汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)【汽車輪轂軸承試驗(yàn)臺】

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陳粵初等編著單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996；4. 王福瑞等編著，單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001年10月第5次印刷；5中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)編，中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典（第5冊），南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.1。指導(dǎo)教師簽名： 教研室主任簽名： 圖紙：試驗(yàn)臺A0 輪轂軸承A1 油缸A1 單片機(jī)（或工控機(jī)）A2先做試驗(yàn)臺A0圖紙第一章 緒論1.1 引言輪轂軸承是汽車中最重要的關(guān)鍵零部件之一，在國外一直受到汽車設(shè)計(jì)和制造人員的關(guān)注。輪轂軸承性能直接影響汽車的運(yùn)動(dòng)性能、安全性、可靠性以及乘坐舒適性。因此，美、日、歐洲等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家的主要汽車公司如美國通用、福特，日本的豐田、本田、尼桑等對于汽車輪轂軸承的研究都給予了特別的重視，紛紛與世界著名軸承公司如TIMKEN、SKF、NSK、FAG、NTN、KOYO合作，長期系統(tǒng)地進(jìn)行汽車輪轂軸承的研究工作，開發(fā)研制出各種適用于汽車工作環(huán)境的專用輪轂軸承。目前，國際上汽車輪轂軸承已經(jīng)發(fā)展進(jìn)入第五代轎車輪轂軸承是轎車承重和傳導(dǎo)的重要的安全部件。迄今為止，眾多國內(nèi)的輪轂軸承制造企業(yè)尚沒有掌握自主開發(fā)和性能分析技術(shù)，我國的中高檔轎車輪轂軸承一直依賴進(jìn)口，國產(chǎn)產(chǎn)品很難進(jìn)入國內(nèi)外中高檔轎車主機(jī)配套市場。而我國汽車工業(yè)起步較晚，汽車輪轂軸承基本還處于第一代水平，我國轎車輪轂軸承在具體使用中還存在較嚴(yán)重的早期失效現(xiàn)象。主要是前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成中的前輪轂軸承(雙列圓錐滾子軸承)和后橋總成中的后輪轂軸承(圓錐滾子軸承)都普遍存在早期失效問題。因而，引起汽車輪轂軸承出現(xiàn)早期失效的原因，既可能來源于軸承材料、結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素，也可能與軸承安裝、維修和使用環(huán)境等有關(guān)。為了解決汽車輪轂軸承運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性及可靠性，對汽車輪轂軸承進(jìn)行出廠前的試驗(yàn)，從而提高整車的可靠性。因此，探究汽車輪轂軸承關(guān)鍵力學(xué)性能分析及試驗(yàn)方法研究工作對我國轎車輪轂軸承等關(guān)鍵汽車零部件開發(fā)有重要的研究意義和工程應(yīng)用意義。本文主要從軸承的抗彎性能、噴淋密封性能、耐腐蝕性能、疲勞壽命性能等角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了汽車輪轂軸承的性能測試的專用試驗(yàn)臺。 （a）汽車輪轂軸承實(shí)物圖（b）驅(qū)動(dòng)輪輪轂軸承（b）從動(dòng)輪輪轂軸承圖1-1 汽車輪轂軸承1.2 汽車輪轂的軸承的發(fā)展及研究現(xiàn)狀汽車車輪輪轂軸承一般是一種雙列角接觸球軸承，一套軸承即可實(shí)現(xiàn)輪轂的雙向定位要求，且軸向徑向剛度均較高，是一種技術(shù)含量高附加值高的軸承產(chǎn)品。汽車輪轂軸承的最早應(yīng)用可追溯到1936年的雪鐵龍轎車。SKF研制成功的四門轎車1ICV驅(qū)動(dòng)前輪是目前輪轂軸承單元的始祖。在那時(shí)，對于大多數(shù)驅(qū)動(dòng)前輪來說，仍需常調(diào)整軸承的間隙。隨著前置前驅(qū)動(dòng)(FF化)轎車的飛速發(fā)展，輪轂軸承發(fā)生了很大的變化。以往每一個(gè)車輪都使用兩套圓錐滾子軸承或兩套向心球軸承，現(xiàn)在則都單元化了，以整體組裝形式使用，并且輪轂軸承單元結(jié)構(gòu)形式也向多樣化發(fā)展(如圖1-2轎車輪轂軸承的結(jié)構(gòu)演化)。目前使用的輪轂軸承單元，根據(jù)現(xiàn)在正使用的結(jié)構(gòu)型式和變化分成三代，分別稱為第一代、第二代以及第三代。以及正在研發(fā)的第四代和第五代。第一代輪轂軸承是雙列角接觸球軸承，采用整體外圈、兩個(gè)內(nèi)圈、尼龍保持架及橡膠密封圈，軸承內(nèi)部填充了潤滑脂。軸承游隙已在軸承裝配時(shí)預(yù)調(diào)，安裝時(shí)勿需進(jìn)行游隙調(diào)整。軸承外圈與輪轂采用緊配合，由止動(dòng)環(huán)、擋邊或螺母作軸向定位：內(nèi)圈與軸套采用輕推配合，由萬向節(jié)尾部的螺母軸向定位、預(yù)填潤滑脂、帶密封的普通型軸承。這種結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是可靠、有效載荷間距短、易安裝、無需調(diào)整、結(jié)構(gòu)緊湊等。第二代輪轂軸承是將與軸承相配合的零件即輪轂或轉(zhuǎn)向節(jié)與軸承套圈制成一體的結(jié)構(gòu)型式，簡化了輪轂總成的結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)量降低安裝費(fèi)用及加工費(fèi)用等比起第一代則是更加輕量化、小型化。到上世紀(jì)80年代，第一、二代輪轂軸承在歐洲、美國、日本已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)?shù)膶?shí)用化階段。目前，我國引進(jìn)車型大多采用上述兩種軸承單元。第三代輪轂軸承即是把與軸承相配合的零件即輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)與軸承套圈制成整體化的型式，在輕量化、可靠性、剛性以及安裝使用方面比第一、二代輪轂軸承具有顯著優(yōu)越性。目前，第三代輪轂軸承在歐美也已經(jīng)逐漸實(shí)用化，同時(shí)，它還可以應(yīng)用于非驅(qū)動(dòng)輪。圖1-2轎車輪轂軸承的結(jié)構(gòu)演化第四代輪轂軸承是把等速萬向節(jié)(CVJ)與軸承做成整體化，這種型式引人目的是廢除了輪轂花鍵軸，更加小型化以及使之安裝更加合理的結(jié)構(gòu)。這樣，軸承制造商可以把變速箱側(cè)的等速萬向節(jié)一起安裝好供貨，大大地減少了裝配工時(shí)，其距離實(shí)用化已經(jīng)不遠(yuǎn)。第五代輪轂軸承正在形成。其核心是在輪轂軸承中集成防抱死系統(tǒng)(ABS)信號發(fā)生器。傳感器和脈沖輪均集成在軸承單元內(nèi)部，將ABS傳感器設(shè)置在軸承單元左側(cè)，與壓入外套左側(cè)的脈沖輪徑向相對。軸承內(nèi)套中部有一通孔，用以引入集成傳感器的電纜。如前所述，轎車輪轂軸承作為轎車承重和傳導(dǎo)的非常重要的安全部件，正在向集成化、高可靠性、高性能、低成本方向發(fā)展?？傮w來說，對汽車輪轂軸承的要求大致如下：易于安裝，不需要調(diào)整軸承組裝間隙。高可靠性壽命，追求與整車等壽命，壽命目標(biāo)要求在15萬公里以上，甚至要求達(dá)到30萬公里。輕量化和小型化，而且軸承的載荷容量大。預(yù)注高性能潤滑脂，終生潤滑，免維護(hù)。減少零件數(shù)，降低整體成本。當(dāng)輪轂軸承軸向?qū)挾扰c徑向橫截面高度安裝空間比率小于2.5時(shí)，幾乎總是選擇雙列角接觸球軸承，其優(yōu)點(diǎn)如下：(1)軸向上要求空間小，跨距大，因此，由于接觸角大而具有高轉(zhuǎn)矩載荷能力(2)軸承的總重量小(3)適用于軸承單元集成化，與圓錐滾子軸承相比，其法蘭可更容易集成化，尤其是內(nèi)圈。1.3汽車輪轂軸承檢測技術(shù)國內(nèi)外研究狀況早在20世紀(jì)初人們就開始使用各種手段對軸承進(jìn)行檢測,按照檢測方式不同可以分為:人手感覺檢測、擴(kuò)音器聽聲檢測、傳統(tǒng)的電子儀器儀表檢測及近代的基于PC機(jī)的虛擬儀器檢測。