【正文】 （ 2） 活塞技術要求 ① 活塞外徑 D 對內(nèi)孔 D1 的徑向跳動公差值，按 8 級精度選取。 在初定活塞行程時，主要是從實際工作需要長度來考慮，但這一工作行程并不一定是液壓缸的穩(wěn)定性所允許的行程，為了計算行程，首先應計算出活塞桿的最大允許長度 Lk 。 液壓缸活塞運動速度在 ，不必采用緩沖裝置；在 設置緩沖裝置。必要時可在導向套和活塞之間安裝一個隔 套 K，其長度 C=H （ LA+B） （ ） 式中 : H— 活塞桿導向長度 ； LA— 全部外伸時從活塞支撐面中點到導向套滑動面中點的距離。即通過電液比例溢流閥控制液壓系統(tǒng)工作油壓的變化率，通過 圖 中設置的兩個壓力傳感器 2，將檢測的油壓轉換為電信號，送入計算機并按有關算法進行處理，即可間接得到要求的加載荷大小。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 17 圖 NJ 型轉矩轉速傳感器工作原理 圖 NJ 型轉矩轉速傳感器電信號輸出 圖 NJ 型轉矩轉速傳感器機械結構 圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 18 傳感器尺寸結構的確定 選定 NJ 型轉矩轉速傳感器的外形及安裝尺寸見表 、圖 和圖 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 16 傳感器的基本原理 NJ型轉矩轉速傳感器的基本原理是：通過彈性軸、兩組電磁傳感器，把被測轉矩、轉速轉換成具有相位差的兩組交流電信號，這兩組交流電信號的頻率相同且與軸的轉速成正比，而其相位差的變化部分又與被測轉矩成正比。 （ 1） 工作機所需功率 kwkwTnP 35001209550 ?????? ? （ ） 式中： wP —工作機所需輸入功率， kw； T —工作機的阻力鉅， N?m； w? —工作機的效率； wn —工作機的轉速。 ② 根據(jù)負載轉矩、轉速變化范圍和啟動頻率程度等要求，并考慮電動機的溫升限制、過載能力和啟動轉矩，選擇電動機功率，并確定冷卻通風方式。 （ 4） 初步確定試驗方案 測量并記錄的內(nèi)容包括： ① 試驗轉鼓速度 v（ km/h）； ② 垂直于轉鼓表面的輪胎載荷 W； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 ③ 充氣壓力； ④ 驅動輪胎的轉矩 tT ，作用于轉鼓的制動力矩 dT ； ⑤ 試驗轉鼓半徑 R（ m）； ⑥ 選擇的試驗方 法 ??6 。 ISO18164在考慮到各國設備情況和鼓面曲率對 試驗結果的影響后，一方面作出了轉鼓直徑應在 ～ 3m之間的規(guī)定；另一方面指出，在不同直徑的轉鼓上測得的輪胎滾動阻力值也不同，并給與了校正公式。 對內(nèi)支撐試驗臺而言，離心力的作用可使車輪胎面很容易地固定于試驗臺面。 當輪胎等效系統(tǒng)滾動時，對應的“彈簧 阻尼單元”便開始做功，并將其轉化為熱，所產(chǎn)生的彈性 遲滯阻力等于消耗的阻尼與行駛距離之比。 研究內(nèi)容 本設計采用的是單滾筒轉鼓試驗臺，采用這個方法可以對新胎的滾動阻力進行比較，測試時輪胎垂直于轉鼓外表面且以穩(wěn)定的狀態(tài)向前自由滾動，而車輪所受的垂直載荷則由液壓加載機構進行控制。 輪胎轉鼓試驗臺的功用 由于輪胎是汽車性能的最終體現(xiàn)者 ,為了滿足汽車的各項性能要求 ,幾十年來對輪胎進行了多方面的試驗研究 ,并不斷完善試驗方法和標準 ,滿足了現(xiàn)代汽車高速、安全等使用要求。s Degree Design of the Testbed for Elasticity Tyre Rotary Drum Candidate： Specialty： Vehicle Engingeering Class： 071 Supervisor： Associate Prof. Heilongjiang Institute of Technology 20xx06研究表明，克服輪胎滾動阻力消耗燃油占普通汽車總油耗的10%以上，減小輪胎滾動阻力可以降低汽車能耗，使汽車行駛的距離更遠，效率更高。 近年來，我國在輪胎試驗機的設計研究方面也有了很大的進展，出現(xiàn)了多家自行研制和開發(fā)輪胎試驗機的單位和 企業(yè)，開發(fā)出多種類型的輪胎實驗機，如廣州市橡膠工業(yè)制品研究所的雙二位輪胎耐久高速試驗機，天津賽象科技股份有限公司的輪胎高速 /耐久試驗機，國家輪胎質(zhì)檢中心及廣東汕頭橡塑機械所聯(lián)合研制的輪胎強度脫圈靜負荷試驗機等。