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摩擦磨损系统基于LabVIEW的摩擦磨损试验机智能测控系统

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0 引言

  摩擦材料是汽车制动系统必不可少的功能材料。用摩擦材料制成的刹车片,不但直接影响汽车的操作性、可靠性和舒适性,而且很大程度上影响其安全性。因此摩擦材料的性能在汽车行业中一直受到高度重视。而性能良好的摩擦磨损试验机则是摩擦材料性能测试必不可少的工具。

  摩擦磨损试验机的性能在很大程度上取决于其测控系统的性能优劣。利用计算机软件对试验过程进行自适应控制以及模糊控制等规律控制,实现试验参数的实时获取,并以曲线或表格的形式动态呈现实时参数等已成为测控领域的整体发展趋势。本文利用LabVIEW语言编写了测控系统程序,该测控系统实现了试验参数的实时测量,可以对数据进行滤波和嵌入C语言进行复杂数据处理;可对实时参数进行曲线显示、存储和报表处理;编制的系统软件具备人机对话功能,操作简单、方便。是智能的人机交互系统。该测试系统可进行恒载荷和恒转矩类型的多种摩擦磨损试验。

  1 摩擦磨损试验机介绍

  该摩擦磨损试验机又叫Chase试验机,主要用于对汽车制动衬片的安全情况及摩擦磨损特性做出报告。用于SAEJ661和ISO7881等标准,对摩擦材料进行分级及质量控制。

  1.1 摩擦磨损试验机的基本要求

  为达到试验规定的要求,测控系统必须具备以下功能:测量精度满足GB/T17469-98的要求;可满足高速、高温、高载荷下的测试要求;能完成试验过程中的转速、压力、温度等试验参数的设定及摩擦正压力、摩擦力矩、转速、摩擦转盘温度、汽缸进口压力等性能参数的测量;对测量参数与其设定值进行比较,形成闭环控制,使转速、压力和温度维持在试验要求范围内;能实时显示、记录试验过程中的相关数据并生成报表。

  同时,试验过程中摩擦块与试验盘之间应始终保持贴合状态,无振动现象;试块装卡应便利、可靠,无松缓、卡死现象。

  1.2 摩擦磨损试验机的试验环节

  该试验台可完成恒转矩试验和恒载荷试验。恒转矩试验要求系统通过自动调整比例阀来控制输出压力的大小,使转矩保持恒定。恒载荷试验则要求输出压力始终为恒定值。这其中根据加载的连续与否可分为:断续拖磨和连续拖磨,该试验机中跟据国标所进行的预处理试验、终处理试验、磨损试验和恢复试验都是断续拖磨;而第一次衰退试验和第二次衰退试验则属于连续拖磨。

  2 试验机测控系统的硬件设计

  2.1 试验机测控系统的硬件构成

  测控系统的硬件构成如图1所示。

测控系统的硬件构成

  系统中调速电机通过变频器可进行无级调速,输出气压的大小通过调整比例阀的大小来控制。加热开关、风机开关和压力开关则分别通过相应的继电器进行控制。

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