基于虛擬儀器的離合器膜片彈簧參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
時(shí)間：2018-06-14 17:40:07
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膜片彈簧
參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)
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1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
該測(cè)試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)為門式結(jié)構(gòu)，在工作臺(tái)上加裝液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制(圖1)，測(cè)試系 統(tǒng)硬件主要有工作臺(tái)、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(shè)計(jì)
該測(cè)試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)為門式結(jié)構(gòu)，在工作臺(tái)上加裝液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制(圖1)，測(cè)試系 統(tǒng)硬件主要有工作臺(tái)、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(tái)下的箱體中，其活塞桿穿過工作臺(tái)。下壓頭固定在加載缸的活塞桿上，其動(dòng)作范 圍由行程開關(guān)調(diào)節(jié)。上油缸固定在調(diào)整螺桿上，調(diào)整螺桿由兩個(gè)螺母固定在橫梁上。上壓頭 通過油缸和力傳感器與調(diào)整螺桿聯(lián)結(jié)。調(diào)整螺桿可以根據(jù)不同型號(hào)彈簧所需要的空間上下調(diào) 整。固定在油缸下部的位移傳感器A用于測(cè)量彈簧軸向受力時(shí)的整體變形。工作臺(tái)上的三個(gè) 位移傳感器B1～B3用于測(cè)量彈簧大端的變形量。力傳感器用來測(cè)量加在膜片彈簧上的載 荷。這5路傳感器信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路后傳送給數(shù)據(jù)采集卡，Labview(虛擬儀器軟件)對(duì)其 處理后得到膜片彈簧的兩個(gè)重要的特性曲線—負(fù)荷特性曲線和分離特性曲線；并根據(jù)實(shí)際需 要，在系統(tǒng)的操作界面上給出離合器蓋總成參數(shù)的特征點(diǎn)，以便工程技術(shù)人員判斷離合器的 工作性能。?
(1)負(fù)荷特性測(cè)量原理是將彈簧放在工作臺(tái)上，工作臺(tái)支承在彈簧的大端面上。這 時(shí)，上油缸活塞處于上止點(diǎn)，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(shí)測(cè)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(fù)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(jī)交互功能，來模擬真 實(shí)儀器的前面板。每一個(gè)程序的前面板都有相應(yīng)的框圖程序與之對(duì)應(yīng)，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(shù)據(jù)的采集、分析和處理過程。
軟件在設(shè)計(jì)過程中采用了高速磁盤流技術(shù)，便于事后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回放和分析。另外，如果在 數(shù)據(jù)采集的過程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析會(huì)占用CPU大量時(shí)間，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)誤差。必須 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速保存。圖2所示的框圖程序?yàn)楸鞠到y(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊。首先利用Oper/Create /ReplaceFile.vi模塊創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)流文件，然后利用AI Config.vi模塊對(duì)DAQ設(shè)備進(jìn)行配置 ，用AI Start Config.vi模塊啟動(dòng)DAQ，利用一個(gè)While循環(huán)和AI Read Config.vi模塊將數(shù) 據(jù)不停的從DAQ的緩存中讀出，然后AI Write Config.vi模塊將數(shù)據(jù)寫入到磁盤中。在數(shù)據(jù) 采集完成后，利用AI Config.vi模塊讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，最后用AIClear.vi來結(jié)束整 個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行，釋放資源。
軟件在設(shè)計(jì)過程中采用了高速磁盤流技術(shù)，便于事后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回放和分析。另外，如果在 數(shù)據(jù)采集的過程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析會(huì)占用CPU大量時(shí)間，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)誤差。必須 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速保存。圖2所示的框圖程序?yàn)楸鞠到y(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊。首先利用Oper/Create /ReplaceFile.vi模塊創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)流文件，然后利用AI Config.vi模塊對(duì)DAQ設(shè)備進(jìn)行配置 ，用AI Start Config.vi模塊啟動(dòng)DAQ，利用一個(gè)While循環(huán)和AI Read Config.vi模塊將數(shù) 據(jù)不停的從DAQ的緩存中讀出，然后AI Write Config.vi模塊將數(shù)據(jù)寫入到磁盤中。在數(shù)據(jù) 采集完成后，利用AI Config.vi模塊讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，最后用AIClear.vi來結(jié)束整 個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行，釋放資源。
應(yīng)用本系統(tǒng)對(duì)某廠家的膜片彈簧進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，通過其測(cè)試結(jié)果可以直觀的分析膜片彈簧 的負(fù)荷特性、分離特性以及具體的參數(shù)，圖3是兩片不同規(guī)格的膜片彈簧的分離特性的對(duì)比 關(guān)系(應(yīng)用本系統(tǒng)的多曲線對(duì)比分析模塊分析的結(jié)果)。其測(cè)試結(jié)果與離合器出廠時(shí)的標(biāo)定參 數(shù)基本一致。虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用減少了傳統(tǒng)儀器在信號(hào)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(shù)還具有組態(tài)靈活、功能擴(kuò)展性強(qiáng)、信息交 換方便、維護(hù)費(fèi)用低和開發(fā)周期短等眾多優(yōu)點(diǎn)，因而，勢(shì)必會(huì)在各種測(cè)試系統(tǒng)中得到廣泛的 應(yīng)用
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