為適應(yīng)汽車工業(yè)的發(fā)展需要，國外很早就開展了汽車輪轂軸承性能試驗(yàn)，在性能試驗(yàn)方法的研究和試驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)方面都比較領(lǐng)先，許多核心技術(shù)被一些專業(yè)生產(chǎn)軸承的跨國公司所掌握，如NTN、SKF、SNR、TIMKEN、NSK、雷諾公司KOYO等這些世界著名的軸承生產(chǎn)商。從軸承儀器儀表的發(fā)展預(yù)測來看，世界精密制造技術(shù)的快速發(fā)展和提高的產(chǎn)品，產(chǎn)品的檢測和控制技術(shù)的準(zhǔn)確性也得到長足的發(fā)展，并呈現(xiàn)多態(tài)性和超高精度的特點(diǎn)。納米制造納米來衡量，從智能儀器。國內(nèi)軸承行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，測試和測試技術(shù)逐漸在許多方面與世界的虛擬儀器，并制定了一系列適當(dāng)?shù)臈l件和國家標(biāo)準(zhǔn)方面的測試儀器和測試設(shè)備。中國正在逐步成為世界的產(chǎn)品制造中心，國外的先進(jìn)制速度最快的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，使用最新的設(shè)備，目前在國內(nèi)由我首創(chuàng)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，接近國際先進(jìn)水平。儀器具有多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，與國外有價(jià)格優(yōu)勢。廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將大大提高軸承的質(zhì)量水平，提高企業(yè)的競爭力。 可應(yīng)用于軸承的檢測的圖像處理技術(shù)。利用圖像處理技術(shù)的檢測軸承表面質(zhì)量的研究應(yīng)包含多種不同可能出現(xiàn)的問題，如裂紋，點(diǎn)蝕，剝離，腐蝕，燒附，耐熱變色。第一軸承的軸承表面缺陷檢測的標(biāo)記文本，而不臉圖像采集，分工端蓋，然后缺陷圖像分割和邊緣提取，以及最終將它的缺陷分析。模式識別軸承檢測中也占有一定的地位。模式識別是自動(dòng)化技術(shù)的研究，依靠這種技術(shù)，機(jī)器會(huì)自動(dòng)（或盡可能少，盡可能干擾）被分配到各自的識別模式模式類去。模式識別應(yīng)用于機(jī)械，可滿足現(xiàn)代制造業(yè)的需求進(jìn)行測試，如測量零件尺寸的缺陷檢測的零部件，零部件裝配，零件識別。基于模式識別軸承在線檢測系統(tǒng)使用模式識別理論對待檢軸承的實(shí)時(shí)在線檢測，最終判決確定的檢測水平的軸承。該系統(tǒng)的測試，而不是做軸承，更大的市場前景以及測試技術(shù)日益沖擊著國內(nèi)的軸承行業(yè)。荷蘭著名的軸承制造商SKF公司開發(fā)的輪轂軸承性能試驗(yàn)設(shè)備，由于采用了先進(jìn)的技術(shù)，在軸承行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。SKF軸承公司最早開發(fā)的A字形試驗(yàn)機(jī)可施加周期性動(dòng)態(tài)循環(huán)載荷，專用于轎車輪轂軸承的模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)機(jī)運(yùn)用實(shí)際轎車裝置系統(tǒng)來模擬輪轂軸承的實(shí)際工況，在忽略輪胎剎車和加速時(shí)的載荷情況下，通過在輪胎邊緣周期性的動(dòng)態(tài)施加一徑向和軸向輪胎載荷的方式來模擬輪轂軸承受到的交變動(dòng)態(tài)外部載倚，還模擬了力矩載荷，其產(chǎn)生原因是由于實(shí)際轎車輪轂軸承的中心線與輪胎中心線一般都會(huì)有偏胃，從而使輪胎徑向力相對輪轂軸承中心線產(chǎn)生一定的力矩力矩載荷作用提高轎車的轉(zhuǎn)彎性能，該力矩載荷會(huì)改變軸承的受力情況，對輪轂軸承的壽命有比較大的影響。美國英斯特朗公司開發(fā)的輪轂軸承試驗(yàn)臺，它采用實(shí)際轎車裝置系統(tǒng)以模擬汽車輪轂軸承的環(huán)境條件。試驗(yàn)由轎車剎車裝置、輪轂軸承及輪胎組成，可對四種負(fù)荷參數(shù)進(jìn)行模擬，包括汽車行駛過程地面對輪胎的徑向作剛力、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的軸向作用力、汽車加速引起的圓周力和剎車時(shí)的制動(dòng)力。它將這四種負(fù)荷其同靜止作用于轎車軸內(nèi)側(cè)，并周期性的施加動(dòng)態(tài)循環(huán)載荷，進(jìn)行輪轂軸承試驗(yàn)，使整個(gè)試驗(yàn)接近真實(shí)工況。 圖1-3美國英斯特朗公司開發(fā)的輪轂軸承試驗(yàn)臺由于應(yīng)用的技術(shù)差距和國外，目前國內(nèi)的軸承檢測設(shè)備仍然是相同的，與國外先進(jìn)企業(yè)還有很大的差距。為了滿足軸承行業(yè)的需求，舉止儀表，以跟蹤世界先進(jìn)水平，開發(fā)新的工具，改變過去，只有高精度的檢測儀器或設(shè)備從國外進(jìn)口的局面。我們需要在各方面加以改進(jìn)和某些領(lǐng)域的特殊的突破。1.4 本課題的主要研究內(nèi)容和要求1.設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺應(yīng)滿足汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)要求，符合經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則；要求采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)測控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測試與控制；按試驗(yàn)規(guī)范的要求驅(qū)動(dòng)裝置的速度應(yīng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)；加載轉(zhuǎn)矩應(yīng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理有較高的精度：120 （9）單根V帶的額定功率p根據(jù)帶型及轉(zhuǎn)速查得功率為7.2 kW（10）單根V帶的額定功率增量p因?yàn)閭鲃?dòng)比等于1,所以根據(jù)帶型、轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比查得p=0（11）帶的根數(shù)Z=包角修正系數(shù)=0.98 帶長修正系數(shù)=1.03Z=6.8根，取Z=8. （12）單根V帶的初張緊立F其中m為單位長度質(zhì)量(kg/m)得m=0.06kg/m, F0=225N（13）有效圓周力F F=1897 N （14）作用在軸上的力FF=2FZsin（15）所用規(guī)格B1608第四章 汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)臺加載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 加載的選擇載荷是試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)主要指標(biāo)，其加載精度和加載速度確定了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，其精度和速度的不同可能導(dǎo)致加載系統(tǒng)的價(jià)格相差幾倍或更高。常用的加載方法有: （1）杠桿砝碼加載優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，不需要載荷傳感器測試，由加載砝碼可以確定出載荷的大小，但不適合高速，若速度過高會(huì)引起砝碼振動(dòng)，導(dǎo)致載荷不穩(wěn)，變載荷也不方便，僅適用于壽命試驗(yàn)，成本低。（2）彈簧加載載荷的大小取決于彈簧的大小和彈簧的壓縮量， 加載范圍較小，所占空間比較大，成本比較低，一般用于特殊試驗(yàn)。（3）液靜壓加載：即手動(dòng)螺旋液壓加載。 加載方式手動(dòng)調(diào)節(jié)小液壓缸的壓力達(dá)到控制試驗(yàn)機(jī)油缸的壓力，這種加載方式簡單、無噪聲，但受溫度影響大，精度低，一般用于壽命試驗(yàn)，在環(huán)境溫度變化時(shí)需人工調(diào)節(jié)。