大客車電推桿總成檢測(cè)技術(shù)分析

左 林

（星宇電子（寧波）有限公司，浙江 寧波 315504）

在科技技術(shù)的高維滲透下，電推桿總成技術(shù)得到了良性發(fā)展，如筆者利用現(xiàn)有技術(shù)資源開展的大客車電動(dòng)門推桿機(jī)構(gòu)研發(fā)等，為電推桿總成的深化注入了一定動(dòng)力。而對(duì)電推桿總成的檢查，則是該項(xiàng)技術(shù)得以廣泛運(yùn)用的關(guān)鍵，是該項(xiàng)技術(shù)的核心保障。于此，文章的研究具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 電推桿基本概念與構(gòu)成

電推桿技術(shù)主要是指利用既定的機(jī)械構(gòu)架，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并執(zhí)行相應(yīng)的機(jī)械操作。從其構(gòu)成上看，其主要由制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速齒輪箱、絲桿總成等構(gòu)成，以筆者研究的電推桿為例，其主要包含38類零部件，具體如圖1所示。從其分類上看，其目前有3種類型，即電機(jī)類、減速類及絲桿類等，如直流電機(jī)式、伺服電機(jī)式、蝸輪蝸桿式及滾珠絲桿式等。而從其優(yōu)勢(shì)上看，其具有以下優(yōu)勢(shì)：①驅(qū)動(dòng)方式以電機(jī)為主，不用設(shè)定專門的油路或氣源；②具有良好的衛(wèi)生性，不會(huì)造成相應(yīng)污染；③擁有良好的自鎖性；④擁有較大的精度；⑤體積較小，不會(huì)占用大量空間資源。由此，目前其一般應(yīng)用于污水處理、軍工、汽車、生產(chǎn)線等維度。

圖1 電推桿構(gòu)成圖

2 大客車電推桿總成檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值與意義

剖析電推桿使用范圍和結(jié)構(gòu)內(nèi)容可以看出，其相較于液壓或機(jī)械系統(tǒng)而言，擁有更加明顯的優(yōu)勢(shì)，如耐用、堅(jiān)固及獨(dú)立自給等，尤其是可較好地滿足一些機(jī)械設(shè)備的特異性需求，如更好的尺寸、更高的精度、更加安靜的作業(yè)過程和更加低廉的成本等。而由于電推桿本身是由各個(gè)零部件構(gòu)成，若不對(duì)其進(jìn)行合理性檢查，那么不僅無法系統(tǒng)掌握電推桿實(shí)際參數(shù)，難以有針對(duì)性地提升其機(jī)械性能，其安全性還得不到保障。由此，對(duì)電推桿總成進(jìn)行檢查具有現(xiàn)實(shí)而積極的意義。具體而言，首先，可進(jìn)一步深入了解該設(shè)備的物理或化學(xué)性能，如其動(dòng)能傳動(dòng)系統(tǒng)是否存在缺陷，或其外表焊接是否達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)等；其次，可對(duì)電推桿性能優(yōu)化或完善提供一定支撐。即通過對(duì)電推桿設(shè)備進(jìn)行檢查，可更加精準(zhǔn)定位其機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)等，以保障更加耐用可靠、易于安裝、結(jié)構(gòu)緊湊等。

3 大客車電推桿總成具體檢測(cè)技術(shù)

3.1 電推桿總成檢測(cè)環(huán)境與平臺(tái)搭建

待電動(dòng)推桿產(chǎn)品完成整機(jī)裝配后，應(yīng)對(duì)其搭建相應(yīng)的設(shè)施環(huán)境，對(duì)其進(jìn)行一系列的性能測(cè)試，以此評(píng)定其是否達(dá)到項(xiàng)目提出的技術(shù)指標(biāo)。以筆者研制的電推桿平臺(tái)檢測(cè)目標(biāo)為例：首先，依據(jù)電推桿技術(shù)的特性，平臺(tái)的設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下內(nèi)容：①高溫、低溫、常溫3種狀態(tài)下負(fù)載測(cè)試；②高溫、低溫、常溫3種狀態(tài)下被動(dòng)推拉力測(cè)試；③產(chǎn)品耐久（壽命）測(cè)試；④產(chǎn)品震動(dòng)測(cè)試；⑤其它影響產(chǎn)品性能的必不可少的測(cè)試。

