的抗側(cè)向力，同軸安裝高分辨率光電角度傳感器，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)扭矩及角度的測(cè)量。

　　2.2液壓系統(tǒng)：

　　液壓油源泵組采用液壓源油泵機(jī)組采用三相異步電機(jī)加齒輪泵構(gòu)成，系統(tǒng)壓力通過(guò)溢流閥設(shè)定，輸出到系統(tǒng)的壓力油經(jīng)過(guò)了小于6μm過(guò)濾精度的過(guò)濾器的過(guò)濾，保證伺服閥安全可靠的進(jìn)行工作。回油過(guò)濾器對(duì)回到油箱的液壓油進(jìn)行過(guò)濾，保證油箱中液壓油的清潔。

　　2.3油箱組件

　　油箱由鋼板經(jīng)氣體保護(hù)焊接而成，箱內(nèi)用隔板分成兩個(gè)區(qū)域(吸油區(qū)、回油區(qū))，放油口。下部單泵的吸油口安裝進(jìn)油濾油器，與泵進(jìn)油口聯(lián)接的油管采用膠管，防止振動(dòng)。油箱蓋板安裝液位傳感器，低液面報(bào)警，超極限液位自動(dòng)停泵，正常高度及上限高度提示。同時(shí)在上蓋板上安裝了油溫傳感器和空氣濾清器。

　　2.4電機(jī)泵組

　　泵站電機(jī)采用皖南的三項(xiàng)異步電機(jī)、上海立新溢流閥和日本越內(nèi)嚙合齒輪泵，油泵與電機(jī)用鐘罩和彈性梅花聯(lián)軸器組成電機(jī)泵組。通過(guò)軟管與油箱吸油濾油器(帶截止閥)聯(lián)接。此種布置方式可以將電機(jī)泵組的振動(dòng)與油箱組件相隔離，將振動(dòng)減少到狀態(tài)，噪聲低。 電機(jī)泵組經(jīng)減震墊固定在槽鋼組焊的底座上并設(shè)有集油盤(pán)。

　　2.5單泵組濾油調(diào)壓集成板

　　泵組輸出的高壓油首先進(jìn)入單泵濾油調(diào)壓集成板，集成板上安裝高精度高壓管路濾油器(精度5μm)和三級(jí)調(diào)壓閥及進(jìn)、回油蓄能器，高壓管路濾油器帶有壓差發(fā)訊器，若發(fā)生堵塞時(shí)即報(bào)警，這時(shí)要更換新的濾油芯。三級(jí)調(diào)壓閥限制液壓源的工作壓力，(壓力由壓力表顯示，設(shè)有壓力表開(kāi)關(guān))用戶可根據(jù)試驗(yàn)要求的幅頻特性，分別選用工作壓力和流量。

　　2.6冷卻器

　　冷卻器采用博城機(jī)械板式冷卻器，質(zhì)量好、冷卻效率高。

　　2.7全數(shù)字測(cè)控系統(tǒng)

　　試驗(yàn)臺(tái)采用的測(cè)控方案為：以研華工控機(jī)作為主控制機(jī)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)控。工控機(jī)將動(dòng)作指令經(jīng)模擬輸出卡下發(fā)給液壓伺服控制卡，控制卡根據(jù)傳感器的反饋信號(hào)與指令信號(hào)的偏差，經(jīng)PID調(diào)節(jié)后輸出閥信號(hào)，控制液壓缸產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。工控機(jī)將數(shù)據(jù)采集卡采集的位移和載荷信號(hào)經(jīng)過(guò)處理，得到試件的力—位移特性曲線。

　　擺動(dòng)作動(dòng)器采用電液伺服閉環(huán)控制原理，動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)循環(huán)和非對(duì)稱(chēng)循環(huán)疲勞試驗(yàn)。工件安裝角度可以模擬裝車(chē)狀態(tài)自由擺動(dòng)。試驗(yàn)時(shí)計(jì)算機(jī)按設(shè)定的參數(shù)，控制試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。伺服擺動(dòng)作動(dòng)器(擺動(dòng)缸)密封全部采用德國(guó)寶色霞板(特瑞堡)非金屬耐摩擦材料，具有低磨擦、低阻尼及良好的抗側(cè)向能力，響應(yīng)速度快、精度高、頻帶寬、波形種類(lèi)多等特點(diǎn)，可進(jìn)行扭矩、扭角控制試驗(yàn)，工作平穩(wěn)可靠。對(duì)試件可施加規(guī)則波形和任意波形試驗(yàn)，其扭矩、扭角兩種狀態(tài)可任意切換。

　　屏幕顯示扭矩值、扭轉(zhuǎn)角度值、頻率、振幅、循環(huán)次數(shù)和加載波形，到達(dá)設(shè)定次數(shù)，自動(dòng)停機(jī)。試驗(yàn)完成后可自動(dòng)存儲(chǔ)、打印試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告單，試驗(yàn)臺(tái)具有電機(jī)過(guò)載、試驗(yàn)扭矩超載、轉(zhuǎn)角超載、保護(hù)停機(jī)、油溫過(guò)高、濾油器堵等報(bào)警，安全可靠。

　　疲勞試驗(yàn)臺(tái)都是長(zhǎng)時(shí)間工作，工作過(guò)程中可無(wú)人看守，所以要求設(shè)備具有完備的保護(hù)功能。

　　根據(jù)保護(hù)的形式可以分硬保護(hù)和軟保護(hù);硬保護(hù)有電機(jī)缺相、過(guò)流保護(hù)，油溫互鎖保護(hù)，濾芯堵塞保護(hù)，急停保護(hù)等;軟保護(hù)有扭矩、轉(zhuǎn)角極限位置保護(hù);扭矩、轉(zhuǎn)角設(shè)定超差保護(hù)、試樣斷裂保護(hù)、急停保護(hù)等。當(dāng)上述任何一項(xiàng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)停機(jī)，同時(shí)伴有報(bào)警提示。

