機(jī)械工程測試裝置設(shè)計(jì)的創(chuàng)新

1、<p>　　機(jī)械工程測試裝置設(shè)計(jì)的創(chuàng)新</p><p>　　摘要：機(jī)械工程測試裝置是對(duì)系統(tǒng)測試參數(shù)進(jìn)行測量與分析的平臺(tái)，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)可以同時(shí)測試機(jī)構(gòu)、液壓、動(dòng)壓滑動(dòng)軸承等系統(tǒng)的綜合測試平臺(tái)，能夠測試并分析壓力、噪音、溫度等參數(shù)，使測試儀器與系統(tǒng)的信號(hào)獲取、數(shù)據(jù)處理、分析計(jì)算、結(jié)果評(píng)定輸出等融為一體。文章在介紹機(jī)械工程測試裝置總體結(jié)果設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加載液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)等進(jìn)行了分析闡述，并對(duì)測

2、試裝置的功能進(jìn)行分析，以創(chuàng)新機(jī)械工程測試裝置的設(shè)計(jì)理念和方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)械工程 測試裝置 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 </p><p>　　目前常見的機(jī)械工程測試裝置僅僅能夠?qū)C(jī)構(gòu)系統(tǒng)或是加載液壓系統(tǒng)等單一系統(tǒng)進(jìn)行測試和分析，還很難對(duì)多個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行綜合性、系統(tǒng)性的測量和分析，因此在實(shí)際應(yīng)用中的效果和價(jià)值難以令人滿意。創(chuàng)新機(jī)械工程測試裝置的設(shè)計(jì)，目的在于將多領(lǐng)域多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行綜合

3、性、系統(tǒng)化的實(shí)踐運(yùn)用，使各領(lǐng)域知識(shí)之間產(chǎn)生更為深刻而緊密的聯(lián)系，并更好的服務(wù)于實(shí)際應(yīng)用。本文中的機(jī)械工程測試裝置，創(chuàng)新性的集合了機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)，能夠?qū)Χ喾N參數(shù)實(shí)現(xiàn)高效的測試與準(zhǔn)確的分析，在獲得數(shù)據(jù)變化情況的同時(shí)獲得分布曲線，以供論證和分析。 </p><p>　　1、機(jī)械工程測試裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì) </p><p>　　1.1總體結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì) </p><p

4、>　　文中所引的機(jī)械工程測試裝置設(shè)計(jì)原理為：在啟動(dòng)變速電機(jī)開關(guān)后，變速電機(jī)立刻開始轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，該變速電機(jī)可調(diào)速范圍在120轉(zhuǎn)/分到1200轉(zhuǎn)/分之間，可借助變速電機(jī)調(diào)速控制按鈕對(duì)變速電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，通過光電轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)時(shí)測量變速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由數(shù)據(jù)輸出接口將采集到的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、評(píng)定以及描述；按下急停開關(guān)后系統(tǒng)退出工作狀態(tài)，以確保工作人員安全；電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)構(gòu)變速箱和軸承變速箱，機(jī)構(gòu)變速箱為二級(jí)變速，

5、由直齒和圓錐齒組成，借助皮帶帶動(dòng)機(jī)構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，手柄右傾時(shí)是空擋，左傾時(shí)機(jī)構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)速保持電機(jī)轉(zhuǎn)速的1/12，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速可間接控制機(jī)構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)速在0-600轉(zhuǎn)/分之間，軸承變速箱為三級(jí)變速，借助聯(lián)軸器連接軸承箱，手柄右傾時(shí)是空擋，處于中間時(shí)軸承與電機(jī)保持相同轉(zhuǎn)速，左傾時(shí)軸承轉(zhuǎn)速保持電機(jī)轉(zhuǎn)速的1/6，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速可間接控制機(jī)構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)速在0-1200轉(zhuǎn)/分之間；軸承施壓加載依靠可視液壓回路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，加載壓力顯示由加載壓力表實(shí)現(xiàn)，按下液壓泵電機(jī)開