特別是開機(jī)第一小時(shí)內(nèi)注意試驗(yàn)機(jī)溫度變化情況及壓力變化情況，隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力。（4）液壓比例自動(dòng)加載：這種加載方式由液壓系統(tǒng)、工控機(jī)和壓力傳感器組成閉環(huán)系統(tǒng)。一般由工控機(jī)數(shù)字調(diào)節(jié)器控制液壓比例閥進(jìn)而控制載荷，如下圖3-1所示。這種系統(tǒng)結(jié)果復(fù)雜、成本高，但控制精度高，可達(dá) 1%。系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是載荷可控；可按照預(yù)先編制的程序變化；特別適合做模擬試驗(yàn)。如汽車發(fā)電機(jī)軸承試驗(yàn)機(jī)。對于汽車輪轂軸承，試驗(yàn)機(jī)加載結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，軸向載荷為交變載荷，控制比較困難，如系統(tǒng)調(diào)整不好，超調(diào)量可達(dá) 60%,將導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真；為解決這一問題，需要選用響應(yīng)速度快的油缸，在控制軟件中除采用 PID 算法外，還要增加智能控制技術(shù)軟件。液壓油要采用標(biāo)準(zhǔn)的液壓油，絕對不能采用再生油，否則將使整個(gè)系統(tǒng)報(bào)廢。 圖3-1 液壓比例自動(dòng)加載示意圖（5）液壓伺服加載：當(dāng)比例加載系統(tǒng)的加載頻率不能滿足試驗(yàn)要求時(shí)，就要選擇液壓伺服系統(tǒng)，其原理和比例加載相同，采用液壓伺服閥來控制載荷，這種系統(tǒng)的加載頻率可達(dá)每秒 20 次， 但成本更高，對油的清潔度要求也高， 一般用于軍工試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)等。除上述加載方式外，有砝碼加載和液靜壓加載組成的加載系統(tǒng)。還有液靜壓加載和伺服電機(jī)組成的自動(dòng)加載系統(tǒng)；彈簧加載和伺服電機(jī)組成的彈簧自動(dòng)加載系統(tǒng)。本文中采用上述的液壓比例自動(dòng)加載的方法，主要通過電磁控制閥來對軸向和徑向的液壓缸進(jìn)行加載，從而自動(dòng)有效地控制加載徑向力和軸向力的大小，加載速度等。4.2 加載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)汽車輪轂軸承試驗(yàn)機(jī)的加載壓力要求以規(guī)定速度勻速加載, 均勻控制壓力。本文中液壓系統(tǒng)加載采用一種數(shù)字式微小流量閥，實(shí)現(xiàn)勻速加載, 加載速率范圍 0.0525 kN/s,負(fù)載范圍10300kN。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 32所示。 圖3-2 液壓系統(tǒng)控制示意圖2試驗(yàn)機(jī)上軸向和徑向各用一只專用的數(shù)字控制流量閥, 該閥由一個(gè)節(jié)流閥和一個(gè)減壓閥組成, 減壓閥為三通轉(zhuǎn)閥式結(jié)構(gòu), 通過調(diào)節(jié)小流量閥的輸出流量來控制液壓缸的輸出壓力。該閥以二相混合式步進(jìn)電機(jī)為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換元件,直接通過數(shù)字方式控制, 消除了閥的滯環(huán), 提高了控制精度和抗干擾能力,具有良好的流量-壓力特性和較高的頻響特性。該液壓系統(tǒng)原理如圖3-3所示。采用步進(jìn)式數(shù)字閥通過閥芯的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)將輸入的信號量化為相應(yīng)的步數(shù)(脈沖數(shù)),因而存在著量化。通過增加閥的工作步數(shù)可以減小量化誤差,但閥的響應(yīng)速度大大降低。針對步進(jìn)數(shù)字閥的量化誤差與響應(yīng)速度之間的矛盾, 通過步進(jìn)電機(jī)的連續(xù)跟蹤的控制方法得到解決, 即在步進(jìn)控制中引入脈寬調(diào)制控制技術(shù)使步進(jìn)電機(jī)輸出的角位移開環(huán)連續(xù)可控。這樣不僅消除了步進(jìn)式數(shù)字閥所固有的量化誤差, 而且使該數(shù)字閥的響應(yīng)速度得到很大提高。圖3-3 軸承試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)原理圖本文中實(shí)驗(yàn)機(jī)架為剛性, 簡化壓力架、負(fù)載和液壓缸, 液壓系統(tǒng)模型為節(jié)流閥閥口流量方程等差減壓閥閥口流量方程式中: Q1 為節(jié)流閥閥口流量; Q2 為等差減壓閥閥口流量; At1為節(jié)流閥閥口過流面積; At2為等差減壓閥閥口過流面積; pp 為泵出口腔工作壓力; pL 為液壓缸負(fù)載腔工作壓力; Cd1為節(jié)流閥閥口流量系數(shù); Cd2為等差減壓閥閥口流量系數(shù); p為油液密度。泵出口容腔流量連續(xù)性方程 液壓缸負(fù)載腔流量連續(xù)性方程 式中: Qp 為泵流量; Vp 為泵出口容腔體積; V1 為液壓缸負(fù)載腔體積; A2 為等差減壓閥閥芯有效截面積;A1為液壓缸滑塞有效截面積; xv 為等差減壓閥閥芯開度; E 為液體體積彈性模量; Ce 為液壓缸泄漏系數(shù); y 為液壓缸活塞位移。等差減壓閥閥芯力平衡方程 液壓缸負(fù)載力平衡方程. 式中: m2 為等差減壓閥閥芯質(zhì)量; m1 為液壓缸活塞組件及負(fù)載的總質(zhì)量; B2 為等差減壓閥閥芯運(yùn)動(dòng)的黏性阻尼系數(shù); B1 為活塞和負(fù)載的黏性阻尼系數(shù);Kt 為等差減壓閥閥芯平衡彈簧剛度; K 為負(fù)載的彈簧剛度; F 為作用在活塞上的任意外負(fù)載; Fg 為液壓缸產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力。采用液壓加載方式，提供拉力和壓力交變載荷，按徑向水平加載（拉力）、軸向水平加載（拉壓力）的結(jié)構(gòu)布局；進(jìn)行輪轂單元性能試驗(yàn)（一般耐久性試驗(yàn)） ，軸向力通過車輪半徑加載。軸向和徑向加載分布試驗(yàn)體兩側(cè)。其軸向加載油缸行程30mm、徑向加載油缸行程20mm。徑向加載位置可根據(jù)不同型號軸承力線調(diào)整，軸向加載位置可調(diào)。本文中，為方便液壓缸的選擇與安裝，所選則的軸向和徑向加載油缸行程均為100mm.第五章 汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)臺測試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 測試控制技術(shù)的選擇測試技術(shù)是試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)， 其性能的優(yōu)劣直接影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，測試技術(shù)發(fā)展很快，常用的測試方式均采用不同類型計(jì)算機(jī)測試，在計(jì)算機(jī)和傳感器之間安裝接口電路（濾波等信號處理系統(tǒng)）測試頻率、測試精度由計(jì)算機(jī)和傳感器確定。（1）單片機(jī)測試這種測試方法簡單、 成本低， 但是內(nèi)存比較小，對數(shù)據(jù)要求高的試驗(yàn)機(jī)一般不采用這種系統(tǒng)。（2）計(jì)算機(jī)直接測試測試系統(tǒng)一般由傳感器、濾波器、A/D 轉(zhuǎn)換和計(jì)算機(jī)組成。能存儲(chǔ)大量信息，可記錄軸承的全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄間隔按秒、分、時(shí)可以任意設(shè)置，可以真正做到無人看守、無人記錄。但由于受 CPU 的限制，采樣頻率較低，每秒鐘采樣低于 100 次，若需要更高的采樣頻率，則 CPU 只能停止其他工作，在某一段時(shí)間內(nèi)采樣頻率每秒可達(dá)幾千次。采樣精度則根據(jù) A/D 采卡的位數(shù)確定，一般高于 0.1%.（3） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試：對于測量的參數(shù)很多、又要求采集頻率很高的測試系統(tǒng)，則采用網(wǎng)絡(luò)測試。