對這樣一個過程，可用圖 所示的 輪胎等效系統(tǒng)模型來加以解釋。 輪胎轉鼓試驗臺的類型 選擇 根據(jù)滾動面情況的不同，輪胎試驗臺基本上可分為三種類型 [2]（見表 的說明） ： ； ； 。實驗中測出驅動輪胎的轉矩 tT 和作用于轉鼓的制動力矩 dT ，則滾動阻力系數(shù) f 為 )( rRWr rTRTf dt ??? （ ） 式中 ： tT — 驅動輪胎的轉矩 ； dT — 轉鼓的制 動力矩 ； R — 轉鼓的半徑 ； r — 輪胎的動力半徑 ； W — 作用于輪胎上的垂直載荷 。 試驗步驟 （ 1） 磨合 為了保證測量結果的重復性，早開始試驗之前，應使輪胎有一個初始的磨合過程，然后再使之冷卻。同時也分析了滾動阻力對汽車底盤輸出功率測定值的影響 。 標準電動機的容量由額定功率表示，所選電動機的額定功率應等于或稍大于工作要求的功率，容量小于工作要求，則不能保證工作機正常工作，或使電動機長期過載，發(fā)熱大而過 早損壞，容量過大，則增加成本，并且由于功率和功率因數(shù)而造成浪費。 查《機械設計手冊》得電動機的技術參數(shù)，如表 所示，電動機的安裝及外形黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 尺寸，如圖 及表 所示。解決的辦法是建議用戶另外增加轉速傳感器（如 NJ0、 NJ1D、 NJ2等）或者在傳感器上 增加一個轉速傳感器（如NJ NJ4 等），因為是磁電式傳感器，在轉速過低時仍然不能保證轉速的正確測量。系統(tǒng)的電磁鐵動作順序如表 所列。 表 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 （摘自 GB/T23481993） (mm) 8 40 125 （ 280） 10 50 （ 140） 320 12 63 160 （ 360） 16 80 （ 180） 400 20 （ 90） 200 （ 450） 25 100 （ 220） 500 32 （ 110） 250 4．液壓缸壁厚和外徑的確定 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 表 工程機械用液壓缸外徑系列 缸徑 /mm 液壓缸外徑 /mm p 16MPa 20 25 40 50 50 50 54 50 60 60 60 63 76 76 83 83 80 95 95 102 102 90 108 108 108 114 100 121 121 121 127 110 133 133 133 140 125 146 146 152 152 由上表確定外徑 D=95mm,則壁厚 ???2 8090? 5．液壓缸缸底厚度確定 選擇缸底為平面型，則厚度 1 可以按照四周鑲住的圓盤強度進行近似計算 ,則 1 () 式 中 ： D2 近似認為為液壓缸內(nèi)徑 D ， m ； P—筒內(nèi)最大工作壓力， MPa ,取 P ； p—筒底材料許用壓力， MPa ,取npp ?? ?； b—缸筒材料的抗拉強度， MPa ； n—安全系數(shù)，取 n=5 ； 即代入 10 8 ?????mm ,取 1=9mm 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 26 表 p 的關系 工作壓力 p/MPa 10 20 20 速度比 ； 2 2 （ 2）活塞桿結構的確定 活塞桿有實心桿和空心桿兩種，如圖 所示，本試驗臺液壓缸活塞桿采用實心結構，一端經(jīng)螺母與活塞相聯(lián)接，另一端由螺釘與法蘭盤聯(lián)接。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 29 桿強度校核 ssndF ??? ??239。 ③ 端面 A、 B 與直徑 d 軸心線的垂直公差值，應按 7 級精度選取。 （ 1）缸筒的材料（如圖 所示） 工程機械、鍛壓機械等工作壓力較高的場合，常用 3 45 號鋼的無縫鋼管。