、概述

該試驗(yàn)臺(tái)按汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向管柱的轉(zhuǎn)向間隙、花鍵滑動(dòng)力、十字軸轉(zhuǎn)向間隙檢測，是測試汽車轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)向間隙、滑動(dòng)花鍵滑動(dòng)力、十字軸轉(zhuǎn)向間隙的測試設(shè)備，可對(duì)轉(zhuǎn)向管柱總成的間隙進(jìn)行定量測試分析。試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)繪制相應(yīng)的角度—扭矩、花鍵滑動(dòng)力—位移性能曲線，測量啟動(dòng)力矩、空載扭矩、推拉力及位移測量等，并對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行產(chǎn)品合格與否判斷。

主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：

《QC/T 649-2010　汽車轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)性能要求及試驗(yàn)方法》

檢測項(xiàng)目 :

   1、轉(zhuǎn)向間隙（包括啟動(dòng)扭矩及空載扭矩）

2、轉(zhuǎn)向軸向間隙

3、滑動(dòng)花鍵滑動(dòng)力

4、萬向節(jié)十字軸轉(zhuǎn)向間隙

   5、萬向節(jié)叉總成擺動(dòng)力矩 （空載自然狀態(tài)測節(jié)叉之間力矩）

   6、轉(zhuǎn)向軸總成空載轉(zhuǎn)向啟動(dòng)力矩 （轉(zhuǎn)向管柱自然狀態(tài)下測其啟動(dòng)力矩）

二、試驗(yàn)臺(tái)組成

1）試驗(yàn)臺(tái)由兩個(gè)工位組成，即試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)向間隙試驗(yàn)工位及花鍵滑動(dòng)力檢測工位，整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)由試驗(yàn)臺(tái)架和控制系統(tǒng)等部分組成；試驗(yàn)臺(tái)架由鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)架（或者鋁型材結(jié)構(gòu)）、驅(qū)動(dòng)裝置、管柱安裝夾具、扭矩傳感器、光電編碼器、力傳感器、位移傳感器等檢測機(jī)構(gòu)等組成；

2）設(shè)備外觀顏色按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，各部分結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，人機(jī)交互界面良好。

三、試驗(yàn)臺(tái)說明

1、轉(zhuǎn)向間隙檢測

1.1試驗(yàn)平臺(tái)

   　采用鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)架形式，把驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、管柱安裝夾具等安裝在臺(tái)面上，可以試驗(yàn)時(shí)的穩(wěn)定性和工作的可靠性。固定支架可以在一定范圍內(nèi)移動(dòng)，以滿足0.5－1.5米長轉(zhuǎn)向管柱的試驗(yàn)需要。

1.2驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置采用日本伺下電機(jī)和進(jìn)口精密減速機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向管柱的驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)角大小受計(jì)算機(jī)控制和調(diào)整。

驅(qū)動(dòng)裝置安裝在一調(diào)整塊上，調(diào)整塊的高度可以通過提升電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，角度可以通過腰形孔進(jìn)行調(diào)整，方便進(jìn)行角度調(diào)整。通過對(duì)調(diào)整塊的調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的高度和角度調(diào)節(jié)，方便試驗(yàn)的進(jìn)行。

1.3 扭矩轉(zhuǎn)角檢測機(jī)構(gòu)：

 在驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端安裝有的扭矩傳感器，通過的扭矩傳感器實(shí)現(xiàn)扭矩的測量，同時(shí)在輸出端的前端安裝有光電編碼器，通過光電編碼器檢測旋轉(zhuǎn)角度。

1.4安裝夾具

1.4.1 本設(shè)備的試驗(yàn)對(duì)象是長度為0.5～1.2m汽車轉(zhuǎn)向管柱，為適應(yīng)不同長度的轉(zhuǎn)向管柱安裝需要，在試驗(yàn)臺(tái)面上安裝有T型槽板，方便不同長度的管柱尾端固定座與支架的安裝座可以在臺(tái)面上移動(dòng)，以滿足試驗(yàn)的需要。

1.4.2  管柱采用外花鍵端在上，萬向節(jié)端在下安裝原則。外花鍵端采用聯(lián)軸器定位安裝。萬向節(jié)端采用與尾座軸連接及鎖緊機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)檢測啟動(dòng)力矩和空載扭矩時(shí)，松開鎖緊機(jī)構(gòu)手柄，讓萬向節(jié)端連接軸在軸承作用下，自由旋轉(zhuǎn)；當(dāng)檢測旋轉(zhuǎn)間隙時(shí)。擰緊鎖緊機(jī)構(gòu)手柄即可開始試驗(yàn)。

1.4.3 管柱安裝支架，分為帶支架與不帶支架的轉(zhuǎn)向管柱。當(dāng)帶支架時(shí)，只需要將支架與相對(duì)應(yīng)的夾具固定即可試驗(yàn)；當(dāng)不帶支架時(shí)，通過V型槽夾具把管柱支撐能過壓塊，壓緊即可試驗(yàn)。

.5空載扭矩支撐機(jī)構(gòu)本設(shè)備的試驗(yàn)對(duì)象是長度為0.5～1.2m汽車轉(zhuǎn)向管柱，為適應(yīng)不同長度的轉(zhuǎn)向管柱旋轉(zhuǎn)安裝需要，在試驗(yàn)臺(tái)面上安裝有T型槽板，旋轉(zhuǎn)支撐夾具和管柱固定端可以在臺(tái)面上移動(dòng)，以滿足試驗(yàn)的需要。