即計(jì)算機(jī)上、下位機(jī)測試。上位機(jī)只管理系統(tǒng)，讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；而下位機(jī)采用單片機(jī)或 PLC 單獨(dú)測試數(shù)據(jù)存入下位機(jī)中存儲(chǔ)器，當(dāng)存儲(chǔ)器即將存滿后，將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。下位機(jī)和上位機(jī)還可采取無線通信協(xié)議。這種測試系統(tǒng)復(fù)雜、造價(jià)高，但抗干擾性好、測試速度快，一般用于采集振動(dòng)信號，并進(jìn)行分析，以及測試參數(shù)較多的場合。5.2 測試參數(shù)（1）溫度測試：一般測試試驗(yàn)軸承的外圈溫度，特殊場合測試試驗(yàn)軸承的供油、回油溫度。軸承溫度是軸承試驗(yàn)機(jī)必測參數(shù)，軸承溫升的高低是確定軸承質(zhì)量高低的特征參數(shù)之一。由于溫度參數(shù)變化緩慢，因而測試頻率要求不高，測試精度一般為 1%，要求較高的場合可達(dá) 0.5%或更高，普通軸承的外圈溫度傳感器測試范圍在 0-200.（2）載荷測試：試驗(yàn)軸承的載荷也是試驗(yàn)機(jī)測試的重要參數(shù)，其準(zhǔn)確度的高低直接影響軸承的試驗(yàn)結(jié)果，對于壽命試驗(yàn)機(jī)，采用壓力傳感器測出加載系統(tǒng)油壓，根據(jù)加載油缸面積，計(jì)算出載荷。由于油缸的邊沿效應(yīng)，實(shí)際測試中存在誤差；最高達(dá) 10%。因此，要用力傳感器進(jìn)行校正。在載荷恒定不變的情況下，采樣速度和響應(yīng)速度一般傳感器均滿足要求。汽車輪轂軸承試驗(yàn)機(jī)載荷的測試，采用力傳感器直接測試。由于輪轂軸承試驗(yàn)機(jī)為變載荷系統(tǒng)，因此測試頻率、響應(yīng)速度均要高于載荷的變化速度。否則測試誤差可達(dá) 30%以上。 由于變載荷加載系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，因而測試精度及響應(yīng)速度對加載精度有著非常重要的作用。（3）振動(dòng)測試：振動(dòng)參數(shù)是判定軸承是否失效的重要參數(shù)之一。國標(biāo)：GB/T24607-2009 標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承壽命及可靠性試驗(yàn)與評定中規(guī)定：疲勞失效是軸承的主要失效形式，疲勞失效指軸承樣品的套圈式滾動(dòng)體工作表面基體金屬出現(xiàn)的疲勞剝落。剝落深度0.05mm， 剝落面積球軸承零件0.5mm， 滾子軸承零件1.0mm。 這就要求測試振動(dòng)信號要求精度高，靈敏度也要高，以便在軸承試驗(yàn)過程中準(zhǔn)確判斷軸承失效的最佳時(shí)機(jī)，有效地保留疲勞失效樣本，為進(jìn)一步的軸承失效分析奠定良好的基礎(chǔ)。 當(dāng)然， 軸承疲勞失效時(shí)的振動(dòng)值不是一個(gè)定值，對不同的試驗(yàn)軸承，不同的試驗(yàn)機(jī)的失效振動(dòng)信號是不同的，這需要試驗(yàn)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定，不同的試驗(yàn)機(jī)采用振動(dòng)信號的單位也不太一樣。一般采用振動(dòng)信號的均方根值來確定失效，當(dāng)需要對振動(dòng)信號分析時(shí)則采用瞬時(shí)振動(dòng)信號，采樣頻率則要求大于每秒一萬次。另外，主電機(jī)電流也是測試的主要參數(shù)，其大小可以直接反映試驗(yàn)機(jī)是否正常工作。有些有特殊要求的試驗(yàn)，則要測試摩擦力矩、啟動(dòng)力矩、軸心運(yùn)動(dòng)軌跡等，保持架轉(zhuǎn)速、軸承轉(zhuǎn)速、潤滑油流量、環(huán)境溫度等參數(shù)。不管么樣的傳感器，隨時(shí)間的推移， 測試精度、 變送器放大倍數(shù)都要發(fā)生漂移。為保證測試精度，需要在測試軟件中對每個(gè)測試參數(shù)設(shè)置校正系數(shù)，以便定期校正。5.3測試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前的試驗(yàn)機(jī)絕大部分為工業(yè)計(jì)算機(jī)控制。控制可以完全做到無人值守，也可以做到一鍵式操作。試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)行，可以完全按照預(yù)先編制好的程序進(jìn)行運(yùn)行，載荷的變化，轉(zhuǎn)速的變化，以及環(huán)境溫度的變化在允許的范圍內(nèi)可以任意實(shí)現(xiàn)，每個(gè)測試參數(shù)均設(shè)有上限報(bào)警值，當(dāng)所測試的參數(shù)超過報(bào)警值時(shí)，計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)停機(jī)。并記錄當(dāng)前參數(shù)。轉(zhuǎn)速、載荷、環(huán)境溫度均采用計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)控制精度為 0.5%，載荷穩(wěn)態(tài)控制精度為 2%，溫度穩(wěn)態(tài)控制精度為 1%。若不計(jì)成本，控制精度還可提高。本文中汽車輪轂軸承試驗(yàn)臺的測試控制系統(tǒng)采用前面所述的計(jì)算機(jī)直接測試技術(shù)，即所謂的工控技術(shù)。主要通過計(jì)算機(jī)與PLC的控制相結(jié)合共同來控制試驗(yàn)臺的工作以及測試相關(guān)的性能參數(shù)。如下圖，測試控制系統(tǒng)的示意圖。圖5-1 測試控制系統(tǒng)的示意圖機(jī)械工作部分主要包括軸承試驗(yàn)臺、強(qiáng)化加載系統(tǒng)。軸承試驗(yàn)臺提供強(qiáng)化壽命試驗(yàn)機(jī)的支座和安裝試驗(yàn)軸承; 強(qiáng)化壽命系統(tǒng)使用液壓缸為軸承提供可變壓力載荷, 液壓缸的壓力通過數(shù)字閥改變液壓缸的流量實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)測量部分采集的軸承檢測參數(shù)主要包括: 振動(dòng)頻率、軸承溫度、軸向/徑向壓力、軸承轉(zhuǎn)動(dòng)速度及轉(zhuǎn)動(dòng)頻率等。軸承工作的時(shí)候其內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng),外圈不動(dòng)固定在座體上, 4 個(gè)溫度計(jì)分別測量外圈上的溫度, 確定軸承疲勞破壞發(fā)生的溫度變化; 整個(gè)動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)放在夾具上, 由軸向和徑向的壓力傳感器來測得所加載荷的實(shí)際壓力值, 記錄軸承試驗(yàn)的壓力變化; 由轉(zhuǎn)速傳感器測量軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù); 由振動(dòng)傳感器記錄軸承在測試過程中的振動(dòng)量。所得數(shù)據(jù)送入控制系統(tǒng), 通過閉環(huán)控制方式控制軸承的轉(zhuǎn)速和載荷加載值; 同時(shí)被送入計(jì)算機(jī)組態(tài)系統(tǒng), 用于分析軸承測試結(jié)論。電氣驅(qū)動(dòng)及控制部分包括數(shù)字閥、變頻電機(jī)等執(zhí)行電器的驅(qū)動(dòng)電路, 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制的 PLC 控制器及其擴(kuò)展模塊, 實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和數(shù)據(jù)管理的計(jì)算機(jī)組態(tài)系統(tǒng), PLC 控制器軟件系統(tǒng)和基于Labview的計(jì)算機(jī)組態(tài)程序。參考文獻(xiàn)1 馮辛安，關(guān)慧貞等著：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)M，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年3月第2版.2 馬亞良，陳仁竹.軸承制造技術(shù)M.