方向盤(pán)轉向桿抗扭試驗機是專(zhuān)門(mén)測試汽車(chē)方向盤(pán)轉向桿抗扭性能的設備,主要通過(guò)模擬車(chē)輛行駛過(guò)程中轉向桿所承受的扭轉力、扭轉角等工況,評估其在扭轉載荷作用下的強度、剛度、疲勞壽命及失效模式,為轉向桿材料的選擇、質(zhì)量的把控提供數據支持。
方向盤(pán)轉向桿抗扭試驗機的組成可分為機械系統、測控系統、輔助系統三大核心部分,各部分協(xié)同實(shí)現扭矩加載、數據采集、工況模擬等功能,具體如下:
(一)機械系統
1.機架與底座
承載整個(gè)設備的基礎結構,采用高強度鋼材焊接而成,確保試驗過(guò)程中整體穩定性,避免因加載力過(guò)大導致設備晃動(dòng),影響測試精度。
2.加載機構
驅動(dòng)裝置:通常為伺服電機(搭配減速器)或液壓伺服系統,提供穩定的扭矩輸出,可實(shí)現正反向扭轉、連續加載或循環(huán)加載,滿(mǎn)足不同測試工況(如靜態(tài)強度、動(dòng)態(tài)疲勞測試)。
傳動(dòng)組件:包括扭矩傳感器、聯(lián)軸器、滾珠絲杠或齒輪傳動(dòng)結構,將驅動(dòng)力平穩傳遞至試樣,減少傳動(dòng)誤差。
3.夾持與定位裝置
夾具:根據轉向桿的外形(如圓柱、花鍵、異形結構)設計專(zhuān)用夾具,確保試樣兩端牢固固定,避免試驗中打滑或松動(dòng)(夾具需具備可調性,適配不同規格的轉向桿)。
定位機構:用于調整試樣與加載軸的同軸度,保證扭矩加載方向與試樣軸線(xiàn)一致,減少附加彎矩對測試結果的影響。
(二)測控系統
1.傳感器組件
扭矩傳感器:高精度測量加載在轉向桿上的扭矩值,精度通常達±0.5%~±1%,是核心測量元件。
角度傳感器:實(shí)時(shí)監測轉向桿的扭轉角度,分辨率可達0.01°,記錄變形量與扭矩的對應關(guān)系。
應變片(可選):粘貼在轉向桿關(guān)鍵部位,輔助測量局部應力應變分布,用于失效分析。
2. 控制系統
控制器:基于PLC或工業(yè)計算機,接收傳感器信號,根據預設程序(如扭矩-時(shí)間曲線(xiàn)、角度-循環(huán)次數設定)控制驅動(dòng)裝置的加載速度、加載方式(如恒速加載、階梯加載、正弦波循環(huán)加載等)。
人機交互界面:通過(guò)觸摸屏或計算機軟件實(shí)現參數設置(如目標扭矩、循環(huán)次數、加載速率)、試驗過(guò)程監控(實(shí)時(shí)顯示扭矩-角度曲線(xiàn))、緊急停機操作等。
3.數據采集與分析模塊
實(shí)時(shí)采集扭矩、角度、時(shí)間等數據,生成測試曲線(xiàn)(如扭矩-扭轉角曲線(xiàn)、疲勞壽命曲線(xiàn)),自動(dòng)計算扭轉強度、剛度、疲勞極限等參數。
支持數據存儲、導出(如Excel、PDF格式)及報告生成,便于后續分析與追溯。
(三)輔助系統
1.安全保護裝置
過(guò)載保護:當扭矩或角度超過(guò)設定閾值時(shí),自動(dòng)停機,避免試樣斷裂或設備損壞。
急停按鈕:手動(dòng)緊急制動(dòng)功能,確保試驗安全。
防護罩:封閉試驗區域,防止試樣斷裂碎片飛濺。
2.冷卻系統
若進(jìn)行長(cháng)時(shí)間疲勞測試(如十萬(wàn)次以上循環(huán)加載),驅動(dòng)電機或液壓系統可能過(guò)熱,需配備水冷或風(fēng)冷裝置,維持設備穩定運行。
3.校準裝置
內置或外接標準扭矩儀,用于定期校準扭矩傳感器,確保測量精度符合JJG 269等檢定規程要求。
保養注意事項:
保養時(shí)需斷電操作,涉及液壓、電氣部件的維修需由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行。
建立保養記錄臺賬,詳細記錄保養時(shí)間、內容及異常情況(便于追溯設備狀態(tài))。
長(cháng)期停用(超過(guò)1個(gè)月)時(shí),需斷電、覆蓋防塵罩,每月通電開(kāi)機30分鐘(防止電容老化、電機受潮)。