论文部分内容阅读
摘 要：研究开发一种双摩擦片离合器疲劳测试试验台，在测试前将工件放到冰柜中冷冻，并将液压站中的液压油加热，模拟离合器工作在极端恶劣的环境。通过电气控制系统，控制电磁换向阀方向的不断切换，实现离合器中摩擦片不停的接合与分离，达到对离合器疲劳测试的目的。
关键词：离合器；自动化；试验台；液压控制
引 言
随着科技的不断发展，人们生活水平的不断提高，汽车也在不断的进入到更多的家庭，但随着汽车数量的增多，其带来的安全问题也在渐渐的牵涉到我们每一个人。根据调查发现，目前国内对汽车主要零部件的测试设备还不够成熟，特别是离合器的疲劳测试设备，更是一张白纸，针对这一情况，作者设计开发了一种双摩擦片离合器总成疲劳测试工作台，预以填补此项测试设备的空白，从另一方面考虑也大大提高了汽车的安全性。
文中研究开发一种双摩擦片离合器疲劳测试试验台，在测试前将工件放到冰柜中冷冻，并将液压站中的液压油加热，模拟离合器工作在极端恶劣的环境。通过电气控制系统，控制电磁换向阀方向的不断切换，实现离合器中摩擦片不停的接合与分离，达到对离合器疲劳测试的目的。
1.离合器疲劳测试设备的组成：
设备由电机、变频器、冷冻箱、工装夹具、进口耐高温液压元件、液压温控系统、PLC、数据采集系统及视频监视系统等组成，考虑到经济及工作效率，工作台采用一拖四的型式，可实现4个产品的同时试验。
2.工艺流程设计：
2.1.操作者手工将待试验产品放在冷冻箱中冷却至-40℃；
2.2.操作者手工将冷却好的产品放在试验台上的工装夹具上定位；
2.3.操作者将油路连接工装与待试验产品连接后锁紧固定螺栓；
2.4.操作者手工将实验室防护门关闭；
2.5.操作者在监控室按启动按钮，设备进入自动循环，按照工艺规程进行疲劳试验；
2.6.试验完成后，设备自动停止运行；
2.7.操作者将试验完成的产品取下。
3.设备基础配置说明：
3.1.传动机构：试验离合器总成通过花键轴、齿形皮带轮、齿形皮带、轴承座与驱动电机输出端的齿形皮带轮连接，实现动力传递。
3.2.驱动部分由变频器和电机构成，通过变频调速，被测试件的转速可达10000rpm。
3.3.液压系统：液压站由液压泵、液压表、电磁阀、输油管、高压油管等组成。通过液压泵与加压电磁阀配合实现油路压力的加载，通过三通阀实现油压的释放。各控制油路的油压通过减压阀调节，通过换向阀自动切换。
3.4.配备独立的液压油温度调节装置，用于调节液压油温度，保证油温满足试验要求。
3.5.控制及采集系统为整个系统核心，该控制采集部分通过NI的采集控制板卡及其信号调理单元对总成试验信号进行控制或采集。
3.6.主要监测及控制内容
3.6.1.驱动电机的转动速度控制及采集；
3.6.2.润滑油流量开关监测；
3.6.3.控制油路的压力控制；
3.6.4.油温监测（监测液压油箱的出油口和回油口的油温）；
3.7.安全防护
3.7.1.润滑油断流防护；
3.7.2.冷却液断流防护
3.7.3.控制油路失压防护；
3.7.4.测试现场安全门开关防护；
3.8.视频监控系统：由于总成试验设备为疲劳试验设备，其对试验样件的测试时间较长，并且从安全方面考虑，故对该设备配备全程视频监控并对视频进行全程保存。设备共采用4个摄像头从4个方向对该设备进行监控，并且从测试设备外部有显示屏可以直接观看现场运行情况。
3.9.控制管理软件：用户管理：管理软件具有用户管理功能，管理软件用户共分3级，分别为“管理员级”、“工程师级”和“操作员级”：
3.9.1.管理员：具有用户增加、删除及“工程师级”和“操作员级”用户所具有的所有功能；
3.9.2.工程师：用户密码修改，工艺参数设置，数据查询及“操作员级”用户所具有的所有功能；
3.9.3.操作员：用户密码修改，设备启停操作，数据查询等功能；用户的关键操作，系统均具有记录功能，便于日后查询。
状态监视：管理软件具有对各工位工作状态监视及设备状态监视功能，并通过显示界面直接显示。对于设备及测试工位异常状态进行记录，方便对设备和工位的异常状态进行查询。
界面主要监视内容：
3.9.3.（1）驱动电机转速；
3.9.3.（2）各润滑点润滑油流量开关状态；
3.9.3.（3）控制油路的压力；
3.9.3.（4）油箱进油口和出油口的油温；
3.9.3.（5）驱动变频器运行状态；
4.技术难点攻关：
4.1.传统液压元件都无法承受如此高温的测试环境，所以所用的液压元件都要经过改装，密封材料都需要更换为耐高温的材料；
4.2.由于工件要求测试转速过高，所以本方案拟采用的传动装置为增速装置，用以降低电机的转速；
4.3.在如此高转速的条件下，普通进口轴承已经无法满足使用要求，本方案准备选用机床上使用的进口主轴轴承，并在液压系统中为其提供一路润滑油路，用以提高测试过程中的稳定性
5.结束语