北京：清華大學(xué)出版社，2008.3 王琳.機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測的常用方法及其發(fā)展趨勢J.武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，20004 張建民等著：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高等教育出版社M，2001年8月第1版.5 馮開平，左宗義主編：畫法幾何與機(jī)械制圖M，華南理工大學(xué)出版社，2005年.8月第1版.6 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通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅把大學(xué)四年所學(xué)到的理論知識很好的運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，而且培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考的能力，在處理問題時(shí)有了新的認(rèn)識和方法，并加強(qiáng)了和同學(xué)之間進(jìn)行探討和解決問題的能力。在大學(xué)的學(xué)習(xí)中，我主修了機(jī)械工程及其自動(dòng)化這個(gè)專業(yè)。通過對專業(yè)知識的接觸和深入學(xué)習(xí)，以及對相關(guān)信息的獲取，我深切地認(rèn)識到，就目前的發(fā)展而言，我國的工業(yè)還比較落后，與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大的差距。盡管我們不斷地在努力，但想在很短的時(shí)間內(nèi)改變這種現(xiàn)狀是很難的，尤其是對于我們這樣一個(gè)國情的大國。所以，我們應(yīng)該擁有的是一種民族意識，不斷的追求創(chuàng)新。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我做的是軸承檢測裝置的外觀設(shè)計(jì)部分，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅鍛煉了自己查閱資料的能力，而且能夠熟練運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械類手冊和圖冊等工具進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還讓我體會(huì)到團(tuán)體的力量，提高自己的團(tuán)隊(duì)意識，遇到問題時(shí)和小組成員進(jìn)行討論和分析或是請教明老師，直到得到滿意的結(jié)果。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在我的頭腦里有了機(jī)械設(shè)計(jì)的具體步驟和設(shè)計(jì)過程所要考慮的細(xì)節(jié)問題，培養(yǎng)了我思考問題和解決問題的能力。對今后的工作將有很大的幫助，對一名即將踏入社會(huì)的大學(xué)生起到了很重要的指導(dǎo)作用。由于我的知識水平有限，設(shè)計(jì)中可能存在一些問題，謝謝老師和同學(xué)批評指正。21致 謝轉(zhuǎn)眼間，為期兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近尾聲了，這也象征著我們的大學(xué)學(xué)習(xí)的生涯也要結(jié)束了?；叵脒@兩個(gè)月來的設(shè)計(jì)，感觸多多，其中有過喜悅、有過灰心、有過頹廢，甚至有段時(shí)間真的覺得做不下去了。但當(dāng)我們克服一個(gè)又一個(gè)的難關(guān)后，我們的思路越來越清晰，喜悅的感覺越來越明顯。在我進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我的老師和同學(xué)們給了我很大的幫助，這里我向他們表示誠摯的敬意。 首先，我要感謝指導(dǎo)教師，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)他教會(huì)了我如何去設(shè)計(jì)，怎么去設(shè)計(jì)，以及在最初構(gòu)思時(shí)，應(yīng)該注意的各種問題。他嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度、不辭辛勞指導(dǎo)我做畢業(yè)設(shè)計(jì)，嚴(yán)于律己，寬以待人的為人都給我留下了深深的印象。他的熱情，他的執(zhí)著，更是讓我終身難忘。這一切將對我以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。我還要感謝進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查的各位領(lǐng)導(dǎo)和機(jī)械工程系的其他老師，他們及時(shí)的給我指出了畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的不足，并且給予我很多完成設(shè)計(jì)的便利條件。“三人行，必有我?guī)煛?。我還要特別感謝，我們同一個(gè)設(shè)計(jì)組的同學(xué)，她們給了我很多不錯(cuò)的建議。在各位老師和同學(xué)的大力幫助下，才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以完成。最后，再次對他們給予我的幫助，表示衷心的感謝！并對論文審閱老師的辛勤勞動(dòng)表示敬意。摘 要軸承是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件，它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防、航空航天、家用電器、辦公機(jī)械和高科技等領(lǐng)域，與國計(jì)民生息息相關(guān)。為了保證軸承質(zhì)量必須對其進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。國內(nèi)現(xiàn)有的軸承檢測裝置一般多為國內(nèi)幾大軸承研究所的產(chǎn)品,具有檢測精度高、機(jī)構(gòu)簡單、操作方便等特點(diǎn),但是現(xiàn)有的軸承檢測裝置一般只能進(jìn)行單個(gè)軸承檢測,檢測效率很低。這必然不能滿足軸承廠家對軸承全產(chǎn)品檢測的要求。這種方式也必然給軸承的質(zhì)量留下了安全隱患。因此,為了滿足軸承全產(chǎn)品檢測的要求,研制一種檢測效率高、基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的軸承檢測裝置顯得越來越重要。因此，軸承檢測裝置的外觀設(shè)計(jì)是否先進(jìn)，將直接影響到軸承產(chǎn)品質(zhì)量的準(zhǔn)確性、可靠性、效率以及工人勞動(dòng)強(qiáng)度的大小。所以本文的重點(diǎn)是汽車輪轂軸承總成的性能試驗(yàn)臺進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下：1）查閱國內(nèi)外軸承檢測設(shè)備發(fā)展情況，研究了國內(nèi)外目前使用的軸承檢測裝置的機(jī)構(gòu)特點(diǎn),對汽車輪轂軸承試驗(yàn)臺進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)；2）針對論文的要求及總體設(shè)計(jì)方案思想，設(shè)計(jì)了該汽車汽車輪轂軸承試驗(yàn)臺的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)以及測試控制系統(tǒng)；關(guān)鍵詞：汽車輪轂軸承；軸承性能測試；加載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；測試控制系統(tǒng) Abstract The bearings are an important parts of modern machinery and equipment , they are widely used in industry, agriculture, transportation, defense, aerospace, household appliances, office machinery and high-tech fields, closely related to the peoples livelihood . In order