Email this article Multi-functional test bench
- Authors: Gorobtsov A.S.1, Lyashenko M.V.1, Sokolov-Dobrev N.S.1, Shekhovtsov V.V.1, Potapov P.V.1, Klementyev E.V.1, Dolotov A.A.1
-
Affiliations:
- Volgograd State Technical University
- Issue: Vol 10, No 1 (2016)
- Pages: 25-27
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/2074-0530/article/view/66914
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-66914
- ID: 66914
Cite item
Full Text
Abstract
The paper provides information about design of made in Volgograd State Technical University multi-functional test bench for determination of the basic operational characteristics of automobiles and automotive trucks transmissions. The test bench allows evaluating the level of vibration load of transmission elements in a wide range of operating modes. It also allows investigating modes of propagation of torsional vibrations on the shaft lines, determining overall efficiency of the transmission, noise intensity and vibration of units. The test bench allows receiving characteristics of the fields of thermal loading, investigating influence of lubrication system parameters on changing operational parame- ters. It also allows conduct life cycle testing of transmissions or their components.
Full Text
Для определения основных эксплуатационных характеристик трансмиссий легковых и грузовых автомобилей на кафедре «Транспортные машины и двигатели» ВолгГТУ на основе опыта предыдущих исследований [1-10] создан многофункциональный испытательный стенд, позволяющий в широком диапазоне эксплуатационных режимов нагружения опреде- лять уровень вибронагруженности элементов трансмиссий, исследовать характер распро- странения крутильных колебаний по валопроводу, определять общий КПД трансмиссии, уровень шума и вибрации агрегатов, получать характеристики полей их термонагруженно- сти, исследовать влияние параметров системы смазки на изменение эксплуатационных пока- зателей, проводить ресурсные испытания трансмиссий либо их узлов и т.д. Конструкция стенда позволяет проводить испытания трансмиссий легковых и грузовых автомобилей как с двумя, так и с четырьмя ведущими колесами. Общее устройство стенда показано на рис. 1. Рис. 1. Общий вид стенда: 1 - нагружающее устройство (ступичный динамометрический стенд Dynapack); 2 - многоканальный анализатор спектра ZET 017-U8; 3 - ЭВМ с программным комплексом Scada Zetview; 4 - набор интеллектуальных интерфейсов ZET; 5 - испытуемый мост; 6 - карданная передача с тензодатчиками; 7 - асинхронный электродвигатель; 8 - оптический датчик BC-401; 9 - рама стенда На стенде по заданию предприятия выполнены исследования отдельных характеристик ведущего моста автомобиля КАМАЗ 5320. Этот мост содержит двухступенчатую коническо- цилиндрическую главную передачу, простой конический дифференциал с четырьмя сателли- тами, полностью разгруженные полуоси, заблокированный межосевой дифференциал. При- вод стенда осуществляется асинхронным электродвигателем АИР180s2 мощностью 22 КВт через штатную карданную передачу автомобиля. Управление электродвигателем осуществ- ляется частотным преобразователем Altivar 71. Нагружение моста моментом сопротивления осуществляется с помощью ступичного динамометрического нагружателя Dynapack DP43. Рис. 2. Карданный вал привода с тензоизмерительной аппаратурой: 1 - место установки тензодатчиков; 2 - элементы питания; 3 - интеллектуальный аналого-цифровой преобразователь ZET 7111; 4 - измерительные и питающие интерфейсы CAN Рис. 3. Полуоси с тензоизмерительной аппаратурой: 1 - левая полуось; 2 - правая полуось; 3, 4 - тензодатчики; 5 - продольные канавки для измерительной цепи; 6 - автономные блоки с интеллектуальными датчиками ZET 7111, преобразователями сигнала в радиоканал ZET 7172S и элементами питания; 7 - интеллектуальные преобразователи радиосигнала в CAN ZET 7172M и преобразователь интерфейса CAN-USB ZET7174 Измерение момента на приводном валу карданной передачи осуществляется с помо- щью тензометрических датчиков ТКФО1-2-200, установленных на валу и соединенных в мо- стовую схему (рис. 2). Аналого-цифровое преобразование сигнала, поступающего с тензо- метрической схемы, выполняется с помощью интеллектуального датчика с цифровым выхо- дом ZET 7111, а преобразование и передача сигнала по радиоканалу - с помощью интеллек- туального интерфейса ZET 7172S-ZET 7172M. Преобразование полученного радиосигнала для передачи по USB-интерфейсу на ЭВМ выполняется с помощью интеллектуального пре- образователя интерфейса USB-CAN ZET 7174. Визуализация результатов измерений и диа- лог с оператором реализованы в программе, разработанной в среде автоматизации измерений Zetview Scada. Для измерения момента на полуосях моста (рис. 3) использовалась аналогич- ная аппаратура. Для исследования общего уровня вибраций корпуса и определения связи линейных ко- лебаний корпусных элементов с крутильными колебаниями в трансмиссии стенд оснащен виброизмерительной аппаратурой. Измерения виброускорений производятся на корпусе мо- ста, но при необходимости возможно оснащение стенда дополнительными датчиками, рас- положенными на несущей раме, тормозных хабах нагружающего устройства Dynapack или электродвигателе. Регистрация