汽车传动轴(等速万向节)扭转疲劳试验台

技术方案

一、扭转疲劳试验台功能：

本扭转疲劳试验台可进行各种轴类、杆件的动态扭转疲劳试验及静态扭转刚性、强度试验。适用于汽车传动轴、等速万向节、转向轴、球笼、汽车半轴、汽车驱动桥壳等零部件的扭转疲劳及静扭转性能试验。

动态扭转可实现对称循环和非对称循环疲劳试验。并可模拟等速万向节实际工矿下（装车状态）的动态扭转疲劳试验，工件安装角度可以360°自由旋转。试验时计算机按设定的参数控制试验台自动进行。屏幕显示扭矩值、转角值、摆动频率、摆动振幅、循环次数和加载波形等，到达设定次数，自动停机并打印试验结果。试验台具有电机过载、试验扭矩、转角超载保护停机、油温过高、滤油器堵等报警防护功能。

二、扭转疲劳试验台设备构成:

传动轴（等速万向节）扭转疲劳试验台主要由主机台架系统、液压加载系统、伺服控制系统、强电控制系统、计算机数据处理系统、夹具等部分组成。

●主机：

本机采用台架式结构，驱动系统、固定夹具、活动支撑等全部固定在试验平台上，它们的安装由工艺保证，试验台的驱动部分和测量（扭矩传感器，扭角传感器）部分都安装在驱动台座中，由旋转作动器（摆动油缸）通过扭矩传感器对试件施加扭矩的大小直接由扭矩传感器测量并输出给计算机，而转角则通过光电编码器测量输出脉冲信号给计算机。

主机台架上装有动、静态双向高精度扭矩传感器。旋转伺服作动器（加载执行元件）上装有电液伺服阀用于主控制。同轴安装高分辨率光电角度传感器。以此来实现扭矩及角度的测量。

●液压系统:

液压油源泵机组采用电机加变量内啮合齿轮泵构成，系统压力通过溢流阀设定，输出到系统的压力油经过了小于6μm过滤精度的过滤器的过滤，保证电液伺服阀安全可靠的进行工作。回油过滤器对回到油箱的液压油进行过滤，保证油箱中液压油的清洁。

在输送到作动器的进、回油路上装有蓄能器，减小液压冲击对试验的影响。油源的冷却采用传统的循环水冷却方式，选用率的热交换元件，使液压油的工作温度能够保证在其正常工作范围。（水源用户自备，入口温度不超过30℃）

●伺服控制系统：

本测控系统采用动态电液伺服控制技术，实现全数字闭环控制, 主要测量通道采用交流放大器、宽范围、不分档，连续全程测量，采用大规模可编程门阵列（FPGA）硬件实时跟踪、积分累加原理（∑-Δ）并采用同步采集、及数据预处理。

伺服控制系统的核心----伺服控制器，关键元器件采用美国进口。全数字伺服控制器可同时对多个参数进行控制和测量，同时结合我们研制的、目前*的电液伺服控制技术，可使系统各控制单元的功能得到加强，各单元具有独立性。同时减轻了主控计算机的负担，提高了主控机的速度。另外由计算机作为人机界面，使操做非常直观方便。

该系统可实现负荷、位移、扭矩、转角等多种闭环控制。计算机可自动进行数据采集、处理、显示、打印数据和试验结果，具有报警和互锁功能。

●伺服控制系统工作原理：

该控制系统采用的是有差闭环伺服控制系统。信号源输出的控制指令信号与“控制状态”选择的被控反馈信号在比较器产生一个误差信号。这个误差信号经过P、I、D调节后送到伺服阀驱动器上，控制伺服阀推动油缸向着指令要求的方向运动，来减小误差以趋向控制指令目标。整个控制过程就是调节器不断地调整驱动器的输出，使其相应的反馈信号与设定信号之间的误差zui小。反馈信号(即控制对象)可从负荷、位移中选择。

●强电控制及计算机数据处理系统：

强电控制系统具有电机启动控制电路、油源报警电路、状态显示电路。电机启动控制电路由启动、停止、急停等电路组成；油源报警电路由温度超限报警、滤油器堵塞报警、压力报警电路等组成。所有的逻辑关系通过工控计算机来实现。

计算机系统由工控计算机及管理、应用软件、激光打印机等组成。试验台的电控系统是用来控制启动、停止和各种动作的。它是由工控计算机中的各种板卡来完成。而计算机系统同时还负责试验数据的采集、处理。完成数据处理，自动绘制试验曲线图表。显示测量数值，同时可以自动判别被测参数的合格与不合格，自动判别曲线的对称性和主要指标的正确性等，同时可打印成试验报告。

三、扭转疲劳试验台主要技术指标：

1、zui大静态扭矩： ±5000Nm( 其他规格： ±3000Nm、 ±6000Nm、 ±10000Nm 、±15000Nm 、±20000Nm、 ±25000Nm 、±30000Nm)

2、扭矩精度： ±1%F.S(静态)

3、zui大转角： ±45°

4、转角精度： ±0.1°(静态)

5、摆动频率范围： 0.1--10Hz

6、加载波形：正弦波、方波、斜波及外部输入波形

7、可测试件长度： 500--1200mm（可协商）

8、控制方式：扭矩、转角

四、扭转疲劳试验台主要配置：

1、试验台主机：一台

包括：试验平台、固定支架、活动支架、回转机构、旋转伺服作动器，动、静态双向高精度扭矩传感器；光电传感器；电液伺服阀）。