to ensure the quality of the bearings must be rigorous testing .The existing bearing inspection device for the products of several major domestic Bearing Research Institute , with a high precision mechanism is simple , easy to operate , but the existing bearing inspection device generally only a single bearing detection , detection efficiency is low .This certainly can not meet the bearing manufacturers bearing product testing requirements , the domestic bearing factory detection sampling , this approach also inevitably left a security risk to the quality of the bearing . Therefore, in order to meet the testing requirements of the bearing , the development of a high detection efficiency , bearing inspection device for the basic realization of automation is becoming more and more important . Therefore, bearing inspection device design is advanced , will directly affect the size of the bearing product quality , accuracy , reliability , efficiency and labor intensity . Therefore, this article focuses on automotive wheel bearing assembly performance test bed has been designed. Designed to operate as follows :1) access to domestic and international developments bearing testing equipment to study the characteristics of institutions at home and abroad bearing detection device currently used for automotive wheel bearing test rig were overall program design; 2) requirements and overall design ideas for the paper, the design of the automobile automotive wheel bearing test rig drive system, loading system and test the control system; Keywords: automotive wheel bearings; bearing performance test; loading drive system; test control system目 錄摘要IAbstract II第一章 緒論11.1 引言11.2 汽車輪轂的軸承的發(fā)展及研究現(xiàn)狀21.3汽車輪轂軸承檢測技術(shù)國內(nèi)外研究狀況4 1.5本課題的主要研究內(nèi)容和要求5第二章汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)臺的總體方案設(shè)計(jì)62.1汽車輪轂軸承的概述62.1 設(shè)計(jì)要求62.2總體方案設(shè)計(jì)6第三章汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)臺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)93.1驅(qū)動(dòng)的選擇93.2帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)9第四章汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)臺加載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)124.1加載的選擇124.2加載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12第五章汽車輪轂軸承總成性能試驗(yàn)臺測試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)164.1測試控制技術(shù)的選擇164.2測試參數(shù)164.2測試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17參考文獻(xiàn)19結(jié)束語20致謝21附錄VIRTUAL INSTRUMENT AND FREQUENCY CONVERSION TECHNOLOGY-BASED BRAKE TEST SYSTEMBrake is widely useful and very important safety assuring equipment. The aim of Brake test system， which is based on visual instrument and frequency changing technology， is to integrative measure and analyze the performance and quality of the brake.This paper mainly introduces the principle， composing，function and features of the brake test system. And from the point of view of the principle of Visual Instrument （VI） technology， a test system， based on the VI and frequency changing technologies and consist of frequency changing drive and control sub-system and measuring sub-one， is constructed. With the test system the performances and braking course could be auto controlled and measured to the brakes which includes disc and drum ones. And the measuring and control software is programmed with the LabVIEW published by American NI Corporation， USA.Then data real time acquisition， processing， displaying and recording will be realized. The test system also has the functions of voltage adjusting， rotating speed control， load regulating， JC value setting， temperature measuring， and braking route and time memorizing and analyzing. It will be very important for meaning and exciting boosting effect to advance quality and capabilities of the brakes and the security of equipments and system which have adopt the brakes.1 Operating principlesAccording to the principle of work and power， the change