叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置和方法。本發(fā)明目的是提供一種叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置和方法,引入電慣量技術(shù),能夠精確地模擬叉車實(shí)際使用工況,更加全面的考核叉車驅(qū)動(dòng)橋。本發(fā)明的技術(shù)方案是:叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置,包括與驅(qū)動(dòng)橋主推端相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),以及兩個(gè)分別與驅(qū)動(dòng)橋兩輪端相連的負(fù)載機(jī)構(gòu);驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主推端電機(jī)、與主推端電機(jī)輸出軸相連的自動(dòng)變速箱、連接自動(dòng)變速箱和驅(qū)動(dòng)橋主推端的主推端傳動(dòng)軸、安裝于主推端傳動(dòng)軸上的主推端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器;負(fù)載機(jī)構(gòu)包括輪端電機(jī)、與輪端電機(jī)輸出軸相連的輪端減速機(jī)、連接輪端減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋輪端的輪端傳動(dòng)軸、安裝于輪端傳動(dòng)軸上的輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器。本發(fā)明適用于叉車驅(qū)動(dòng)橋考核。
【專利說明】叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及叉車試驗(yàn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】,特別是一種叉車驅(qū)動(dòng)橋特有工況的考核試驗(yàn) 裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 驅(qū)動(dòng)橋的性能及壽命直接關(guān)系到整車的性能及壽命。叉車因其特有的使用工況 (頻繁啟停和換向),使其驅(qū)動(dòng)橋不但要完成《驅(qū)動(dòng)橋臺架試驗(yàn)方法(QC/T533-1999)》規(guī)定 的各種穩(wěn)態(tài)加載疲勞試驗(yàn),還要求頻繁前進(jìn)后退換向?qū)X輪的沖擊壽命。因此許多國外叉 車使用企業(yè)加強(qiáng)了叉車驅(qū)動(dòng)橋在該方面的要求。由于目前國內(nèi)驅(qū)動(dòng)橋試驗(yàn)臺僅僅能夠完成 驅(qū)動(dòng)橋穩(wěn)態(tài)加載,不能對叉車特有的工況進(jìn)行考核,大大阻礙了國內(nèi)相關(guān)企業(yè)向國外擴(kuò)展 的進(jìn)程。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對上述存在的問題提供一種叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn) 裝置和方法,引入電慣量技術(shù),它不僅能夠完成國標(biāo)規(guī)定的驅(qū)動(dòng)橋性能、疲勞試驗(yàn),還能夠 模擬叉車頻繁前進(jìn)后退對齒輪的沖擊,精確地模擬叉車實(shí)際使用工況,更加全面的考核叉 車驅(qū)動(dòng)橋。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置,其特征在于:它包括與 驅(qū)動(dòng)橋主推端相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),以及兩個(gè)分別與驅(qū)動(dòng)橋兩輪端相連的負(fù)載機(jī)構(gòu),其中,
[0005] 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主推端電機(jī)、與主推端電機(jī)輸出軸相連的自動(dòng)變速箱、用于連接自 動(dòng)變速箱輸出端和驅(qū)動(dòng)橋主推端的主推端傳動(dòng)軸,以及安裝于主推端傳動(dòng)軸上用于檢測主 推端轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的主推端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器;
[0006] 負(fù)載機(jī)構(gòu)包括輪端電機(jī)、與輪端電機(jī)輸出軸相連的輪端減速機(jī)、用于連接輪端減 速機(jī)輸出端和驅(qū)動(dòng)橋輪端的輪端傳動(dòng)軸,以及安裝于輪端傳動(dòng)軸上用于檢測輪端轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn) 矩的輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器。
[0007] 它還包括:
[0008] 變頻器,分別與輪端電機(jī)和主推端電機(jī)相連,用于控制輪端電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和主推端 電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
[0009] 工控機(jī),通過以太網(wǎng)與變頻器相連,一方面向變頻器發(fā)送控制指令,控制輪端電機(jī) 和主推端電機(jī)的工作模式、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,另一方面接收變頻器上傳到數(shù)據(jù);通過以太網(wǎng)分別 與輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器和主推端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器相連,用于接收兩傳感器反饋的信息,并 以此來調(diào)節(jié)輪端電機(jī)和主推端電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
