某汽车减振器疲劳寿命试验台设计

作者:计端; 刊名:河池学院学报 上传者:张淑贤

【摘要】以偏心轮机构为基础,建立一个汽车减振器疲劳寿命试验台虚拟样机模型,并对该试验台的系统组成及基本结构作了较为详尽的阐述.此外,利用ANSYS软件对该试验台关键位置进行结构分析,验证其可靠性.同时,也在试验台上进行实际试验,同样验证了该试验台的可靠性.

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0引言减振器疲劳寿命试验台是减振器设计研究的关键装备[1],目前国内针对减振器疲劳寿命测试的试验设备相对落后,制约了国产减振器性能的提升[2]。针对这种情况,本文设计了某款汽车减振器的疲劳寿命试验台试验设备,以空气减振器为例,减振器各部分的零件强度使用寿命都能通过它体现出来,以期更好的研制出技术成熟、质量可靠的产品。1减振器疲劳寿命试验台设计图1运动机构简图1.1台架运动模型本试验台架的运动模型为偏心轮机构,图1为运动机构简图[3]。此模型在D处输出正弦激励波,模拟汽车行驶中地面对四分之一悬架模型正弦波的激励。1.2减振器疲劳寿命试验台的系统组成及基本机构某汽车减振器疲劳寿命试验台的结构示意图如图2所示。某汽车减振器疲劳寿命试验台系统主要由机械传动系统、控制系统、冷却系统及气压检测系统组成。(1)机械传动系统[4]。机械传动系统主要由电机、减速器、联轴器、轴承座、摆轮、连杆、滑块、行程安装架、行程安装底板、底座等组成。该系统是试验台总体系统的主要组成部分,其中电机与减速器相连,并通过联轴器与轴连接,再通过轴承座将轴的另一端和轴挡板相连,轴挡板连接连杆,连杆下端与通过滑块安装板安装的滑块相连,滑块下端连接减振器上端。其运动形式的转换过程是电机动力经减速器减速增扭后传递给偏心轮机构,以驱动偏心轮机构做旋转转动,在导轨的约束下滑块将旋转运动转化为垂直方向的往返运动,以此达到正弦激励的输出。图2双工位疲劳寿命试验台结构示意图注:1为控制系统、2为底座、3为电机、4为减速器、5为滑块、6为联轴器、7为轴、8为摆轮、9为螺杆、10为轴挡板、15为螺母挡板、16为行程安装架、18为行程安装底板、19为螺母、20为偏心轮、21为摆杆、22为摆杆挡板。偏心轮机构分为七个部分,分别为连杆、螺母挡板、轴挡板、摆杆挡板、螺母、摆轮、丝杆。轴通过螺杆和轴挡板将摆轮中心固定,摆轮下端由摆杆、丝杆等组合固定,在实际测试过程中通过对丝杆的调节来调节减振器的行程,调节范围100~200mm,这就满足了各种不同行程的减振器的测试工作需要。(2)控制系统。控制系统由变频器、电源控制开关、计数显示器、磁性接近开关等组成。为了保证试验效果,减振器试验频率应方便可调。本试验系统中,采用了调速电机和MM440变频器,通过变频器自带面板操作模式简单方便的实现振动频率的连续调节。根据《QC/T545-1999汽车筒式减振器台架试验方法》规定,减振器疲劳寿命实验工作循环次数至少为十万次。在实际测试过程中加大测试力度,测试次数大概在一百一十万次左右。选择型号为ZN48JR单设定可逆数显计数器,计数范围:0~99999999,满足实验要求。(3)冷却系统。冷却系统主要由电泵、水管、出水口接头、水箱等组成。水管为常见的塑料管,水管出水口采用两种方式混合以期加大水与减振器的接触面积,且出水口对减振器的相对位置可调,在减振器外壁周围360冷却,以达到更好的冷却效果。水箱位于减振器疲劳寿命试验台底部,冷却减振器的冷却水可以直接落入水箱,然后电泵将水抽起形成一个水冷循环系统。(4)气压检测系统。由于空气减振器内部工作介质为气体,因此对于减振器工作过程中内部气压的检测是必不可少的。按要求确定测试气压表的测量范围为:0~3MPa。气压表与减振器之间的连接采用铜导管固定连接,导管连接端口两端焊接铜旋转接头,连接时将铜导管和气压减振器的气桩旋转连接。2试验台关键位置的强度校核2.1疲劳寿命分析理论作用在零件上的载荷可以是一次或多次作用的静载荷,其相应的强度为静强度。但在极大多数情况下,汽车零件所受到的是间断或连续作用的

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