设计本测试台方案的目的是为了能够实现对离合器的疲劳测试，提高汽车零部件的安全性，但由于国内相关经验还不够成熟，且产品还没有生产上市，所以此方案还有待进一步验证与提高。
关键词：离合器；自动化；试验台；液压控制
引 言
随着科技的不断发展，人们生活水平的不断提高，汽车也在不断的进入到更多的家庭，但随着汽车数量的增多，其带来的安全问题也在渐渐的牵涉到我们每一个人。根据调查发现，目前国内对汽车主要零部件的测试设备还不够成熟，特别是离合器的疲劳测试设备，更是一张白纸，针对这一情况，作者设计开发了一种双摩擦片离合器总成疲劳测试工作台，预以填补此项测试设备的空白，从另一方面考虑也大大提高了汽车的安全性。
文中研究开发一种双摩擦片离合器疲劳测试试验台，在测试前将工件放到冰柜中冷冻，并将液压站中的液压油加热，模拟离合器工作在极端恶劣的环境。通过电气控制系统，控制电磁换向阀方向的不断切换，实现离合器中摩擦片不停的接合与分离，达到对离合器疲劳测试的目的。
1.离合器疲劳测试设备的组成：
设备由电机、变频器、冷冻箱、工装夹具、进口耐高温液压元件、液压温控系统、PLC、数据采集系统及视频监视系统等组成，考虑到经济及工作效率，工作台采用一拖四的型式，可实现4个产品的同时试验。
2.工艺流程设计：
2.1.操作者手工将待试验产品放在冷冻箱中冷却至-40℃；
2.2.操作者手工将冷却好的产品放在试验台上的工装夹具上定位；
2.3.操作者将油路连接工装与待试验产品连接后锁紧固定螺栓；
2.4.操作者手工将实验室防护门关闭；
2.5.操作者在监控室按启动按钮，设备进入自动循环，按照工艺规程进行疲劳试验；
2.6.试验完成后，设备自动停止运行；
2.7.操作者将试验完成的产品取下。
3.设备基础配置说明：
3.1.传动机构：试验离合器总成通过花键轴、齿形皮带轮、齿形皮带、轴承座与驱动电机输出端的齿形皮带轮连接，实现动力传递。
3.2.驱动部分由变频器和电机构成，通过变频调速，被测试件的转速可达10000rpm。
3.3.液压系统：液压站由液压泵、液压表、电磁阀、输油管、高压油管等组成。通过液压泵与加压电磁阀配合实现油路压力的加载，通过三通阀实现油压的释放。各控制油路的油压通过减压阀调节，通过换向阀自动切换。
3.4.配备独立的液压油温度调节装置，用于调节液压油温度，保证油温满足试验要求。
3.5.控制及采集系统为整个系统核心，该控制采集部分通过NI的采集控制板卡及其信号调理单元对总成试验信号进行控制或采集。
3.6.主要监测及控制内容
3.6.1.驱动电机的转动速度控制及采集；
3.6.2.润滑油流量开关监测；
3.6.3.控制油路的压力控制；
3.6.4.油温监测（监测液压油箱的出油口和回油口的油温）；
3.7.安全防护
3.7.1.润滑油断流防护；
3.7.2.冷却液断流防护
3.7.3.控制油路失压防护；
3.7.4.测试现场安全门开关防护；
3.8.视频监控系统：由于总成试验设备为疲劳试验设备，其对试验样件的测试时间较长，并且从安全方面考虑，故对该设备配备全程视频监控并对视频进行全程保存。设备共采用4个摄像头从4个方向对该设备进行监控，并且从测试设备外部有显示屏可以直接观看现场运行情况。
3.9.控制管理软件：用户管理：管理软件具有用户管理功能，管理软件用户共分3级，分别为“管理员级”、“工程师级”和“操作员级”：
3.9.1.管理员：具有用户增加、删除及“工程师级”和“操作员级”用户所具有的所有功能；
3.9.2.工程师：用户密码修改，工艺参数设置，数据查询及“操作员级”用户所具有的所有功能；
3.9.3.操作员：用户密码修改，设备启停操作，数据查询等功能；用户的关键操作，系统均具有记录功能，便于日后查询。
状态监视：管理软件具有对各工位工作状态监视及设备状态监视功能，并通过显示界面直接显示。对于设备及测试工位异常状态进行记录，方便对设备和工位的异常状态进行查询。
界面主要监视内容：
3.9.3.（1）驱动电机转速；
3.9.3.（2）各润滑点润滑油流量开关状态；
3.9.3.（3）控制油路的压力；
3.9.3.（4）油箱进油口和出油口的油温；
3.9.3.（5）驱动变频器运行状态；
4.技术难点攻关：
4.1.传统液压元件都无法承受如此高温的测试环境，所以所用的液压元件都要经过改装，密封材料都需要更换为耐高温的材料；
4.2.由于工件要求测试转速过高，所以本方案拟采用的传动装置为增速装置，用以降低电机的转速；
4.3.在如此高转速的条件下，普通进口轴承已经无法满足使用要求，本方案准备选用机床上使用的进口主轴轴承，并在液压系统中为其提供一路润滑油路，用以提高测试过程中的稳定性
5.结束语
设计本测试台方案的目的是为了能够实现对离合器的疲劳测试，提高汽车零部件的安全性，但由于国内相关经验还不够成熟，且产品还没有生产上市，所以此方案还有待进一步验证与提高。