of kinetic energy in the moving of objects equals to the full power of the force act on the object in that process.The energy obtained by brake to be tested：Therefore， it is feasible to use combined inertial flywheels to simulate rotating inertia of crane hoist and its transmission components to test the performance and quality of the brake.According to the moment of momentum theorem：Tbt =Ji （1）When Tb is fixed， tb can be controlled through combinations between Ji and differently. Brake drum or plate， which will be measured， and combined inertial flywheels for loading on are driven to rotate by AC frequency conversion motor （or DC one， which will not bedealt with in this article carefully）. According to the principles shown in the formula （1） ， we can simulate actual processes of brakes fitted on lifting and transport machineries， engineering ones， mining ones and construction ones by changing the technical specification duty JC， the flywheels inertial moment Ji and motors rotational speed ni.When detected brakes work in simulation cycle and brake repeated， infrared thermoscopes and torque sensors， and other sensors will record braking shown in the heat， braking torque，braking time and brake speed parameters.2The composition and structure of the brake test systemThis test system is intended to achieve the performances of drum and disc brakes and has following functions：（1） Brake replacementAccording to different type of brakes the corresponding base will be chosen and brake position could be adjusted using electric slide test-bed；（2） Multi-level loadingWe can simulate the actual loading on brakes in a crane with different combined flywheels. The test system adopts manual hydraulic system composed by a three-position four-way hand-operated direction valve， a relief one and their accessories， and it is operation saving and convenient to replace flywheels.（3） Regulation the rotational speed n （or ）It can be realized by changing frequency supplied to the AC motor. When braking torque is very large， such as 10000Nm， it should be appropriate for regulating initial brake speed upward 1000r/min to minimize rotating inertia possibly.（4） Braking frequency adjustmentBased on actual needs braking frequency can be confined in a range of 14 times per minute.（5） Braking torque measurementThere are three methods：a） Direct measurement via torque sensors：Rotational speed and torque sensor will be installed between the detected brake drum or plate and inertial flywheel plates.Dynamic braking torque of detected brake will be directly measured， shown in Fig.1 and Fig.2. According to the scope of braking torque of detected brakes， two or three rotational speed and torque sensors should be prepared for testing torque to meet the accuracy requirements；b） Indirect parameter measurement：Based on the rotating inertia and braking time we can get brake torque using mathematical relationship between these parameters， as shown in Fig. 2.c） Indirect measurement by pedestal-force：The pressure sensors are installed under the base where detected brake are fixed to feel the forces given by brake， and then to obtain brake torque.The second approach has small investment， simple structure and no torque sensors which mean not considering related troubles of changing torque sensors. But the procedure tocalculate torque is complex， and accumulating total errors would be larger and then the result accuracy will be low.The third way has the advantage of the replacement of sensors is easier and no special requirements for sensors installing precision. It is still an indirect measurement but the procedure is less than that in the second method and that means the cumulative errors relatively is smaller. And visible shortcoming is poor dynamic response.（6） Automatic controlExcept to manual operation test system is also programmed control.（7） MonitoringBraking frequency， initial braking speed， the aggregate braking number， moment， time and so on will be shown automatically.