1.6試驗(yàn)的簡要說明

用轉(zhuǎn)向管柱的基準(zhǔn)面按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)裝在試驗(yàn)臺(tái)上，計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置向一個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱承受的扭矩達(dá)到3NM，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)過的角度。

計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置回到初始狀態(tài)，再控制驅(qū)動(dòng)裝置向另一個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱承受的扭矩達(dá)到3NM，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)過的角度。

啟動(dòng)力矩和空載扭矩，松開鎖緊機(jī)構(gòu)手柄，萬向接端在軸承作用下，自由旋轉(zhuǎn)；當(dāng)檢測旋轉(zhuǎn)間隙時(shí)。擰緊鎖緊機(jī)構(gòu)手柄即可開始試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集相關(guān)的扭矩值和轉(zhuǎn)角值，并繪制相應(yīng)的扭矩和角度的關(guān)系曲線。測量完成后，曲線的起始位置為啟動(dòng)力矩，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的曲線平均值為空載扭矩。

2、滑動(dòng)花鍵滑動(dòng)力檢測

3、2.1 試驗(yàn)平臺(tái)

   　采用鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)架形式，把驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向管柱安裝夾具等安裝在臺(tái)面上，轉(zhuǎn)向管柱在肘夾下固定，可以試驗(yàn)時(shí)的穩(wěn)定性和工作的可靠性。固定支架可以在一定范圍內(nèi)移動(dòng)，以滿足轉(zhuǎn)向管柱的試驗(yàn)需要。

2.2 驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置采用電機(jī)和精密減速機(jī)導(dǎo)軌絲杠機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向管柱的驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的速度和位移大小受計(jì)算機(jī)控制和調(diào)整。

2.3 力和位移檢測機(jī)構(gòu)：

 在驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端安裝有的力與位移傳感器，通過的力傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向管柱軸向力及花鍵滑動(dòng)力的測量，同時(shí)在輸出端的前端安裝有位移傳感器，通過位移傳感器檢測其位移變化量。

2.4安裝夾具

2.4.1  管柱安裝支架，通過V型槽夾具把管柱支撐通過肘夾壓緊即可試驗(yàn)。

2.4.2  管柱固定后，將管柱輸入端與伺服驅(qū)動(dòng)力端連接起來。系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)軸向滑動(dòng)力加載，通過位移傳感器時(shí)時(shí)檢測其軸向位移量。

2.5試驗(yàn)的簡要說明

2.5.1轉(zhuǎn)向軸軸向間隙

將轉(zhuǎn)向管柱的基準(zhǔn)面按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，連接轉(zhuǎn)向管柱與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置一個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱承受的軸向推力29.4時(shí)，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱移動(dòng)的位移。

計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置回到初始狀態(tài)，再控制驅(qū)動(dòng)裝置向另一個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱承受的拉力29.4時(shí)，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱移動(dòng)的位移。

試驗(yàn)判斷參數(shù)：轉(zhuǎn)向管柱總成在軸向拉力±29.4N時(shí),軸向間隙＜0.1mm;在軸側(cè)向施加±29.4N時(shí)，徑向間隙＜0.08mm；

2.5.2滑動(dòng)花鍵滑動(dòng)力

將轉(zhuǎn)向管柱的基準(zhǔn)面按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)裝在試驗(yàn)臺(tái)上，連接轉(zhuǎn)化鍵軸與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定好后，計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置一個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱花鍵軸滑起時(shí)，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱滑動(dòng)起動(dòng)力。

試驗(yàn)判斷參數(shù)：滑動(dòng)花鍵推拉滑動(dòng)動(dòng)力≤70N；

2.5.3萬向節(jié)十字軸轉(zhuǎn)向間隙

將轉(zhuǎn)向管柱的基準(zhǔn)面按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，連接轉(zhuǎn)向管柱與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置正反二個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱承受扭矩±1N.m時(shí)，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱十字軸軸向位移量。

試驗(yàn)判斷參數(shù)：萬向節(jié)十字軸扭轉(zhuǎn)間隙：在±1N.m的力矩下，每端萬向節(jié)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向的間隙≤15′

2.6.4轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸總成扭轉(zhuǎn)間隙

用轉(zhuǎn)向管柱的基準(zhǔn)面按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)裝在試驗(yàn)臺(tái)上，計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置向一個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱承受的扭矩達(dá)到3NM，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)過的角度。

計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置回到初始狀態(tài)，再控制驅(qū)動(dòng)裝置向另一個(gè)方向動(dòng)作，緩慢加載直到轉(zhuǎn)向管柱承受的扭矩達(dá)到3NM，在此過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)過的角度。

啟動(dòng)力矩和空載扭矩，松開鎖緊機(jī)構(gòu)手柄，萬向接端在軸承作用下，自由旋轉(zhuǎn)；當(dāng)檢測旋轉(zhuǎn)間隙時(shí)。擰緊鎖緊機(jī)構(gòu)手柄即可開始試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集相關(guān)的扭矩值和轉(zhuǎn)角值，并繪制相應(yīng)的扭矩和角度的關(guān)系曲線。測量完成后，曲線的起始位置為啟動(dòng)力矩，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的曲線平均值為空載扭矩。