其次，平臺(tái)目標(biāo)，即要檢測(cè)電推桿結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝、可靠耐用、免維護(hù)且易于集成到自動(dòng)化設(shè)備或產(chǎn)品中等的性能。①具有緩沖功能，即當(dāng)推桿伸出起始或縮回快結(jié)束時(shí)，具有緩沖的功能。②加減速平順，即檢測(cè)電推桿系統(tǒng)的運(yùn)行速度，按照S型曲線進(jìn)行速度控制，過程自然平滑。③過力矩保護(hù)功能，即過力矩保護(hù)功能的作用在于在運(yùn)行過程中力矩超出設(shè)計(jì)力矩時(shí)，能夠自動(dòng)識(shí)別，停止驅(qū)動(dòng)保持在當(dāng)前位置。④電機(jī)保護(hù)功能，即推桿具有自保護(hù)功能，當(dāng)推桿出現(xiàn)卡死等機(jī)械故障或意外阻力時(shí)，控制系統(tǒng)要對(duì)電機(jī)進(jìn)行自保護(hù)，防止電機(jī)燒毀。⑤有抱閘自鎖功能，即失電時(shí)自動(dòng)鎖定，得電時(shí)自動(dòng)解鎖，緊急情況制動(dòng)器可以通過手動(dòng)解鎖。

3.2 電推桿性能檢測(cè)技術(shù)

檢測(cè)技術(shù)的環(huán)境控制

檢測(cè)環(huán)境是電推桿性能檢測(cè)的關(guān)鍵，是挖掘電推桿相關(guān)參與的核心要素，例如其檢測(cè)環(huán)境中的溫度、濕度、防護(hù)等級(jí)、工作電壓等因素。尤其若檢查環(huán)境中電壓不穩(wěn)定，那么除了不能得到預(yù)計(jì)的參數(shù)，還有可能會(huì)損壞檢測(cè)對(duì)象。如若缺乏適應(yīng)的防護(hù)等級(jí)，那么除了有可能會(huì)損壞檢測(cè)設(shè)備，還有可能會(huì)影響檢測(cè)人員的工作安全。由此，檢測(cè)人員在對(duì)電推桿進(jìn)行檢測(cè)前，還應(yīng)搭建與之適應(yīng)的環(huán)境。簡(jiǎn)而言之：①檢查檢測(cè)設(shè)備是否完好，參數(shù)設(shè)定是否正確有效，如指針是否正常運(yùn)動(dòng)；②設(shè)定能夠適應(yīng)電推桿的電壓、電流、溫度、濕度等。如DC24V額定電壓、-40～80℃等。具體如圖2所示。

圖2 檢測(cè)環(huán)境搭建

外觀檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及要求

對(duì)于電推桿檢查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)保障具有以下屬性：①產(chǎn)品表面應(yīng)光滑平整，不允許有明顯劃痕和碰傷等缺陷；②涂鍍層應(yīng)完好、均勻、無氣泡、無堆積；③產(chǎn)品尺寸應(yīng)滿足產(chǎn)品圖紙要求。

電動(dòng)推桿機(jī)械性能檢測(cè)要求

機(jī)械性能是電推桿運(yùn)行的關(guān)鍵，因此需對(duì)其予以相應(yīng)重視。具體而言：①桿總成表面涂層應(yīng)滿足GB/T 9286—1998《色 漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)》中等級(jí)1要求；②應(yīng)滿足GB/T 30038—2013《道路車輛 電氣電子設(shè)備防護(hù)等級(jí) （IP代碼）》中的IP55防護(hù)等級(jí)要求；③旋轉(zhuǎn)力矩檢測(cè)，即桿總成在不帶電的狀態(tài)下，能夠通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿使其伸出或縮回，旋轉(zhuǎn)過程中阻力均勻無卡滯，旋轉(zhuǎn)力矩的峰值不大于0.3Nm；④反應(yīng)性能，即桿總成在制動(dòng)器解除制動(dòng)的狀態(tài)下，能夠被動(dòng)推回或拉出整個(gè)運(yùn)動(dòng)行程，過程中無明顯卡滯現(xiàn)象，且推、拉力的峰值在10～80℃的環(huán)境下不大于350N，在-40～10℃的環(huán)境下不大于500N；⑤導(dǎo)桿的軸向檢測(cè)，即總成在制動(dòng)狀態(tài)下，導(dǎo)桿的軸向可移動(dòng)的間隙不大于1mm；⑥制動(dòng)器手柄測(cè)試，即制動(dòng)器手柄從制動(dòng)位置到完全解除制動(dòng)位置的行程不大于7mm；⑦導(dǎo)桿穩(wěn)定性，即導(dǎo)桿推出150mm后，導(dǎo)標(biāo)端部的徑向跳動(dòng)不大于1mm；⑧塑性變形，即電推桿在不帶電狀態(tài)下，在制動(dòng)器手柄上施加30N±5N的力值能夠使電推桿解除制動(dòng)。且手柄強(qiáng)度應(yīng)滿足施加150N力值時(shí)，不得產(chǎn)生塑性變形。