6、關(guān)后，從液壓箱油箱中吸油，通過調(diào)節(jié)先導(dǎo)溢流閥來控制系統(tǒng)壓力，或借助遠(yuǎn)程調(diào)壓來調(diào)整系統(tǒng)壓力，由調(diào)壓閥壓力表顯示調(diào)壓閥壓力，對(duì)電磁鐵2D</p><p>　　整套機(jī)械工程測試裝置既可以進(jìn)行綜合性測試，也可以單獨(dú)測量，或是相互測量。單獨(dú)對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)測量時(shí)將滑動(dòng)軸承變速箱保持空擋，使液壓泵電機(jī)開關(guān)斷開，并使機(jī)構(gòu)變速箱手柄左傾即可實(shí)現(xiàn)；單獨(dú)對(duì)液壓系統(tǒng)測量時(shí)將液壓泵電機(jī)開關(guān)閉合，并斷開變速電機(jī)開關(guān)即可；如果需要同時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)和

7、動(dòng)壓滑動(dòng)軸承測量，只需閉合變速電機(jī)開關(guān)和液壓泵電機(jī)開關(guān)，使機(jī)構(gòu)變速箱保持空擋，并調(diào)整軸承變速箱手柄即可實(shí)現(xiàn)；如果需要同時(shí)對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)測量，只需閉合變速電機(jī)開關(guān)和液壓泵電機(jī)開關(guān)，使動(dòng)壓滑動(dòng)軸承變速箱保持空擋即可；如果需要同時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)以及動(dòng)壓滑動(dòng)軸承測量，只需閉合變速電機(jī)開關(guān)和液壓泵電機(jī)開關(guān)，軸承變速箱和機(jī)構(gòu)變速箱不處于空擋即可實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　①軸承箱；②軸承變速箱；③機(jī)構(gòu)變速箱；④

8、機(jī)構(gòu)；⑤信號(hào)輸出接口；⑥變速電機(jī)開關(guān)；⑦液壓泵電機(jī)開關(guān)；⑧變速電機(jī)調(diào)速控制按扭；⑨急停開關(guān)；⑩變速電機(jī)；以下按次序?yàn)橐簤合?、液壓泵電機(jī)、可視液壓回路、電磁鐵2DT開關(guān)、電磁鐵 IDT開關(guān)、調(diào)壓閥、先導(dǎo)溢流閥、加載壓力表、調(diào)壓閥壓力表。 </p><p>　　1.2 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì) </p><p>　　機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的在于對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行深層次的解讀，本文引用的機(jī)械工程測試裝置中的機(jī)

9、構(gòu)系統(tǒng)選擇的是可組可卸式。以四桿機(jī)構(gòu)向六桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)化為例，原四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成較為簡單，其中連桿的輸出軌跡構(gòu)成軌跡曲線，最終組成新的六桿機(jī)構(gòu)，分析六桿機(jī)構(gòu)的輸出軌跡可以得知六桿機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)建上點(diǎn)的軌跡與對(duì)應(yīng)的原四桿機(jī)構(gòu)連桿上點(diǎn)的軌跡相同，是通過曲線移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)四桿機(jī)構(gòu)向六桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化的。在這一過程中，機(jī)構(gòu)連桿的位移、角速度等參數(shù)可以借助傳感器進(jìn)行測量。 </p><p>　　1.3 液壓系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì) </p&g

10、t;<p>　　文中所用的機(jī)械工程測試裝置中的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為：液壓系統(tǒng)與軸承箱連接，通過先導(dǎo)溢流閥對(duì)液壓系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，由動(dòng)壓滑動(dòng)軸承為液壓系統(tǒng)提供所需強(qiáng)度的壓力，旋轉(zhuǎn)動(dòng)壓滑動(dòng)軸承即可使壓力彈簧發(fā)生一定程度的形變，從而產(chǎn)生適合的壓力。與此同時(shí)，先導(dǎo)溢流閥與遠(yuǎn)程調(diào)壓閥借助遙控口實(shí)現(xiàn)連接，可以借助遠(yuǎn)程調(diào)壓閥對(duì)液壓系統(tǒng)壓力進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，使壓力保持在合適的壓力范圍內(nèi)。如果將先導(dǎo)溢流閥壓力加到最大，對(duì)電磁鐵1DT開關(guān)通電，連接遠(yuǎn)程

