80000N·m静扭试验机的设计

　　1　引　言

　　随着汽车行业的不断发展,人们对汽车零件的使用性能和安全性能的要求不断提高,这对汽车零件的检测设备要求也逐渐提高。80000N·m静扭转试验机是针对汽车传动轴试样进行扭转试验的设备,该机也适用于各行业力学实验室和质量检验部门做扭转力学性能试验。

　　2　主要技术指标

　　80000N·m静扭转试验机设计符合扭转试验机标准及材料试验方法(JB/T9370-1999、GB/T239-1999)的要求[1],其主要技术指标如下

　　最大扭矩:80000N·m;

　　扭矩测量范围:800N·m~80000N·m;

　　扭矩测量精度:≤±1%(F.S);

　　角度:任意;

　　扭角显示分辨率:0·01°;

　　主动夹头转速:0·25r/min;

　　扭转方向:正、反两个方向;

　　夹头间距:150mm~2500mm。

　　3　主机结构及工作原理

　　80000N·m扭转试验机由主机、计算机单元、扭矩检测单元、扭角检测单元、交流调速系统及校力单元组成[2],其中主机结构如图1所示。

　　80000N·m扭转试验机工作时由计算机给出指令,通过交流伺服调速系统控制交流电机的转速和转向,传动平稳,控制精度高,伺服电机通过行星减速机、硬齿面齿轮减速机减速,经减速后传递到主动夹头旋转,对试样施加扭矩,同时由检测器件扭矩传感器和伺服电机上的光电编码器输出参量信号,经测量系统进行放大转换处理,检测结果反映在计算机的显示器上,并绘制出相应的扭矩-扭角曲线(T-Ф)。工作界面简洁,试验设置简单,易于观察和操作,实现计算的自动控制。传动系统采用高可靠性的伺服电机和减速器,以利于传动的平稳性。其静夹头可以随尾座在底座上自由移动,用于调整试验空间;同时尾座还可在尾座底座上做微量滑动以消除试验时随试样的轴向变形而产生的轴向力,避免了产生轴向附加力。校力单元如图2所示。将校力杠杆固定到80000N·m传感器的法兰盘上,在法兰盘的两侧分别连接连接件1与连接件2,连接件1与连接件2再分别与5kN标准拉压传感器连接,标准传感器下方与升降机相连,升降机固定在升降机支架上,将升降机支架固定到主机底座上,两侧同时通过升降机手轮人工加载拉力/压力,根据合力矩定理,一边加载40000N·m扭矩,合力矩就为80000N·m,来实现标定80000N·m传感器[3]。

　　(1)计算机单元

　　计算机作为智能处理器主要有以下功能:用于扭矩、扭角、转速的测量和控制、转换计算及显示,试验过程中对扭矩和扭角显示,最大值的采集、保持,并具有扭矩超限和试样破断保护功能。在计算机主板上插有两块扩展卡

　　由计算机控制实现对主机的转动,停止以及对转速的无级调速。操作界面采用虚拟面板形式,在CRT上显示各种操作提示,实现对主机的控制及各测量参数的显示,因此具有操作方便,形式直观等优点。