汽車座椅調(diào)角器耐久性試驗(yàn)機(jī)的研制分析

王龍

摘 要：本文介紹了一種汽車座椅靠背疲勞試驗(yàn)裝置。通過對設(shè)計(jì)設(shè)備的思想與實(shí)踐設(shè)計(jì)分析，并通過數(shù)據(jù)測量的記錄來驗(yàn)證試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)行效果，實(shí)際運(yùn)行表明，該設(shè)備穩(wěn)定、安全可靠，檢測方法簡單方便。

關(guān)鍵詞：汽車座椅；耐久性；試驗(yàn)機(jī)；研制分析

眾所周知，汽車座椅調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)對于駕乘人員來說是保證駕駛舒適度以及提高安全性的重要因素，通過對汽車座椅調(diào)角器的耐久性試驗(yàn)機(jī)的研制分析可以對耐久性設(shè)備進(jìn)行有效數(shù)據(jù)測量，進(jìn)而提升長期的運(yùn)行能力有很高的使用價(jià)值。

1 總體方案的確定

在設(shè)計(jì)方案上試驗(yàn)方法運(yùn)用JT/T460-2001，通過對測量數(shù)據(jù)記載并與耐久性的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比分析，來確定研制的主要方向，在一般情況下，座椅角度調(diào)節(jié)器在鎖定情況下，在水平旋轉(zhuǎn)上角度很小，在耐久性試驗(yàn)中，考量到兩個(gè)方面：工作耐久性與沖擊耐久性，如圖1所示。試驗(yàn)機(jī)由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和測量系統(tǒng)組成。工業(yè)機(jī)作為設(shè)計(jì)中的主要控制器，另外執(zhí)行機(jī)構(gòu)是包括交流伺服電機(jī)與氣缸。其中伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)是對采集的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由于在集成數(shù)控卡中I/O口驅(qū)動(dòng)會存在著一定的能力問題，因此需要對電磁閥的功能進(jìn)行繼電器的控制來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而來控制氣缸的執(zhí)行動(dòng)作。系統(tǒng)框圖如圖2所示。

1.1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能實(shí)現(xiàn)是依靠伺服電機(jī)與氣缸來實(shí)現(xiàn)，通過參照一些設(shè)計(jì)中的前傾與后傾等數(shù)據(jù)。通過工業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)機(jī)的控制和參數(shù)顯示。

1.2 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

調(diào)角器耐久性測試儀的氣動(dòng)控制部分包括氣源開關(guān)、一套三聯(lián)接頭、一個(gè)三位電磁閥（一個(gè)調(diào)速閥和一個(gè)消聲器，包括一個(gè)快換接頭）、一個(gè)伺服閥和一個(gè)線性缸。以及一些連接器設(shè)備。氣源開關(guān)作用于整個(gè)系統(tǒng)的氣源的開、關(guān)；線性缸應(yīng)用或解鎖（或鎖定）交變負(fù)載的角度調(diào)整器。

系統(tǒng)氣動(dòng)控制示意圖如圖3所示。三片過濾后的潔凈空氣通過數(shù)字伺服閥控制氣道壓力，氣道由三位置電磁閥反轉(zhuǎn)，氣缸運(yùn)動(dòng)速度由調(diào)速閥控制，并進(jìn)而控制交變負(fù)載作用的頻率。

1.3 電氣控制系統(tǒng)

如圖4所示，電氣控制系統(tǒng)包括圖中所示的一些部分。

2 系統(tǒng)軟件

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要通過MSComm控件來完成串行通信，并通過串行伺服系統(tǒng)來對一些壓力控制與傳感器的數(shù)值讀數(shù)的設(shè)置。

2.1 試驗(yàn)機(jī)程序的功能要求

（1）試驗(yàn)包括交變載荷耐久性試驗(yàn)、工作耐久性試驗(yàn)和沖擊耐久性試驗(yàn)。

（2）可實(shí)現(xiàn)荷載控制和角位移控制兩種方法，在試驗(yàn)開始前，通過選擇試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)選擇。

（3）前傾和后仰力矩M1和M2值可調(diào)，載荷數(shù)量、前傾和后傾角速度等容易修改。

（4）具有測試保護(hù)功能，可自動(dòng)停止測試功能。

2.2 試驗(yàn)機(jī)程序軟件的模塊

如圖5所示為試驗(yàn)機(jī)的軟件設(shè)計(jì)模塊。

3 調(diào)角器耐久性試驗(yàn)方法

參照圖6方式進(jìn)行。

3.1 調(diào)角器交變載荷耐久性試驗(yàn)

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：角度調(diào)節(jié)器應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷狀態(tài)安裝在試驗(yàn)臺上，M1=147N·m和M2 =294N·m的正弦波交變載荷應(yīng)施加在旋轉(zhuǎn)中心的E點(diǎn)。頻率為1-2hz，持續(xù)15，000次。在測試期間和之后，檢查角度調(diào)節(jié)器是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

試驗(yàn)方法：打開控制柜的氣源和電源，并根據(jù)軟件提示進(jìn)行操作。在測試過程中，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并記錄每次測試的最大和最小測試扭矩以及其他測試數(shù)據(jù)。

3.2 調(diào)角器工作耐久性和沖擊耐久性試驗(yàn)

工作耐久性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：參見圖6，沖擊耐久性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：參見圖7試驗(yàn)方法：分別點(diǎn)亮氣缸行程開關(guān)，調(diào)整伺服電機(jī)使旋轉(zhuǎn)中心和靠背旋轉(zhuǎn)中心同軸，如圖1所示。打開電源和控制柜電源，按照軟件提示操作。

測試完成后，系統(tǒng)自動(dòng)生成座椅傾角調(diào)節(jié)器耐久性測試報(bào)告，如圖7所示。

4 結(jié)語

綜上所述，在經(jīng)過前期的設(shè)計(jì)過程中問題的分析與解決，可以及時(shí)有效地減少設(shè)計(jì)中存在的設(shè)計(jì)缺陷，通過在設(shè)計(jì)后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量與分析，該座椅調(diào)角器耐久性試驗(yàn)機(jī)可以有效穩(wěn)定地工作，并在運(yùn)用中無其他的故障問題，可以有效地提高公司在競爭中的競爭實(shí)力，并通過設(shè)計(jì)對公司檢測汽車座椅調(diào)角器的技術(shù)有進(jìn)一步的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]查佳韻，程金華，楊興宇，etal.汽車座椅調(diào)角器扭矩在線檢測臺的研制[J].汽車科技，2005（4）：47-49.

[2]鄂世舉，朱喜林，陳福恩，etal.汽車座椅調(diào)角器壽命試驗(yàn)臺的研制[C]//中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨全國特種加工學(xué)術(shù)年會.2001.

[3]吳何畏，周雄剛，馮小波.基于微機(jī)控制的汽車座椅調(diào)角器靜強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)[J].機(jī)電一體化，2006，12（4）：61-63.

[4]劉剛.汽車離合器從動(dòng)盤總成新型扭轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)機(jī)的研制[D].重慶大學(xué)，2002.