　　2.7.1.系統(tǒng)硬件

　　系統(tǒng)硬件組成，其中可分為液壓測(cè)控系統(tǒng)和伺服電機(jī)測(cè)控系統(tǒng)兩部分。

　　2.7.2、液壓測(cè)控系統(tǒng)：

　　液壓測(cè)控系統(tǒng)主要由位移傳感器、負(fù)荷傳感器、角位移傳感器、扭矩傳感器、信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集卡、液壓伺服控制卡、高速模擬輸出卡、開(kāi)關(guān)量輸入輸出卡、伺服控制器和伺服閥等組成。

　　2.7.3.系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)軟件主要包含以下幾個(gè)模塊：系統(tǒng)初始化模塊、傳感器標(biāo)定及開(kāi)關(guān)量檢測(cè)模塊、通道手動(dòng)調(diào)試模塊、試驗(yàn)測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)模塊和試驗(yàn)報(bào)告輸出模塊。初始化模塊主要是加載板卡硬件驅(qū)動(dòng)程序，設(shè)置板卡初始狀態(tài)、試驗(yàn)參數(shù)初始值等。標(biāo)定模塊主要完成傳感器信號(hào)及指令輸出信號(hào)的標(biāo)定，采用多點(diǎn)插值法，有效地解決了信號(hào)非線性問(wèn)題。手動(dòng)調(diào)試模塊主要是對(duì)各試驗(yàn)通道的初始位置或初始載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足試件不同初始安裝位置和載荷的需要。試驗(yàn)測(cè)試模塊是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的部分，它將用戶輸入的參數(shù)轉(zhuǎn)化為一系列控制指令，調(diào)用相應(yīng)硬件的訪問(wèn)模塊，驅(qū)動(dòng)測(cè)試裝置及執(zhí)行裝置完成相應(yīng)試驗(yàn)功能。試驗(yàn)結(jié)束后，可以將試驗(yàn)結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊可以查詢(xún)各試驗(yàn)記錄;考慮到運(yùn)行速度、可擴(kuò)展性及維護(hù)性。

　　2.8電氣控制系統(tǒng)

　　2.8.1 柜式結(jié)構(gòu)，泵站體附近放置，西門(mén)子PLC智能遠(yuǎn)程控制。

　　2.8.2 設(shè)計(jì)滿足國(guó)家強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);

　　2.8.3 自動(dòng)進(jìn)行泵站的高低壓切換，低壓?jiǎn)?dòng)，高壓運(yùn)行;

　　2.8.4 總功率：50kW，AC，380V，三相五線制。

　　2.8.5 柜體帶電壓、電流表，并配相關(guān)按鈕分別控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止。

　　2.8.6 帶液位低、溫度限、濾油堵塞、電機(jī)超負(fù)荷等多種保護(hù)與報(bào)警功能;

　　2.8.7電線電纜布局合理，檢修使用方便，外形美觀;

　　2.8.8 甲方負(fù)責(zé)電源供應(yīng)。

　　三、主要技術(shù)指標(biāo)：

　　1、靜態(tài)扭矩： ±10000Nm;(大扭矩可以按要求定制)

　　2、扭距精度： ±1%F.S(靜態(tài));

　　3、轉(zhuǎn)角： ±45°

　　4、轉(zhuǎn)角精度： ±0.1°(靜態(tài));

　　5、擺動(dòng)頻率范圍：0.05-6Hz;

　　6、控制方式： 扭矩、轉(zhuǎn)角;

　　7、加載波形： 正弦波;

　　8、可測(cè)試件長(zhǎng)度：400-1200mm

　　9、液壓系統(tǒng)參數(shù)：電機(jī)功率兩臺(tái)37Kw，系統(tǒng)流量200L/min

　　四、試驗(yàn)臺(tái)組成及功能

　　1、主機(jī)(一套)

　　1)試驗(yàn)平臺(tái)(底座) 2)固定支架 3)電液伺服閥

　　4)擺動(dòng)缸 5)活動(dòng)支架 6)光電編碼器(角度傳感器)

　　7)夾具及安全防護(hù)罩(一套)

　　2、液壓油源(一套)

　　1)油泵機(jī)組總成

　　2)調(diào)壓系統(tǒng)(單向閥、溢流閥、電磁閥、截止閥、液位計(jì)、高壓濾油器、回油濾油器等)

　　3)油箱

　　4)電器控制系統(tǒng)

　　5)過(guò)濾裝置(三級(jí)過(guò)濾)

　　6)冷卻裝置(油冷卻器，冷卻水源由甲方提供，入口溫度低于30℃)

　　7)電機(jī)底板、油箱蓋板、分流閥塊等。

　　3、計(jì)算機(jī)電控制系統(tǒng)(一套)

　　1)計(jì)算機(jī) 2)伺服控制器 3)A/D及定時(shí)卡

　　4)扭矩傳感器 5)智能扭矩放大器 6)1/0輸入輸出卡

　　7)主板驅(qū)動(dòng)卡 8)HP打印機(jī) 9)試驗(yàn)管理軟件及應(yīng)用軟件

　　4、功能

　　五、試驗(yàn)臺(tái)主要配置：

　　1、試驗(yàn)臺(tái)主機(jī) 一臺(tái)

　　1、液壓動(dòng)力泵站 一臺(tái)

　　3、旋轉(zhuǎn)伺服作動(dòng)器 一套

　　4、電液伺服閥 一只

　　5、雙通道伺服控制系統(tǒng) 一套

　　6、電器控制系統(tǒng) 一套

　　7、工裝夾具 一對(duì)