基于虚拟仪器的离合器膜片弹簧参数测试系统的实验研究

时间：2018-06-14 17:40:07

关键字：离合器虚拟仪器膜片弹簧参数测试系统

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[导读] 1系统硬件设计　　该测试系统的整体结构为门式结构，在工作台上加装液压系统实现自动控制(图1)，测试系统硬件主要有工作台、横梁和立柱组成其加载框架。加载框架支承在箱体总成上。加载缸固定在工作

1系统硬件设计

　　该测试系统的整体结构为门式结构，在工作台上加装液压系统实现自动控制(图1)，测试系统硬件主要有工作台、横梁和立柱组成其加载框架。加载框架支承在箱体总成上。加载缸固定在工作台下的箱体中，其活塞杆穿过工作台。下压头固定在加载缸的活塞杆上，其动作范围由行程开关调节。上油缸固定在调整螺杆上，调整螺杆由两个螺母固定在横梁上。上压头通过油缸和力传感器与调整螺杆联结。调整螺杆可以根据不同型号弹簧所需要的空间上下调整。固定在油缸下部的位移传感器A用于测量弹簧轴向受力时的整体变形。工作台上的三个位移传感器B1～B3用于测量弹簧大端的变形量。力传感器用来测量加在膜片弹簧上的载荷。这5路传感器信号经过信号调理电路后传送给数据采集卡，Labview(虚拟仪器软件)对其处理后得到膜片弹簧的两个重要的特性曲线—负荷特性曲线和分离特性曲线；并根据实际需要，在系统的操作界面上给出离合器盖总成参数的特征点，以便工程技术人员判断离合器的工作性能。?

　　(1)负荷特性测量原理是将弹簧放在工作台上，工作台支承在弹簧的大端面上。这时，上油缸活塞处于上止点，加载缸上行。上压头压在弹簧上支承环上，加载缸继续上行，这时测量弹簧大端位移λ1(位移传感器A)及压力P1(力传感器)，即可得到负荷特性曲线(P1-λ1曲线)。?

　　虚拟仪器软件有前面板和框图程序两部分。前面板主要完成可视化人机交互功能，来模拟真实仪器的前面板。每一个程序的前面板都有相应的框图程序与之对应，它采用图形化的编程语言编写，可以理解成传统程序的源代码。主要完成数据的采集、分析和处理过程。
　　软件在设计过程中采用了高速磁盘流技术，便于事后对数据进行回放和分析。另外，如果在数据采集的过程中对数据进行各种分析会占用CPU大量时间，导致数据采集出现误差。必须对数据进行高速保存。图2所示的框图程序为本系统的数据采集模块。首先利用Oper/Create /ReplaceFile.vi模块创建一个数据流文件，然后利用AI Config.vi模块对DAQ设备进行配置，用AI Start Config.vi模块启动DAQ，利用一个While循环和AI Read Config.vi模块将数据不停的从DAQ的缓存中读出，然后AI Write Config.vi模块将数据写入到磁盘中。在数据采集完成后，利用AI Config.vi模块读出数据进行分析和处理，最后用AIClear.vi来结束整个系统的执行，释放资源。

　　应用本系统对某厂家的膜片弹簧进行了多次实验，通过其测试结果可以直观的分析膜片弹簧的负荷特性、分离特性以及具体的参数，图3是两片不同规格的膜片弹簧的分离特性的对比关系(应用本系统的多曲线对比分析模块分析的结果)。其测试结果与离合器出厂时的标定参数基本一致。虚拟仪器技术的应用减少了传统仪器在信号传递过程中带来的误差，有很高的精确性和稳定性；此外，基于框图程序编程的技术还具有组态灵活、功能扩展性强、信息交换方便、维护费用低和开发周期短等众多优点，因而，势必会在各种测试系统中得到广泛的应用