九通道安全带固定点强度试验台

　　一：设备简介：

　　九通道安全带固定点强度试验台能方便、科学合理实现轻卡、中卡、重卡、客卡和乘用车座椅下文所列标准中的安全带固定点强度试验。

　　九通道安全带固定点强度试验台是用于评价汽车座椅安全带固定点、座椅强度等的试验系统，设备采用通道液压缸作为执行器，采用全数字闭环实时控制，可进行位置控制、力控制。

　　高强度：台架整体具有足够的强度、刚度、稳定性和可靠性。

　　高精度：台架安装表面整体精加工，保证安装定位准确，提高整个试验台机构的装配精度和测量精度。

　　耐腐蚀性：试验台整体具备良好的耐腐蚀性，能防止其在长时间在高湿度环境产生锈蚀和运行异常。

　　疲劳强度设计：关键零部件均进行强度和刚度校核，满足疲劳和试验台寿命设计，能杜绝疲劳断裂、变形等异常现象发生。

　　外观整洁：试验台安装表面进行精加工处理，整体应易清洁、美观。

　　安装方便：试验台整体结构稳定要好，具有强的抗倾翻能力。台架平面重量分布均匀，稳定好。

　　细节设计：台架加工件均去除毛刺、飞边，避免锐角、利棱等尖锐物品对人员的危害。

　　二：适用标准

　　满足以下标准中关于安全带固定点静强度的试验需求：

　　(1)GB14167-2013《汽车安全带安装固定点》中5.4安全带固定点试验方法及标准中5.6对ISOFIX固定点强度的静态试验的要求。

　　(2)GB 15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》中5.3.2的要求。

　　(3)GB 13057-2014 《客车座椅及其车辆固定件的强度》

　　(4)ECE R14 FMVSS 207、210、225中要求的汽车安全带固定点强度试验。

　　(5)大众EP 84 310.04 EP 84 310.06 EP84 310.08及相关企业标准。

　　三、 设备组成

　　设备主要包含以下几部分：

　　设备主体台架、液压油源、控制柜、人体模块、测量控制系统及软件、铸铁平台、带门透明亚克力安全围挡等。

　　四、电源供给

　　交流/单相 380(1±15%、VAC/50Hz

　　1.4. 作动缸

　　1、 液压缸数量9个，液压缸负载3T的9个，行程1000mm;

　　2、 液压缸加载速度：2秒内加载到预设置出力，空载最快移动速度≥320mm/s;

　　3、 加载力保持时间：0.2s～120s无级可调;

　　4、 超调量误差：加载目标的±1%以内;

　　5、 同步性：同步试验时同步误差在加载目标的±1%以内;

　　6、 控制方式：位移控制和负荷控制;两种全数字闭环实时控制方式，无扰动切换;9组作动器可单独或同步加载，可多通道并行独立完成测量、显示、打印。

　　7、 伺服缸采用静压支撑的密封形式，密封性能好，在低速摩擦系数小，起动功率小。

　　8、 为方便试验准备工作，提供一套遥控操作手柄，可实现对所有定位电机的手动遥控操作。

　　9、 客车座椅推力工装满足GB 13057-2014客车座椅及其车辆固定件的强度标准试验工装。

　　⑴ 液压缸：

　　Ø 结构形式： 双出杆对称缸

　　Ø 密封形式： 间隙密封(低摩擦，长寿命)

　　⑵ 速度传感器：

　　Ø 生产厂家： PCB;型号： 3711B122G

　　作动器结构特点：

　　l 系统采用消隙装置，力值自动定心，减小侧向力，降低拉压试验时的冲击，改善试验波形。伺服直线作动器两端采用球铰关节支座结构，最大限度的减少来自被试件侧向力对作动器的损伤，关节支座结构采用模块化设计，拆除后可以进行后法兰连接，关节支座轴承间隙磨损后可调整，保证试验系统运转灵活。结构类似美国MTS公司249 Swivel Base。

　　l 结构型式：双出杆，双作用;参照国际公司MTS的伺服直线作动器结构特点，采用对称四通伺服阀控对称(非对称)作动器原理设计。

　　l 伺服直线作动器活塞杆的支撑打破传统设计，采用非金属支撑、大间隙设计、高抗侧向力，具有高速不烧结自润滑的特点。多级支撑组合导向机构，起动压力小于0.3MPa，无爬行现象。

　　l 组合密封，高压密封，低压密封及间隙回管，油缸总成作到无渗漏油。组合密封结构具有良好的互换性，方便维修。

　　l 位移传感器采用美国MTS公司磁致位移传感器，特点：具有无摩擦运动和真正的无限分辨率。精度高，可靠性高，位移传感器内置于活塞杆内，运动灵活不受外来干扰。

　　l 作动器活塞采用整体式活塞，特殊热处理工艺，活塞杆简采用超精加工，表面镀铬抛光达Rα0.4u，保证作动器高可靠性。

　　1.1. 液压系统

　　1) 压泵站控制面板上均能够显示该泵站单元的液压油温度、液压油液面、液压油压力等参数;

