汽车转向轴扭转疲劳试验台开发.pdf

工业自
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汽车转向轴扭转疲劳试验台开发串
陈建国,袁海兵
湖北汽车工业学院机械工程系, 湖北十堰
摘要:为了检验转向轴的质量,设计了转向轴扭转疲劳试验台。介绍了试验台的机械结构,设计了以芯片为控制器的硬件
电路,阐述了软件的编制流程。该试验台可以保证加载的扭矩恒定,方便地显示加载次数。系统自动化程度高,运行稳定可
靠。
关键词:汽车转向轴;疲劳试验;单片机;负载恒定
中图分类号: . 文献标识码: 文章编号:———


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引言的试验台操作方便,系统应具有自动反馈功能,
转向传动轴总成是汽车转向系的核心部分, 保证试验中的扭矩不变;同时系统对试验次数自
其性能的优劣直接关系着交通和人身安全。在汽动计数并显示。
车行业标准——“汽车转向传动轴总成性能要求传动轴驱动的动力源有多种方案,其中有步
及试验方法”/—中,传动轴扭转进电机驱动、液压驱动、气动驱动等。如果采用
疲劳试验是验证转向传动轴性能的试验之一。步进电机驱动,由于试验台进行疲劳试验,需要
设计开发转向传动轴全自动扭转疲劳试验台,对电机频繁的正反换向,这样会产生较大的电流;
保证产品的质量有重要意义。且需要长时间连续工作,电机的寿命难以保证。
机械系统方案采用液压驱动,需为试验台建立专用的液压源,
根据汽车行业标准——“汽车转向传动轴总这样会增加设备的成本;同时由于液压驱动效率
成性能要求及试验方法”中有关扭转疲劳试验的较低,长时间运转需对液压系统进行冷却,所以
规定,要求试验中加载的正反向扭矩大小为~ 采用液压驱动方式并非理想的方案。而采用气动
·,试验过程中要求扭矩大小恒定不变。疲方式驱动,气动元件可自我降温,便于长时间的
劳寿命试验次数:循环试验次,工作节拍: 运转。
分。为了保证所加的扭矩负载恒定,采用磁粉制
整个试验台主要包括以下部分:动力部分、动器作为负载元件。通过传感器实时采集扭矩的
负载部分、检测装置及控制装置。为了保证设计大小,与标准力矩信号比较后,控制磁粉制动器
湖北省自然科学基金编号:
收稿日期:——
自动化
的电流,实现力矩的恒定控制。试验台的大致结器线圈产生的感应电流由二极管流过,因而
构如图所示。回转气缸带动转向传动轴回不会产生很高的感应电压,从而使晶体管
转,通过磁粉制动器来给转向传动轴施加转矩得到保护。
负载。扭矩传感器串联于磁粉离合器与传动轴为了保证准确的秒换向,单片机通过
之间,其中回转支撑防止在试验的过程中上下来定时,当达到秒的时间间隔,通过中断
前后振动,影响扭转疲劳试验。程序实现电磁阀的得电和失电。由于系统的时钟
为,利用系统内部的时钟周期最多只能
,满足不了定时要求。因此在单
片机的及口接一的晶振,来保证定
时要求。

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图试验台结构简图
电控系统硬件设计
试验台的控制计算机,采用美国
公司生产的单片机,具有
,,路的
/通道,具有串行通信模块,能够满足
试