基于虛擬儀器的離合器膜片彈簧參數測試系統(tǒng)的實驗研究

時間：2018-06-14 17:40:07

關鍵字：離合器虛擬儀器膜片彈簧參數測試系統(tǒng)

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[導讀] 1系統(tǒng)硬件設計　　該測試系統(tǒng)的整體結構為門式結構，在工作臺上加裝液壓系統(tǒng)實現自動控制(圖1)，測試系統(tǒng)硬件主要有工作臺、橫梁和立柱組成其加載框架。加載框架支承在箱體總成上。加載缸固定在工作

1系統(tǒng)硬件設計

　　該測試系統(tǒng)的整體結構為門式結構，在工作臺上加裝液壓系統(tǒng)實現自動控制(圖1)，測試系統(tǒng)硬件主要有工作臺、橫梁和立柱組成其加載框架。加載框架支承在箱體總成上。加載缸固定在工作臺下的箱體中，其活塞桿穿過工作臺。下壓頭固定在加載缸的活塞桿上，其動作范圍由行程開關調節(jié)。上油缸固定在調整螺桿上，調整螺桿由兩個螺母固定在橫梁上。上壓頭通過油缸和力傳感器與調整螺桿聯結。調整螺桿可以根據不同型號彈簧所需要的空間上下調整。固定在油缸下部的位移傳感器A用于測量彈簧軸向受力時的整體變形。工作臺上的三個位移傳感器B1～B3用于測量彈簧大端的變形量。力傳感器用來測量加在膜片彈簧上的載荷。這5路傳感器信號經過信號調理電路后傳送給數據采集卡，Labview(虛擬儀器軟件)對其處理后得到膜片彈簧的兩個重要的特性曲線—負荷特性曲線和分離特性曲線；并根據實際需要，在系統(tǒng)的操作界面上給出離合器蓋總成參數的特征點，以便工程技術人員判斷離合器的工作性能。?

　　(1)負荷特性測量原理是將彈簧放在工作臺上，工作臺支承在彈簧的大端面上。這時，上油缸活塞處于上止點，加載缸上行。上壓頭壓在彈簧上支承環(huán)上，加載缸繼續(xù)上行，這時測量彈簧大端位移λ1(位移傳感器A)及壓力P1(力傳感器)，即可得到負荷特性曲線(P1-λ1曲線)。?

　　虛擬儀器軟件有前面板和框圖程序兩部分。前面板主要完成可視化人機交互功能，來模擬真實儀器的前面板。每一個程序的前面板都有相應的框圖程序與之對應，它采用圖形化的編程語言編寫，可以理解成傳統(tǒng)程序的源代碼。主要完成數據的采集、分析和處理過程。
　　軟件在設計過程中采用了高速磁盤流技術，便于事后對數據進行回放和分析。另外，如果在數據采集的過程中對數據進行各種分析會占用CPU大量時間，導致數據采集出現誤差。必須對數據進行高速保存。圖2所示的框圖程序為本系統(tǒng)的數據采集模塊。首先利用Oper/Create /ReplaceFile.vi模塊創(chuàng)建一個數據流文件，然后利用AI Config.vi模塊對DAQ設備進行配置，用AI Start Config.vi模塊啟動DAQ，利用一個While循環(huán)和AI Read Config.vi模塊將數據不停的從DAQ的緩存中讀出，然后AI Write Config.vi模塊將數據寫入到磁盤中。在數據采集完成后，利用AI Config.vi模塊讀出數據進行分析和處理，最后用AIClear.vi來結束整個系統(tǒng)的執(zhí)行，釋放資源。

　　應用本系統(tǒng)對某廠家的膜片彈簧進行了多次實驗，通過其測試結果可以直觀的分析膜片彈簧的負荷特性、分離特性以及具體的參數，圖3是兩片不同規(guī)格的膜片彈簧的分離特性的對比關系(應用本系統(tǒng)的多曲線對比分析模塊分析的結果)。其測試結果與離合器出廠時的標定參數基本一致。虛擬儀器技術的應用減少了傳統(tǒng)儀器在信號傳遞過程中帶來的誤差，有很高的精確性和穩(wěn)定性；此外，基于框圖程序編程的技術還具有組態(tài)靈活、功能擴展性強、信息交換方便、維護費用低和開發(fā)周期短等眾多優(yōu)點，因而，勢必會在各種測試系統(tǒng)中得到廣泛的應用