　　2) 液压油源过滤精度：≤3微米，具有回油油样采集口;

　　3) 具有独立液压源冷却系统，采用水冷;

　　4) 油箱及电机底座应加装减振垫，采用油浸式电机，满负荷工作时总体噪声低于75dB(空间任意位置测量距油泵1米);

　　5) 所有压力表需耐高压、防振;

　　6) 液压泵站具有远程和就地两种控制方式;

　　7) 具有急停装置，使用后系统自动泄载。

　　本系统采用液压泵和蓄能器联合供油，液压泵只提供振动需要的平均流量，而高于平均流量部分由蓄能器提供。

　　主要参数包括工作压力、油箱容积、流量、电机功率等。这些参数需要根据试验台的负载、工作台面的运动速度等指标选取。

　　液压泵站也有其自身的电控箱及保护系统，电控箱上集成了液压泵站的控制按扭、压力表、保护系统警示灯等。通过电控箱上的控制按扭，可以手动控制液压泵站的各种工作状态，主要有启动、停止、中位等。

　　液压泵站自身的保护主要有以下几点：

　　Ø 过压保护——液压系统压力超过21MPa，过压保护警示灯亮，蜂鸣器响;

　　Ø 过热保护——油温超过60℃，过热保护警示灯亮，蜂鸣器响;

　　Ø 滤油器堵塞保护——压力油滤油器堵塞、回油滤油器堵塞时，滤油器堵塞保护警示灯亮，蜂鸣器响;

　　Ø 急停按扭——系统出现故障，按急停按扭，系统卸荷，油压降为零。

　　液压泵站结构简图

　　蓄能器组件

　　蓄能器组件由高压过滤器、小蓄能器、单向阀、压力表组成，如图11所示。从泵站电液换向阀出来的液流经过10µm的高压滤油器后，清洁、压力稳定的液压油进入伺服阀，伺服阀回油再经过单向阀和蓄能器产生稳定的背压，从面提高活塞运动平稳性，并降低波形失真。蓄能器需充氮气7MPa。

　　蓄能器结构简图

　　分配器

　　液压分配器作为液压源与液压缸的接口模块，具有如下功能：

　　⑴分配器为作动器供油;

　　⑵单独调节伺服阀先导阀供油压力;

　　⑶具有应急截止功能;

　　(4)导阀的供油的过滤。

　　液压分配器的结构和原理见图。

　　液压分配器

　　液压管路

　　管路系统按照液压油的压力和流量设计。主要内容包括：

　　Ø 供油、回油管路、接头及管夹;

　　Ø 高压软管能连续承受30MPa压力;

　　Ø 液压源与主分配器的连接处设有截止阀，便于维修;

　　Ø 通径50mm以下的硬管全部采用不锈钢管;其余管路采用碳钢管，碳钢管外表面喷漆，内部经酸洗、中和、钝化和涂油处理;

　　Ø 在发货以前进行清洁、冲洗和密封。

　　1.2. 主体台架

　　1) 机体台架上每个横梁通过远程控制电机带动升降机构进行垂直高度调节，每个横梁上安装有3个液压缸，横梁上下间距≤290mm;

　　2) 最下方横梁上的作动器调整到最低点到试验平台的距离≤200mm;

　　3) 每个液压缸可水平位置调整，最小间距≤290mm，调整后可锁紧;

　　4) 每个液压缸的重量都需要有平衡机构消除液压缸重力的影响以及调节缸的加载角度，液压缸俯仰角度范围-30°至﹢10°;

　　5) 试验台系统采用液压伺服系统，由统一的油源和分油器对各通道供油。系统共包含9个试验通道，分为上、中、下三组，每组3个通道。其中上组通道用于上人体加载，中间通道用于下人体加载，最下组通道用于通过座椅质心加载。每组通道高度可同时调整，左右方向可单独使用直线导轨手动调节。九个加载通道采用液压伺服控制，既可以单独试验，也可以任意组合成多通道同时加载试验，实现载荷同步。每个通道包含位移和载荷两种控制方式。设备具有电气过载保护、载荷传感器过载保护装置。

　　组成：由1套工作台底座、4根立柱，2根侧梁，1根主跨大梁，1根水平侧梁、水平加载梁等组成。

　　1、为结构试验提供多功能综合反力框架;

　　2、多功能综合反力架采用自平衡概念设计;

　　3、根据不同的试验，反力架横梁液压升降自由调节;

　　4、为加载设备、结构试件预留相应的安装连接;

