尹綏玉,王 磊

(1湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系,湖北 十堰 442002;2襄樊偉世通工業(yè)控制技術(shù)有限公司,湖北 襄樊 441004)

為保障車輛行駛的安全,對(duì)汽車踏板支架要做耐久性試驗(yàn).實(shí)驗(yàn)方法是模擬實(shí)際操作時(shí)可能遇到的使用環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn),達(dá)到減少因汽車踏板故障而造成的人員傷亡及車輛故障.本文所述試驗(yàn)臺(tái),是根據(jù)QC-T 788《汽車踏板裝置性能要求及臺(tái)架試驗(yàn)方法》設(shè)計(jì)成能對(duì)各類汽車踏板部件進(jìn)行負(fù)荷性能及壽命耐久試驗(yàn).

1 試驗(yàn)臺(tái)參數(shù)設(shè)計(jì)與選擇

1)設(shè)備的環(huán)境溫度:-15℃～40℃;相對(duì)濕度:20%～90%;

2)設(shè)備電源:AC380V±10%,50 Hz;氣源:0.4～0.6 MPa;

3)能實(shí)現(xiàn)不同汽車踏板支架試驗(yàn);

4)制動(dòng)踏板最大行程為230 mm;

5)最大負(fù)載力大于2000 N;

6)伺服電機(jī)額定功率3.0 kW,額定轉(zhuǎn)速2000 r/min,三相AC380V;

7)減速器減速比 100∶1,最大加力要大于1300 N;

8)一次制動(dòng)過(guò)程時(shí)間0.67～2 s;

9)力傳感器量程 3000 N,精度0.2%Fs;

10)信號(hào)采集頻率≥200 Hz;

11)壓力調(diào)節(jié)范圍0～1500 N;

12)負(fù)載裝置耐久壽命:110次動(dòng)作;

13)可2個(gè)樣品同時(shí)試驗(yàn);

14)踏板支架轉(zhuǎn)臂最大長(zhǎng)度小于500 mm;

15)負(fù)載特性:50000次循環(huán),一個(gè)循環(huán)的構(gòu)成.

16次制動(dòng)直到Fxz=50 N(制動(dòng)力),3次制動(dòng)直到Fxz=100 N,1次制動(dòng)直到Fxz=600 N。一次制動(dòng)的過(guò)程如圖1.

圖1 負(fù)載特性曲線

2 試驗(yàn)原理與試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)

2.1 試驗(yàn)原理框圖

試驗(yàn)原理如圖2所示.

圖2 試驗(yàn)原理框圖

2.2 模擬載荷原理

模擬載荷原理如圖3所示.

圖3 模擬載荷原理圖

2.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意見圖4.

圖4 結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 負(fù)載特性

在踏板試驗(yàn)中,如何模擬負(fù)載特性是試驗(yàn)的主要環(huán)節(jié),本試驗(yàn)設(shè)計(jì)重點(diǎn)對(duì)模擬負(fù)載特性進(jìn)行了試驗(yàn)認(rèn)證,其優(yōu)化參數(shù)及計(jì)算簡(jiǎn)述如下:

取氣缸直徑￠=80 mm,取最大氣壓P=0.6 MPa,氣缸產(chǎn)生的推力

式中:R=40 mm;P=0.6 MPa.

當(dāng)曲柄擺桿垂直時(shí),負(fù)載最大轉(zhuǎn)矩

式中:F=3014.4 N;L=0.5 m.

當(dāng)加載點(diǎn)到樣品旋轉(zhuǎn)中心的距離等于500 mm時(shí),可以加載的理論最大壓力為2712.96 N;即當(dāng)工件受力點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心距離小于500 mm時(shí),設(shè)計(jì)加載負(fù)載可以滿足要求[1].

設(shè)負(fù)載曲柄有效長(zhǎng)度為500 mm,負(fù)載推桿長(zhǎng)度200 mm,氣缸缸徑80 mm,行程總長(zhǎng)300 mm,最大壓縮行程250 mm;汽車踏板支架旋轉(zhuǎn)角度與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的特性曲線如圖5所示[2].

圖5 負(fù)載轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩關(guān)系圖

3 結(jié)論

本文所述汽車踏板支架試驗(yàn)臺(tái)經(jīng)用戶使用,滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)要求,其性能達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品水平.

[1]王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 3版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[2]Robert H Bishop.LabVIEW6i實(shí)用教程[M].喬瑞萍,林 欣譯.北京:電子工業(yè)出版社,2005.