11、調(diào)壓閥與先導(dǎo)溢流閥，即可通過調(diào)節(jié)手柄來控制液壓系統(tǒng)壓力；如果斷開電磁鐵1DT開關(guān)，對(duì)電磁鐵2DT開關(guān)通電，那么液壓系統(tǒng)將處于卸荷狀態(tài)，壓力近乎為零。另外，為了對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)施的采集和監(jiān)測，在該液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中對(duì)先導(dǎo)溢流閥出口處設(shè)有紅外測溫儀以及流量傳感器，而且軸承系統(tǒng)的載荷根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)整。 </p><p>　　1.4 動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的創(chuàng)新設(shè)計(jì) </p><p>　　整個(gè)機(jī)械

12、工程測試裝置共配備有若干個(gè)傳感器對(duì)外載荷、油膜壓力等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和采集工作，直接將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接到實(shí)驗(yàn)臺(tái)測試控制系統(tǒng)上，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、處理、顯示等操作。動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)，將軸承空套在主軸上，軸中間橫剖面均勻分布測壓孔，每個(gè)測壓孔分別與壓力傳感器連接，油液溫度數(shù)據(jù)選用紅外測溫儀監(jiān)測采集，摩擦力數(shù)據(jù)選用摩擦力傳感器監(jiān)測采集，由液壓系統(tǒng)對(duì)軸承加載壓力進(jìn)行調(diào)控，軸承載荷隨液壓油壓力提高而增加，通過外載荷傳感器對(duì)軸承加載壓力進(jìn)行測量和顯

13、示，因而十分穩(wěn)定和方便。利用接口技術(shù)將壓力傳感器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)采集到的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可得到壓力分布曲線，從而計(jì)算出動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的壓力分布情況和平均壓強(qiáng)。 </p><p>　　2、機(jī)械工程測試裝置的功能分析 </p><p>　　從上文介紹可知，該機(jī)械工程測試裝置可以對(duì)機(jī)構(gòu)、液壓等系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)測量或相互測量，或是進(jìn)行多系統(tǒng)的綜合測量，是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的測試平臺(tái)，能夠

14、對(duì)各系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量和準(zhǔn)確分析，功能十分強(qiáng)大。為了更好的保證該機(jī)械工程測試裝置的測量精確性，需要避免裝置工作狀態(tài)下的振動(dòng)和噪聲。因此，在該機(jī)械工程測試裝置設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)工作臺(tái)和傳動(dòng)裝置等部位設(shè)有專門監(jiān)測振動(dòng)和噪聲的傳感器，借助傳感器對(duì)振動(dòng)與聲波的測量來準(zhǔn)確的掌握振動(dòng)、噪聲情況，從而對(duì)其進(jìn)行有效控制。在壓力傳感器等其他傳感器的配合下，該裝置能夠?qū)毫Α⒛Σ亮?、流量、位移、轉(zhuǎn)速、溫度等測試內(nèi)容進(jìn)行實(shí)施準(zhǔn)確的測量，為測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析提供信息

15、，能夠滿足測試人員對(duì)參數(shù)數(shù)據(jù)的需求。 </p><p><b>　　3、結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，本文借助傳感器、虛擬平臺(tái)、機(jī)構(gòu)、測試等多方面技術(shù)和理論知識(shí)，創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性的機(jī)械工程測試裝置，與以往的測試裝置相比可以對(duì)多個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行測量和分析，很好的體現(xiàn)了現(xiàn)代測試技術(shù)的智能性、信息化和經(jīng)濟(jì)性特征，滿足了測試儀器與系統(tǒng)測量分析工作融為一

16、體的需求。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]封士彩.測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2008. </p><p>　　[2]江正風(fēng).測試技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2007. </p><p>　　[3]丁繼斌、封士彩.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制[M].北京：