汽車踏板支架試驗臺設計

尹綏玉,王 磊

(1湖北汽車工業(yè)學院機械工程系,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,對汽車踏板支架要做耐久性試驗.實驗方法是模擬實際操作時可能遇到的使用環(huán)境進行試驗,達到減少因汽車踏板故障而造成的人員傷亡及車輛故障.本文所述試驗臺,是根據(jù)QC-T 788《汽車踏板裝置性能要求及臺架試驗方法》設計成能對各類汽車踏板部件進行負荷性能及壽命耐久試驗.

1 試驗臺參數(shù)設計與選擇

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

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

3)能實現(xiàn)不同汽車踏板支架試驗;

4)制動踏板最大行程為230 mm;

5)最大負載力大于2000 N;

6)伺服電機額定功率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)一次制動過程時間0.67～2 s;

9)力傳感器量程 3000 N,精度0.2%Fs;

10)信號采集頻率≥200 Hz;

11)壓力調(diào)節(jié)范圍0～1500 N;

12)負載裝置耐久壽命:110次動作;

13)可2個樣品同時試驗;

14)踏板支架轉(zhuǎn)臂最大長度小于500 mm;

15)負載特性:50000次循環(huán),一個循環(huán)的構(gòu)成.

16次制動直到Fxz=50 N(制動力),3次制動直到Fxz=100 N,1次制動直到Fxz=600 N。一次制動的過程如圖1.

圖1 負載特性曲線

2 試驗原理與試驗臺結(jié)構(gòu)

2.1 試驗原理框圖

試驗原理如圖2所示.

圖2 試驗原理框圖

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)設計

總體結(jié)構(gòu)設計示意見圖4.

圖4 結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 負載特性

在踏板試驗中,如何模擬負載特性是試驗的主要環(huán)節(jié),本試驗設計重點對模擬負載特性進行了試驗認證,其優(yōu)化參數(shù)及計算簡述如下:

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.

當曲柄擺桿垂直時,負載最大轉(zhuǎn)矩

式中:F=3014.4 N;L=0.5 m.

當加載點到樣品旋轉(zhuǎn)中心的距離等于500 mm時,可以加載的理論最大壓力為2712.96 N;即當工件受力點到旋轉(zhuǎn)中心距離小于500 mm時,設計加載負載可以滿足要求[1].

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

圖5 負載轉(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臺經(jīng)用戶使用,滿足國家標準規(guī)定的試驗要求,其性能達到了國外同類產(chǎn)品水平.

[1]王文斌.機械設計手冊(第 3版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.

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