[0010] 叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)方法,其特征在于,包括:
[0011] S1、根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值設(shè)定輪端轉(zhuǎn)矩峰值、輪端轉(zhuǎn)速峰值、前進(jìn)后退檔位切換的時(shí)間 間隔,以及檔位切換次數(shù)值;
[0012] S2、控制主推端電機(jī)以某一初始速度工作于轉(zhuǎn)速模式,輪端電機(jī)工作于轉(zhuǎn)矩模式 用于慣量模擬以保證轉(zhuǎn)矩峰值達(dá)到步驟S1的設(shè)定值;
[0013] S3、主推端電機(jī)維持當(dāng)前檔位的時(shí)間到達(dá)前進(jìn)后退檔位切換的時(shí)間間隔時(shí),控制 自動(dòng)變速箱進(jìn)行前進(jìn)后退檔位的切換,然后控制主推端電機(jī)以某一初始速度工作于轉(zhuǎn)速模 式,輪端電機(jī)工作于轉(zhuǎn)矩模式用于慣量模擬以保證轉(zhuǎn)矩峰值達(dá)到步驟S1的設(shè)定值;
[0014] S4、判斷檔位切換次數(shù)是否達(dá)到步驟S1設(shè)定的次數(shù)值,若是,則結(jié)束;若否,則轉(zhuǎn) 至步驟S3。
[0015] 試驗(yàn)過程中,若輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器反饋的轉(zhuǎn)矩峰值小于步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn) 矩峰值,則控制主推端電機(jī)提高轉(zhuǎn)速,反之則控制主推端電機(jī)降低轉(zhuǎn)速,使輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳 感器反饋的轉(zhuǎn)矩峰值無限接近步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)矩峰值。
[0016] 試驗(yàn)過程中,若輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器反饋的轉(zhuǎn)速峰值小于步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn) 速峰值,則控制主推端電機(jī)提高轉(zhuǎn)速,反之則控制主推端電機(jī)降低轉(zhuǎn)速,使輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳 感器反饋的轉(zhuǎn)速峰值無限接近步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)速峰值。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將自動(dòng)變速箱引入到驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)鏈中,同時(shí)采用電 慣量技術(shù)(利用工作在轉(zhuǎn)矩模式的輪端電機(jī)模擬慣量),不僅能夠完成QC/T533-1999規(guī)定 的驅(qū)動(dòng)橋磨合、齒輪疲勞、差速疲勞等試驗(yàn),還能夠模擬叉車頻繁起停換向?qū)X輪造成的 沖擊,更真實(shí)的模擬叉車實(shí)際使用工況,更加全面的考核叉車驅(qū)動(dòng)橋性能。此外,試驗(yàn)項(xiàng)目 自動(dòng)完成,無需試驗(yàn)人員干預(yù),結(jié)構(gòu)簡單,試驗(yàn)周期短,效率高,重復(fù)性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)模擬叉車換向沖擊疲勞試驗(yàn)控制流程圖。
[0020] 圖3為模擬叉車換向沖擊疲勞試驗(yàn)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1所示,本實(shí)施例試驗(yàn)裝置包括變頻器、工控機(jī)、與驅(qū)動(dòng)橋5主推端相連的驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu),以及兩個(gè)分別與驅(qū)動(dòng)橋5兩輪端相連的負(fù)載機(jī)構(gòu)。
[0022] 所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主推端電機(jī)8、與主推端電機(jī)8輸出軸相連的自動(dòng)變速箱7、用 于連接自動(dòng)變速箱7輸出端和驅(qū)動(dòng)橋5主推端的主推端傳動(dòng)軸9,以及安裝于主推端傳動(dòng)軸 9上用于檢測主推端轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的主推端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器6;所述主推端電機(jī)8工作于轉(zhuǎn)速 模式,用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋5輪端轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023] 所述負(fù)載機(jī)構(gòu)包括輪端電機(jī)1、與輪端電機(jī)1輸出軸相連的輪端減速機(jī)2、用于連 接輪端減速機(jī)2輸出端和驅(qū)動(dòng)橋5輪端的輪端傳動(dòng)軸4,以及安裝于輪端傳動(dòng)軸4上用于檢 測輪端轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器3 ;所述輪端電機(jī)1具有轉(zhuǎn)速限速功能,將輪端轉(zhuǎn) 速限制在試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值。
[0024] 變頻器,分別與輪端電機(jī)1和主推端電機(jī)8相連,用于控制輪端電機(jī)1的轉(zhuǎn)矩和主 推端電機(jī)8的轉(zhuǎn)速;
