轮胎耐久性测试台的设计

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摘要:该文设计了立式转鼓式轮胎耐久性测试台,由西门子直流调速系统实现轮胎的速度闭环控制,液压加载系统实现载荷闭环控制,结合PLC与工控机实现对试验机所要求的各种控制功能外,还能够通过人机界面实现试验程序的输入和编辑功能,以及试验数据的存储与打印。

关键词:轮胎耐久性;转鼓式;测试台

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)07-1737-02

Design of Tire Durability Test Bench

LIU Fei-fei, LIU An-qi

(School of Automation, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)

Abstract: This article designed a vertical rotate-drum tire endurance test bench. The closed-loop control of tire speed is achieved through Siemens DC drive system,and the closed-loop control of load is achieved through hydraulic loading system. PLC together with the IPC can realize a variety of control functions which the testing machine required, and through human-computer interface it can input and edit testing procedures, as well as store and print test data.

Key words: tire endurance; rorate-drum; test bench

轮胎是保证汽车行驶的主要部件,作为汽车唯一与路面直接接触的部件,其重要性是不言而喻的。汽车轮胎的性能直接影响到汽车的安全性。耐久性是轮胎性能的重要指标之一。由爆胎引发的交通事故屡见不鲜,已经成为高速公路交通事故的主要原因之一。因此对轮胎耐久性进行测试,是提高汽车安全性能的必要工作。本文设计的立式转鼓式轮胎耐久性能测试系统具有性能稳定,操作安全方便等特点。

1 系统总体结构与功能

本系统主要由转鼓系统,液压加载系统,控制系统及防护装置构成。系统总体结构如图1所示。

转鼓系统是以转鼓为主的路面驱动系统,由驱动直流电机通过皮带降速传动带动转鼓旋转,从而使转鼓外周表面上的轮胎以一定速度旋转。液压加载系统主要由液压系统和制动系统等组成,包括液压站、伺服阀块、加载油缸、气动三联件、气动电磁换向阀、气缸及刹车片等组成,给旋转着的车轮施加一定的作用力模拟汽车载重。控制系统包括直流调速闭环控制系统和主控制系统,其中直流调速闭环控制系统由直流调速装置完成,实现对转鼓系统中驱动直流无刷电机的控制,其使能的建立和撤销由主控制系统控制;主控制系统除能够实现对试验机所要求的各种控制功能外,还能够通过人机界面实现试验程序的输入和编辑功能,以及试验过程的状态打印、报警状态的打印、试验报告及试验结果的打印。

2 控制硬件结构设计

本控制系统主控制台由西门子S7-200系列PLC及功能模块、工控机、人机界面和打印机等组成。为了便于操作,系统显示器定制安装了触摸屏系统。硬件结构图如图2。

直流调速闭环控制系统由SIEMENS 6RM70直流调速装置完成,使转鼓表面线速度为0-200km/h,并实现无级调速,具备加速、减速运行能力。在总送电开关开启后,直流调速闭环控制系统的使能的建立和撤销由主控制台控制。直流调速系统电气原理图如图3。

3 软件设计

本系统软件部分主要包括PLC和工控机两部分。PLC通过RS485接口与工控机相连,PLC与工控机之间可以进行试验过程数据、系统参数设定、数据的传输。工控机系统能够将PLC系统中编制的试验程序上载并打印,系统参数的设定既能够在PLC系统实现,也可以在工控机系统实现。

工控机系统软件由VC编制,主要完成与PLC间的数据通讯以及各部分的使能控制。

液压部分软件PLC控制流程图如图4。

加压时,首先通过工控机或者触摸屏设定载荷值,电机驱动油泵经过伺服阀向油缸输送压力油使活塞杆伸出产生一定的作用力施加在轮胎上,加载压力由压力传感器测得。

4 结束语

本课题设计的轮胎耐久性测试台适合于名义直径为12-18英寸轮胎的耐久/高速性能试验,采用PLC与工控机系统实现分散采集集中管理的人机对话方式,操作界面友好,数据采集丰富,信号测量准确可靠,操作简便。

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