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 30 當液壓缸支撐長度 LB (10 15)d 時，需驗算活塞桿彎曲穩(wěn)定性 Fk=2261 10BLKIE ?? （ ） 式中： Fk—活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮 力， N ； E1—實際彈性模數(shù)， E1= MPa ； I—活塞桿橫截面慣性矩，對于圓形截面 I=644d? ； K—液壓缸安裝及導向系數(shù)，查表取為 K=1 ； LB—伸長時總長度， m ； 若 Fmax sKnF? ,式中 ns 為屈服極限安全系數(shù)， ns 6，則滿足要求。其中較可靠的方法是在液壓缸上設置排氣塞（排氣閥），排氣塞的位置一般放在液壓缸的端部，雙作用液壓缸則應設置兩個排氣塞。外側裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。 技術特點 ① 加載液壓系統(tǒng)采用定量泵供油，復合缸加載，通過液壓缸的面積變化實現(xiàn)快慢速自動轉換，減小了液壓泵的流量規(guī)格，減小了試驗期間的 能耗。這里主要對電液比例加載系統(tǒng)進行設計、分析。這兩組交流電信號的頻率相同且與軸的轉速成正比，因此可以用來測量轉速。 kw05 46 ??? 總? wd PP （ ） 式中： Pd—工作機實際需要的電動機輸出功率， kw； η 總 —電動機至工作機之間傳動裝置的總效率。 ③ 根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護方式，選擇電動機的結構型式。這種損失即為彈性物質(zhì)的遲滯損失。 轉鼓表面應為光滑的鋼制表面或有紋理的表面，轉鼓表面應保持清潔。由于弧形支撐面的影響，所有的支撐試驗臺基本上都存在測量誤差。由于部分滑動引起輪胎磨損，其能量被轉換成熱，由此產(chǎn)生了車輛動力傳動系統(tǒng)不得不克服的附加阻力。為研制開發(fā)滾動阻力系數(shù)試驗裝置提供理論參考。室內(nèi)外試驗方法各有其優(yōu)缺點。 輪胎轉鼓試驗臺是根據(jù)車輪的實際工作狀態(tài)，開發(fā)可以模擬汽車實際使用狀態(tài)的摩擦系數(shù)測定系統(tǒng)，探討了轉鼓試驗臺的結構特點，建立了車輛行駛阻力在道路上和轉鼓試驗臺上等值轉換的試驗方法，闡述了轉鼓試驗臺的總體設計。而汽車輪胎是汽車重要的部件之一，它的性能對汽車的牽引力、制動性、行駛的平穩(wěn)性、平順性、越野性和燃料經(jīng)濟性都有直接的影響，所以說輪胎的性能直接影響汽車的使用性能。 輪 胎轉鼓試驗臺的發(fā)展情況 80 年代中期起，隨著我國加速發(fā)展子午線輪胎的需要，少數(shù)輪胎生產(chǎn)企業(yè)從美國、日本和德國引進了帶有滾動阻力試驗工位的轉鼓式輪胎試驗機，結合開發(fā)新型子午線輪胎和剖析外國輪胎樣品進行了一些輪胎滾動阻力試驗。 1．彈性遲滯阻力 胎體變形所引起的輪胎材料遲滯作用是造成輪胎滾動阻力的主要原因。整車道路測試的優(yōu)點是：道路狀況和基本條件是真實的，但由于輪胎重復試驗所必要的外部環(huán)境，如天氣、道路及交通條件等外在因素的干擾和不定性，測試中很難保證指定的試驗參數(shù)。 本設計選用的就是外支撐試驗臺。 5． 試驗條件 本項試驗的內(nèi)容為在一定的輪胎充氣壓力下測量輪胎的滾動阻力，在試驗過程中，允許輪胎氣壓有所增大（封閉式氣壓） 。因此如果以底盤測功機作為法定計量設備，其滾簡直徑、中心距、表面處理以及加載方式必須標準化。對于交流異步電動而言，其轉速為pfn 60?（ 1s） (r/min)。 4． 估計電動機的轉矩 發(fā)動機轉矩 T=120N m,且 T， =T i0 ig/2 （ N m） 式中： i0—主減速器傳動比，取 i0=4； ig—變速器傳動比，取 ig=4 。其中，外齒輪、內(nèi)齒輪是齒數(shù)相同互相脫開不相嚙合的?？焖傧滦薪Y束時，電磁鐵 3YA 通電使換向閥3切換至右位置， b腔與 a 腔連通，缸的作用面積由 Aa增大為 Aa+Ab,液壓泵的壓力油同時進入缸的 a 腔與 b 腔， 故系統(tǒng)自動轉入慢速加壓過程（加載試驗）， c 腔經(jīng)閥 5和閥 6 向油箱排油。 3．液壓缸的內(nèi)徑計算 本試驗液壓缸的設計按慢下加載過程計算 設計。 （ 1）活塞桿直徑的確定 查機械設計手冊由表 系數(shù) ? 的推薦值，取 ?? ，故 d=40mm(且符合GB/T3211980)， 此時 ， 液壓缸活塞往復運動時的速 比 2222112 ????? dD DAAvv? ，符合表 要求規(guī)定。 液壓缸主