[0025] 工控機(jī)(華碩IPC-610),通過以太網(wǎng)與變頻器進(jìn)行通信,一方面向變頻器發(fā)送控 制指令,控制輪端電機(jī)1和主推端電機(jī)8的工作模式(轉(zhuǎn)速模式和轉(zhuǎn)矩模式,以滿足不同試 驗(yàn)項(xiàng)目的控制)、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,另一方面接收變頻器上傳的數(shù)據(jù);同時(shí),工控機(jī)通過以太網(wǎng) 分別與輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器3和主推端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器6相連,各傳感器把采集的信號經(jīng) 過處理后通過以太網(wǎng)上傳到工控機(jī),工控機(jī)則對傳感器反饋的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并以此 來調(diào)節(jié)輪端電機(jī)1和主推端電機(jī)8的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。工控機(jī)作為控制核心,實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交 互,試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理和控制指令的發(fā)出。試驗(yàn)效果好,達(dá)到了本發(fā)明的目的。
[0026] 為了模擬叉車頻繁正反轉(zhuǎn)起步對齒輪的沖擊,需要控制輪端沖擊峰值轉(zhuǎn)矩值滿足 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值,同時(shí)輪端轉(zhuǎn)矩的沖擊后,輪端轉(zhuǎn)速要達(dá)到目標(biāo)值。本實(shí)施例以輪端轉(zhuǎn)矩峰值 3000Nm、輪端轉(zhuǎn)速峰值78r/min為例進(jìn)行說明。
[0027] S1、根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值設(shè)定輪端轉(zhuǎn)矩峰值3000Nm(與試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值相同)、輪端轉(zhuǎn)速峰 值78r/min(與試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值相同)、前進(jìn)后退檔位切換的時(shí)間間隔3s,以及檔位切換次數(shù)值 (一般為十幾萬次);
[0028] S2、控制自動(dòng)變速箱7檔位切換至前進(jìn)檔,主推端電機(jī)8以某一初始速度工作于轉(zhuǎn) 速模式;
[0029] S3、將自動(dòng)變速箱7檔位切換至后退檔,檔位切換次數(shù)加一;
[0030] S4、控制輪端電機(jī)1工作于轉(zhuǎn)矩模式用于慣量模擬以保證轉(zhuǎn)矩峰值達(dá)到步驟S1的 設(shè)定值3000Nm,輪端轉(zhuǎn)速達(dá)到步驟S1的設(shè)定值78r/min ;
[0031] S5、主推端電機(jī)8維持當(dāng)前檔位(后退檔)的時(shí)間到達(dá)前進(jìn)后退檔位切換的時(shí)間 間隔(3s)時(shí),控制自動(dòng)變速箱7進(jìn)行前進(jìn)后退檔位的切換(切換為前進(jìn)檔);然后控制輪端 電機(jī)1工作于轉(zhuǎn)矩模式用于慣量模擬以保證轉(zhuǎn)矩峰值達(dá)到步驟S1的設(shè)定值3000Nm,輪端轉(zhuǎn) 速達(dá)到步驟S1的設(shè)定值78r/min ;由于輪端電機(jī)和輪端減速器本身的機(jī)械慣量,造成轉(zhuǎn)矩 反向沖擊,存在轉(zhuǎn)矩沖擊峰值,主推端轉(zhuǎn)速越大,機(jī)械慣量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩沖擊峰值越大,這個(gè) 轉(zhuǎn)矩峰值并不一定等于試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值3000Nm,因此需要通過輪端電機(jī)1來實(shí)現(xiàn)慣量模擬保證 轉(zhuǎn)矩沖擊峰值滿足試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值。同時(shí),輪端電機(jī)1具有轉(zhuǎn)速限制功能,通過轉(zhuǎn)速限制功能將 輪端轉(zhuǎn)速限制在試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值 _78r/min?78r/min (兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)向,峰值均為78r/min)。
[0032] S6、判斷檔位切換次數(shù)是否達(dá)到步驟S1設(shè)定的次數(shù)值,若是,則結(jié)束;若否,則轉(zhuǎn) 至步驟S3。
[0033] 試驗(yàn)過程中,若輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器3反饋的轉(zhuǎn)矩峰值小于步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn) 矩峰值3000Nm,則控制主推端電機(jī)8提高轉(zhuǎn)速,反之則控制主推端電機(jī)8降低轉(zhuǎn)速,使輪端 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器3反饋的轉(zhuǎn)矩峰值無限接近步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)矩峰值;若輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn) 矩傳感器3反饋的轉(zhuǎn)速峰值小于步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)速峰值,則控制主推端電機(jī)8提高轉(zhuǎn) 速,反之則控制主推端電機(jī)8降低轉(zhuǎn)速,使輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器3反饋的轉(zhuǎn)速峰值無限接近 步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)速峰值。調(diào)整時(shí)機(jī)可以選擇在步驟S5和S6之間。