　　5、可抵抗偏压柱试验、复杂节点加载试验时产生的水平反力。

　　6、反力架采用Q345-B结构钢;

　　7、上横梁配有独立的升降系统，上横梁升降操作便捷，安全。

　　8、试验空间大，且高度空间可调整，

　　9、立柱与底座间紧密接触，这样可以在试验过程中尽量减少立柱的伸长对试验结果的影响。整体框架构造及其每个部件都进行有限元分析，并根据分析结果反复进行结构的优化设计，以达到较满意的效果。

　　10、横梁通过安装在两立柱上的螺栓调整其垂向位置，操作简单，调整到试验位置后，通过螺栓进行定位锁紧，消除间隙。为了保证横梁升降的稳定性和安全性，对升降横梁用加强螺栓定位。

　　11、横梁配有独立的升降机构，两侧固定有升降用举升油缸，通过控制举升油缸的升降来完成对试验空间的无级调整。

　　1.3. 传感器

　　1) 力传感器9个±3T量程，载荷精度：0.5%FS

　　1.1. 试验模块及夹具

　　1) 上人体模块3套

　　2) 下人体模块(大)2套

　　3) 下人体模块1套

　　4) 座椅20倍工装 3套

　　5) ISOFIX试验变形检测工装 3套

　　6) 钢丝绳500mm 9根

　　7) 钢丝绳1000mm 9根

　　8) 钢丝绳1500mm 9根

　　1.2. 液压缸位置调节

　　1) 液压缸的高度调整电动调节;

　　2) 通过行程开关保证每个横梁之间的最小间隙;

　　3) 配有遥控器显现远程操作。

　　1.3. 控制柜

　　1) 控制柜采用标准机柜，美观、整洁，便于维护;

　　2) 控制柜外置航空插头，方便快速插拔;

　　3) 工业控制计算机及数据采集控制组件需集中放置在标准机柜中，工业控制计算机采最低配置为：CPU双核，8G内存，1T硬盘，19吋液晶显示器。

　　1.4. 软件及控制

　　1) 软件对试验过程的自动控制、检测结果的自动保存。

　　2) 系统采用windows平台，可以根据测试标准设置各种测试参数，可以方便地查找数据库中保存的数据和曲线，对测试报告进行评估和编辑。

　　3) 设备具备时间控制功能：在规定时间内力值需同步到达，并进入保持阶段。

　　4) 设备具有灵活的人机操作界面，中文操作，识别画面表示，界面友好;要包含硬件测试、传感器的标定、参数控制、数据分析等功能，分权限操作(操作员/工程师)

　　5) 测试报告是标准化的，输出测试数据准确、规范。

　　6) 开放式程序(开放式的标准程序、不同的控制模式、多功能性的试验方案)

　　7) 采用全数字闭环实时控制，可进行位置控制、力控制并且能进行力控制、位置控制的相互平稳转换。

　　8) 免费对设备软件升级。

　　通讯及远程控制开放协议，可远程控制、数据采集、通讯、联动报警与记录;

　　可做多台机器同步控制

　　1.5. 影像数据采集及存储系统

　　1) 可同时多路录像、存储、回放，并且可以获取外部触发信号。影像数据采集需配备三脚架，三脚架上使用2射灯，以实现高质量的视频录制。

　　2) 硬盘录像机：1套，可变焦镜头：3台

　　3) 硬盘录像机：输出格式：.avi，可同时多路录像(3路)，多路回放;

　　4) 操作界面：16位真彩色图形化操作界面，画面显示：1/4/8，网络视频输入：数字,8*1080P，图像编码：H.264;

　　5) 录像方式：手动或自动，录像系统需要与设备连接实现自动触发

　　6) 录像查询：时间地点检索，日历检索、通道检索

　　7) 备份方式：网络备份、U盘、USB移动硬盘

　　8) 摄像头：镜头可变焦2.8-12mm，水平视场角：80°-25°，帧率300万，50Hz

　　9) 控制界面和录像系统分屏显示。

　　1.6. 铸铁平台

　　底平台为有纵横T型槽的铸铁平台。该平台采用高强度铸铁HT250铸造，平台经过去磁和稳定性处理，该平台精度高，耐磨性好，尺寸要求：不低于3000mm*7000mm*140mm。

　　1.7. 伺服阀

　　满足加载速度和控制要求。三级电液伺服阀：

　　Ø 型号： SF02-系列(先导阀：力士乐)

　　1.8. 安全防护设施

　　1) 具备声光指示及报警功能，系统故障自动报警;

　　2) 发生报警时，工控机显示异常内容、故障原因、解决办法等信息，便于发生故障时及时解除;

　　3) 设漏电保护器，具备漏电、过载、过电流等必要保护装置;

　　4) 安全护栏需采用铝型材+亚克力版形式，高度不小于2200mm，且应能围挡整改试件安装区域。

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