一种多功能机械传动试验台的设计
随着机械工业的发展和科研水平的不断提高，对机械传动产品的实验与检测手段不断提出了更高的要求。长期以来，我国的传动试验台的研制基本上还停留在传统的人工方式水平上，主要类型为以机械力或液压力的机械功率流封闭式试验台和用发电机作负载的电功率封闭试验台。这些试验台或由于节能或由于加载方面而各具特色，都存在一个共同的缺点，但自动化程度低，很难按事先设计的试验过程进行试验，无法模拟实际工况对各种机械传动产品的影响，因此试验结果与实际情况总难免有相当距离，这在很大程度上影响了试验数据对机械传动产品的设计、生产的直接指导作用。传动试验平台大多采用人工操纵方式，试验过程的监控及试验数据的采集和处理都较麻烦且准确性低，不易实现多参数自动控制和失效判定。
为了弥补以上不足，我们提出了一种新的方案—以一机械封闭式机械传动实验台为基础，由交流电动机驱动，采用交流变频调速系统实现无级调速，数字液压加载控制系统实现无级加载和载荷谱的模拟。控制系统采用面向对象程序设计技术和分层的设计思想，将多种控制算法和数据处理算法集成于一体，提供友好的人机交互界面，对计算机采集的数据进行可视化处理。
ｌ多功能试验台的组成及工作原理
根据试验台的功率传递原理和加载方法的不同，试验台可分为开放式功率流式、封闭功率流式和电功率流闭式三大类。机械封闭功率流式试验台（如图1），由于可用小功率原动机与低的功耗进行大的功率试验，具有不需要安置耗能装置，节能等优点，而运用很广泛。在封闭系统中，功率一端流出，又从另一端流人，形成循环封闭流，因此只要从外界输入不多的能量便可保持系统运转。电动机供给的能量，主要是补偿封闭系统中各零部件在运转时的摩擦功率损失，其值约为封闭功率值的10％～15％左右。
2系统方案
试验台控制装置应能够在线实时控制转速、载负的变化，响应速度快，抗干扰能力强；数据的采集与处理应满足采样范围宽，能实现不同频率下的采样，自动处理分析数据，得出分析结果，操作界面方便，易于控制。
2.1硬件方案
采用硬件的方法主要是采用专用集成电路和专门设计的硬件线路板来完成转矩转速信号的采集、转换、求平均值和放大、计数、滤波等。硬件线路复杂，仅电源就要提供正负24V、10V、5V等各种不同的稳压电源，结构复杂，可靠性低且功能单一，只能瞬时得到各种指标值，不能存储、显示和打印等。
2.2软件方案
本系统建立在Windows2000平台上，用VC++语言编制而成。将变频器、电机、载器、加传感器、数据采集卡等抽象为类，设备模块化，对系统可针对试验台试件和设备的更换，对类进行扩充、修改、添加、组合，实现多种不同的实验，大大提高了试验台及其控制系统的适用性。
2.3设计方案
试验台以一台高档工业控制计算机作为核心，配以单片机系统，分别对电机调速系统和液压加载系统进行控制。工控机不但是控制器，同时还具有记录仪、示波仪、动态信号分析仪等功能，还能方便地根据不同实验的需要设置不同的转速、转矩、温度等报警参数和失效判定指标。其总体设计方案见图２。
3计算机数据采集、测试及控制
3.1计算机数据采集、测试
在对CB2000卡式转矩仪和PCL-812PG多功能数据采集卡的参数进行配置后，性能参数测试是通过用JC2B转矩转速传感器（如图3所示）和配套CB2000卡式转矩仪，由计算机来完成数据采集、处理和控制任务。采用人机对话形式操作，根据不同的任务，可按标准的或非标准的试验方法进行试验，其试验结果均可实现以数字或曲线形式显示在屏幕上，或输出到打印机上，还可保存在数据库中。
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