（8） Automatically data acquisition and processingThe curve describing braking torque， time and speed could be drawn automatically by means of computer software while detected brake is measured in dutycycle operation. Therefore， in response to the way to test braking torque the system can be divided into three ones of that with torque sensor such as Fig.1 and 2 above， that without torque sensor such as shown in Fig.3 and that of pedestal-power measurement without torque sensor， as shown in Fig.4. The test system is mainly composed of AC frequency conversion transmission system， flywheels loading system， rotational speed and torque sensors， base which to fix drum or plate brakes， adjustable DC power supply， detected brakes and test and control system.基于制動(dòng)試驗(yàn)臺的虛擬儀器與變頻技術(shù) 制動(dòng)器是廣泛有益的和非常重要的安全保障設(shè)備。制動(dòng)測試系統(tǒng)的目的是綜合衡量和分析制動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的性能和質(zhì)量的剎車，組成，功能。從目視儀器理論的角度來看，基于VI和頻率不斷變化的技術(shù)和包括頻率變化的驅(qū)動(dòng)和控制子系統(tǒng)和測量分之一構(gòu)成的。隨著測試系統(tǒng)的性能和制動(dòng)過程可自動(dòng)測量，以控制和剎車，其中包括光盤和鼓的。和測量和控制軟件的設(shè)計(jì)與LabVIEW的出版的美國公司-美國。然后數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，處理，顯示和記錄一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。測試系統(tǒng)還具有功能的電壓調(diào)整，轉(zhuǎn)速控制，負(fù)荷調(diào)節(jié)，巴埃納價(jià)值設(shè)定，溫度測量，和制動(dòng)路線和時(shí)間背誦和分析。這將是非常重要的意義和令人激動(dòng)的推動(dòng)作用，以推進(jìn)素質(zhì)和能力的剎車和安全的設(shè)備和系統(tǒng)已經(jīng)采取剎車。1.工作原理根據(jù)工作原理和功率的變化動(dòng)能在移動(dòng)的物體等于全部力量采取行動(dòng)，該部隊(duì)的目標(biāo)過程中取得的制動(dòng)能量進(jìn)行測試：因此，它是可行的使用相結(jié)合，模擬慣性飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的起重機(jī)吊重機(jī)及其傳動(dòng)部件的性能測試和質(zhì)量制動(dòng)。根據(jù)動(dòng)量矩定理：Tbt =Ji （1）當(dāng)TB是固定的，TB是可以控制的，通過組合之間籍和不同，制動(dòng)鼓或板，這將是衡量，并結(jié)合慣性飛輪裝載的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的交流變頻電機(jī)。根據(jù)原則表現(xiàn)在公式（1），我們可以模擬實(shí)際過程中剎車安裝在起吊和運(yùn)輸機(jī)械，工程的，采礦業(yè)和建筑業(yè)的是通過改變技術(shù)規(guī)范責(zé)任巴埃納，飛輪的慣性時(shí)刻姬和電機(jī)轉(zhuǎn)速鎳。當(dāng)工作中發(fā)現(xiàn)剎車和制動(dòng)仿真周期重復(fù)，其他傳感器將記錄中顯示的制動(dòng)熱，制動(dòng)力矩，制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)的速度參數(shù)。2.剎車測試系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)該測試系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)表演鼓和盤式制動(dòng)器，并以下職能：（1）更換制動(dòng)根據(jù)不同類型的剎車相應(yīng)的基地將選擇和剎車的位置可以調(diào)整使用電動(dòng)滑試驗(yàn)臺；（2）多層次載入中我們可以模擬實(shí)際負(fù)荷制動(dòng)器在起重機(jī)不同組合飛輪。該測試系統(tǒng)采用手動(dòng)液壓系統(tǒng)組成，由一個(gè)三人立場四路手操作的方向閥，救濟(jì)及其配件之一，它是操作方便，節(jié)約和替代飛輪。（3）規(guī)例轉(zhuǎn)速n它可以實(shí)現(xiàn)通過改變頻率提供給交流電動(dòng)機(jī)。當(dāng)制動(dòng)力矩非常大，如10000Nm ，應(yīng)該適當(dāng)調(diào)節(jié)初始制動(dòng)速度向上1000r/min盡量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可能。（4）制動(dòng)頻率調(diào)整根據(jù)實(shí)際需要制動(dòng)頻率可以限于在1 4倍，每分鐘。（5）制動(dòng)力矩測量，有三種方法：a) 直接測量通過扭矩傳感器：轉(zhuǎn)速和扭矩傳感器將被安裝與檢測制動(dòng)鼓或板和慣性飛輪板.動(dòng)態(tài)制動(dòng)力矩的檢測制動(dòng)將直接測量，顯示在圖1和圖2 。根據(jù)范圍的制動(dòng)力矩的檢測剎車，兩個(gè)或三個(gè)轉(zhuǎn)速和扭矩傳感器應(yīng)準(zhǔn)備用于測試的扭矩，以滿足精度要求；b) 間接參數(shù)測量： 基于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和制動(dòng)時(shí)間，我們可以用數(shù)學(xué)制動(dòng)力矩這些參數(shù)之間的關(guān)系，如圖2所示c) 間接測量的基座力： 壓力傳感器安裝在基地發(fā)現(xiàn)剎車固定感受到部隊(duì)給予剎車，然后獲得制動(dòng)力矩。第二個(gè)辦法投資少，結(jié)構(gòu)簡單，沒有扭矩傳感器，這意味著不考慮相關(guān)故障的改變扭矩傳感器。但是程序計(jì)算扭矩是復(fù)雜的，并積累總額將是更大的錯(cuò)誤，然后將結(jié)果準(zhǔn)確性低。第三條道路的優(yōu)點(diǎn)是更換傳感器更容易，也沒有特殊要求的傳感器安裝精度。它仍然是一種間接測量的程序，但低于第二方法和手段的累積誤差相對較小。和明顯的缺點(diǎn)是窮人的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。（6）自動(dòng)控制除手動(dòng)操作測試系統(tǒng)也編程控制。（7）監(jiān)測制動(dòng)頻率，初始制動(dòng)速度快，制動(dòng)人數(shù)的總和，目前，時(shí)間等將自動(dòng)顯示。（8）自動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理曲線描述制動(dòng)力矩，時(shí)間和速度可以得出自動(dòng)通過計(jì)算機(jī)軟件，同時(shí)檢測制動(dòng)測量占空比工作。因此，在應(yīng)對方式的制動(dòng)力矩測試系統(tǒng)可分為三個(gè)一的，在扭矩傳感器，例如圖1和2段，如果沒有扭矩傳感器，如在圖3所示和底座，功率測量無扭矩傳感器，圖4所示。該測試系統(tǒng)主要由交流變頻傳輸系統(tǒng)，飛輪加載系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速和扭矩傳感器，基地修復(fù)剎車鼓或板，可調(diào)直流電源供應(yīng)器，檢測剎車系統(tǒng)以及測試和控制系統(tǒng)。- 9 -