【權(quán)利要求】
1. 一種叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置,其特征在于:它包括與驅(qū)動(dòng)橋(5)主推端相連的驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu),以及兩個(gè)分別與驅(qū)動(dòng)橋(5)兩輪端相連的負(fù)載機(jī)構(gòu),其中, 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主推端電機(jī)(8)、與主推端電機(jī)(8)輸出軸相連的自動(dòng)變速箱(7)、用于 連接自動(dòng)變速箱(7)輸出端和驅(qū)動(dòng)橋(5)主推端的主推端傳動(dòng)軸(9),以及安裝于主推端傳 動(dòng)軸(9)上用于檢測主推端轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的主推端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(6); 負(fù)載機(jī)構(gòu)包括輪端電機(jī)(1)、與輪端電機(jī)(1)輸出軸相連的輪端減速機(jī)(2)、用于連接 輪端減速機(jī)(2)輸出端和驅(qū)動(dòng)橋(5)輪端的輪端傳動(dòng)軸(4),以及安裝于輪端傳動(dòng)軸(4)上 用于檢測輪端轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)裝置,其特征在于,它還包括: 變頻器,分別與輪端電機(jī)(1)和主推端電機(jī)(8)相連,用于控制輪端電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)矩和 主推端電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)速; 工控機(jī),通過以太網(wǎng)與變頻器相連,一方面向變頻器發(fā)送控制指令,控制輪端電機(jī)(1) 和主推端電機(jī)(8)的工作模式、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,另一方面接收變頻器上傳的數(shù)據(jù);通過以太網(wǎng) 分別與輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(3)和主推端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(6)相連,用于接收兩傳感器反 饋的信息,并以此來調(diào)節(jié)輪端電機(jī)(1)和主推端電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
3. -種叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)方法,其特征在于,包括: 51、 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值設(shè)定輪端轉(zhuǎn)矩峰值、輪端轉(zhuǎn)速峰值、前進(jìn)后退檔位切換的時(shí)間間 隔,以及檔位切換次數(shù)值; 52、 控制主推端電機(jī)(8)以某一初始速度工作于轉(zhuǎn)速模式,輪端電機(jī)(1)工作于轉(zhuǎn)矩模 式用于慣量模擬以保證轉(zhuǎn)矩峰值達(dá)到步驟S1的設(shè)定值; 53、 主推端電機(jī)(8)維持當(dāng)前檔位的時(shí)間到達(dá)前進(jìn)后退檔位切換的時(shí)間間隔時(shí),控制 自動(dòng)變速箱(7)進(jìn)行前進(jìn)后退檔位的切換,然后控制主推端電機(jī)(8)以某一初始速度工作 于轉(zhuǎn)速模式,輪端電機(jī)(1)工作于轉(zhuǎn)矩模式用于慣量模擬以保證轉(zhuǎn)矩峰值達(dá)到步驟S1的設(shè) 定值; 54、 判斷檔位切換次數(shù)是否達(dá)到步驟S1設(shè)定的次數(shù)值,若是,則結(jié)束;若否,則轉(zhuǎn)至步 驟S3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)方法,其特征在于:試驗(yàn)過程中,若輪端 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(3)反饋的轉(zhuǎn)矩峰值小于步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)矩峰值,則控制主推端電機(jī) (8)提高轉(zhuǎn)速,反之則控制主推端電機(jī)(8)降低轉(zhuǎn)速,使輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(3)反饋的轉(zhuǎn) 矩峰值無限接近步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)矩峰值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的叉車驅(qū)動(dòng)橋考核試驗(yàn)方法,其特征在于:試驗(yàn)過程中,若輪端 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(3)反饋的轉(zhuǎn)速峰值小于步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)速峰值,則控制主推端電機(jī) (8)提高轉(zhuǎn)速,反之則控制主推端電機(jī)(8)降低轉(zhuǎn)速,使輪端轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(3)反饋的轉(zhuǎn) 速峰值無限接近步驟S1設(shè)定的輪端轉(zhuǎn)速峰值。
【文檔編號】G01M17/007GK104155101SQ201410332508
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】李明輝, 陳強(qiáng), 黃菠, 嚴(yán)澤強(qiáng) 申請人:杭叉集團(tuán)股份有限公司