виброускорений выполняется с помощью акселерометров общего назначения со встроенной электроникой BC 110. Датчики установлены сверху на корпусе в горизонтальной плоскости в четырех контрольных точках. Точки выбраны из условия необходимости определения параметров вертикальных, продольно-угловых и попе- речно-угловых колебаний моста при воздействии на него основных эксплуатационных нагрузок. Параметры продольно- и поперечно-угловых колебаний определяются расчетным путем на основании показаний пары датчиков, расположенных в продольной или поперечной плоскостях. Первая измерительная точка расположена сверху корпуса на вертикальной оси, проходящей через центр масс моста, вторая - на корпусе в плоскости установки левого ступичного подшипника, третья - аналогично в плоскости установки правого ступичного подшипника (рис. 4), четвертая - сверху на корпусе межосевого дифференциала (рис. 5). Для достижения термодинамического равновесия датчики устанавливаются на мост не менее чем за 60 минут до начала испытаний. Частота вращения вала электродвигателя и ведущих колес измеряется с помощью трех бесконтактных оптических датчиков BC-401. Для генерации отраженного сигнала на по- верхностях тел вращения установлены оптические метки. Аналогово-цифровое преобразова- ние и передача сигнала от вибро- и оптического датчиков к ЭВМ выполняется с помощью многоканального анализатора спектра ZET 017-U8. Рис. 4. Место установки вибродатчика на правом кронштейне корпуса Рис. 5. Место установки вибродатчика на корпусе механизма блокировки В настоящее время коллективом авторов наряду с окончательной доводкой и доосна- щением стенда выполняется разработка его математической модели, что позволит после проверки ее адекватности моделировать различные режимы нагружения и прогнозировать их последствия без проведения длительных натурных испытаний.×
About the authors
A. S. Gorobtsov
Volgograd State Technical University
Email: ts@vstu.ru
Dr.Eng.; +7 8442 24-81-61
M. V. Lyashenko
Volgograd State Technical University
Email: ts@vstu.ru
Dr.Eng.; +7 8442 24-81-61
N. S. Sokolov-Dobrev
Volgograd State Technical University
Email: ts@vstu.ru
Ph.D.; +7 8442 24-81-61
V. V. Shekhovtsov
Volgograd State Technical University
Email: ts@vstu.ru
Dr.Eng.; +7 8442 24-81-61
P. V. Potapov
Volgograd State Technical University
Email: ts@vstu.ru
Ph.D.; +7 8442 24-81-61
E. V. Klementyev
Volgograd State Technical University
Email: ts@vstu.ru
+7 8442 24-81-61
A. A. Dolotov
Volgograd State Technical University
Email: ts@vstu.ru
+7 8442 24-81-61
References
- Шеховцов В.В. Разработка стендов и управления их динамическими свойствами для испытания трансмиссий тракторов: Автореф. дис.. канд. техн. наук / Волгоградский политехнический институт (ВолгПИ). - Волгоград, 1990. - 22 с.
- Клементьев Е.В., Соколов-Добрев Н.С., Шеховцов В.В. Оптимизация упругих характеристик трансмиссии многофункционального диагностического стенда с целью снижения ее динамической нагруженности // Прогресс транспортных средств и систем - 2013. Матер. междунар. науч.- практ. конф., Волгоград, 24-26 сент. 2013 г. - Волгоград, - 2013. - C. 136-137.
- Клементьев Е.В., Соколов-Добрев Н.С., Шеховцов В.В. Снижение вибронагруженности многофункционального диагностического стенда от изгибных колебаний во время испытаний АТС // Прогресс транспортных средств и систем - 2013. Матер. междунар. науч.-практ. конф., Волго- град, 24-26 сент. 2013 г. - Волгоград, 2013. - C. 134-135.
- Шеховцов В.В., Клементьев Е.В., Соколов-Добрев Н.С. и др. Усовершенствование конструктивных параметров испытательного стенда для снижения его динамической нагруженности [Электронный ресурс] // 32nd Seminar of the Students Association for Mechanical Engineering, Warsaw, Poland, 15-17.05.2013: [доклады] / Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering. - 1 CD-ROM. - Warsaw, 2013. - Р. 1-5.
- Шеховцов В.В., Соколов-Добрев Н.С., Долгов К.О., Клементьев Е.В. Улучшение конструктивных параметров многофункционального диагностического стенда с целью снижения его динамической нагруженности и улучшения точности измерений // Известия ВолгГТУ. Серия «Наземные транспортные системы». Вып. 8: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, - 2014. - № 3(130). - С. 51-54.
- Шеховцов В.В. Управление динамическими свойствами силовых передач стендов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1997. - № 11. - C. 32-35.
- Шеховцов В.В. Анализ и синтез динамических характеристик автотракторных силовых передач и средств для их испытания. Монография. - Волгоград: Изд-во РПК «Политехник», 2004. - 224 с.
- Ляшенко М.В., Шеховцов В.В., Дейниченко Е.М., Соколов-Добрев Н.С. Методы исследования динамических процессов в узлах силовых передач и системах подрессоривания гусеничных сельскохозяйственных тракторов. - Волгоград: ВолгГТУ, 2009. - 150 с.
- Шеховцов В.В., Ходес И.В., Шевчук В.П. и др. Целенаправленное формирование собственного частотного спектра стенда для испытания трансмиссий тракторов // Современные наукоемкие технологии. - 2013. - № 2. - C. 50-54.
- Годжаев З.А., Дмитриченко С.С., Губерниев Ф.Я. Оптимальное проектирование валопроводов (на примере тракторов) // Вестник машиностроения. - 1992. - № 4.
Supplementary files