電推桿性能具體測(cè)試技術(shù)

測(cè)試技術(shù)應(yīng)遵循相關(guān)檢測(cè)要求，以保障檢測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)的可靠與適用。電推桿的檢測(cè)技術(shù)主要包含以下內(nèi)容：①旋轉(zhuǎn)扭矩測(cè)試方法，即使用扭矩測(cè)試儀抓取導(dǎo)桿輸出軸前段，以2rad/s的旋進(jìn)旋出速度轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿20mm，記錄旋轉(zhuǎn)過程中峰值力矩。旋出行程從導(dǎo)桿伸出10mm的位置開始旋出。旋進(jìn)行程從導(dǎo)桿伸出140mm的位置開始旋進(jìn)。②空載推拉力測(cè)試方法，即使用推拉力測(cè)試儀抓取導(dǎo)桿輸出軸前段，以10mm/s的直線速度推拉電推桿，記錄推拉過程中的峰值力值。推拉力測(cè)試在導(dǎo)桿10～140mm范圍內(nèi)測(cè)試。③制動(dòng)間隙測(cè)試方法，即向電推桿沿軸向施加1000～1500N的推拉力，同時(shí)測(cè)量導(dǎo)桿在推力和拉力下的位移量。④最大制動(dòng)力測(cè)試方法，使用推拉力測(cè)試儀抓取導(dǎo)桿輸出軸前段，將5000N的力施加到導(dǎo)桿輸出端，導(dǎo)桿的位移量不大于③檢測(cè)出的數(shù)據(jù)。⑤空載性能測(cè)試方法，即使用宇通標(biāo)準(zhǔn)控制器（空載、4000r/min）的程序，測(cè)試當(dāng)導(dǎo)桿以勻速67±5mm/s直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，記錄輸入電流值。⑥負(fù)載性能測(cè)試方法，使用宇通標(biāo)準(zhǔn)控制器（1000±100N、3000r/min）的程序，測(cè)試當(dāng)導(dǎo)桿以勻速50±5mm/s直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，記錄輸入電流值。⑦堵轉(zhuǎn)性能測(cè)試方法，即使用宇通標(biāo)準(zhǔn)控制器（3500±100N，0r/min）的程序，測(cè)試當(dāng)導(dǎo)桿在施加3500N負(fù)載時(shí)并且導(dǎo)桿不產(chǎn)生移動(dòng)速度下，記錄輸入電流值。⑧制動(dòng)器最低釋放電壓測(cè)試方法，即電推桿的導(dǎo)桿預(yù)制350N的推拉力，使用可調(diào)電源從0V逐漸增加電壓，直到導(dǎo)桿緩慢移動(dòng)時(shí)，記錄輸入電壓值及電流。⑨靜音性能測(cè)試方法，即使用分貝儀在距離電推桿1m周圍內(nèi)測(cè)試5次，其中3次測(cè)試在技術(shù)要求目標(biāo)值內(nèi)及合格等。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，電推桿由于具有多種使用途徑，能滿足多種環(huán)境的使用要求，因此受到了廣泛的應(yīng)用。而由于其檢測(cè)的技術(shù)參數(shù)，除了能進(jìn)一步優(yōu)化電推桿的設(shè)計(jì)和構(gòu)成，還能擴(kuò)容其使用路徑，因此相關(guān)人員需對(duì)其予以相應(yīng)重視。于此，文章在現(xiàn)有技術(shù)措施基礎(chǔ)上，對(duì)電推桿相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了適應(yīng)性分析，具有一定參考價(jià)值。