轉(zhuǎn)向管柱總成是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最基本組成部分之一。它是決定汽車行駛安全性與可靠性的關(guān)鍵部件。如何保證轉(zhuǎn)向管柱總成符合設計的性能要求是我們最關(guān)注的問題，特別是對轉(zhuǎn)向管柱總成的疲勞壽命試驗，是保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。

試驗標準與規(guī)范

我國汽車行業(yè)標準對汽車轉(zhuǎn)向管柱產(chǎn)品性能要求及試驗方法在“QC/T649-2000《汽車轉(zhuǎn)向傳動軸總成性能要求及試驗方法》”的標準中做了明確規(guī)范。依據(jù)標準規(guī)范對汽車轉(zhuǎn)向管柱總成進行疲勞壽命試驗。

近幾年來，由于國內(nèi)外汽車生產(chǎn)商對汽車轉(zhuǎn)向管柱總成的疲勞壽命試驗內(nèi)容和要求在不斷更新和提高，本公司產(chǎn)品試驗室對標準與規(guī)范中疲勞壽命試驗的項目也在不斷增加。在QC/T649-2000《汽車轉(zhuǎn)向傳動軸總成性能要求及試驗方法》中條款5.5扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗的基礎上做了進一步的補充（主要內(nèi)容依據(jù)汽車生產(chǎn)商的要求，以及提供的相關(guān)技術(shù)資料，詳見表）。

汽車轉(zhuǎn)向管柱總成疲勞壽命試驗

樣件與試驗項目

以上五項管柱疲勞壽命試驗基本上代表了當前國內(nèi)外汽車轉(zhuǎn)向管柱總成疲勞壽命試驗的項目。樣件試驗的具體項目要依據(jù)轉(zhuǎn)向管柱總成所選用的技術(shù)標準而定。

樣件試驗項目選取的基本原則如下：

1.一般采用國內(nèi)標準規(guī)范的汽車轉(zhuǎn)向管柱總成試件選用第一項疲勞壽命試驗。

2.采用日本標準規(guī)范的汽車轉(zhuǎn)向管柱總成試件選用第二項疲勞壽命試驗。

3.采用歐美標準規(guī)范的汽車轉(zhuǎn)向管柱總成試件選用第三項、第四項和第五項疲勞壽命試驗。

試驗設備與試驗方法

按5個試驗項目，分別由6個試驗設備來完成。它們是：扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗臺、回轉(zhuǎn)耐久性試驗臺、電動可變傾角壽命與垂直疲勞試驗臺、手動可變傾角壽命與垂直疲勞試驗臺及管柱結(jié)構(gòu)側(cè)向疲勞試驗臺和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壽命試驗臺

1. 扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗

（1）試驗設備見圖1，由試驗臺架和驅(qū)動機構(gòu)組成。其中，試驗臺架：底座板、驅(qū)動機構(gòu)和固定座聯(lián)接固定一體。功能是為試件提供一端是固定點，另一端產(chǎn)生正反扭矩作用；驅(qū)動機構(gòu)：驅(qū)動機構(gòu)是由電機、減速機和裝有滑槽的擺塊組成，功能是提供正反扭矩。

（2）試驗方法：先將試件安裝在試驗臺架上。在轉(zhuǎn)向軸頂端配上幢塊，調(diào)整中心安裝在驅(qū)動機構(gòu)，另一端固定在固定座位置上。然后接通電源，對試驗件施加正反方向扭矩。試驗完成后，卸下試件按標準規(guī)范對試件進行試驗后檢測。 ［page］

2.回轉(zhuǎn)耐久性試驗

（1）試驗設備見圖2，由試驗臺架、驅(qū)動機構(gòu)和負載扭矩箱組成。其中，試驗臺架：立式支架，驅(qū)動機構(gòu)和負載扭矩箱聯(lián)接固定一體。功能是由驅(qū)動機構(gòu)為試件提供產(chǎn)生正反±700驅(qū)動扭矩，同時由負載扭矩箱產(chǎn)生阻力扭矩；驅(qū)動機構(gòu)：驅(qū)動機構(gòu)是由電機、減速機和齒輪齒條組成。功能提供產(chǎn)生±700的驅(qū)動扭矩；負載扭矩箱：負載扭矩箱是由制動輪與制動帶以及手動調(diào)解阻力扭矩的彈簧與鏍母組成，功能為產(chǎn)生阻力扭矩。

（2）試驗方法：先將試件安裝在試驗臺架上。試件的轉(zhuǎn)向軸頂端調(diào)整中心安裝在驅(qū)動機構(gòu)，另一端固定在負載扭矩箱的聯(lián)接法蘭位置上，然后，接通電源，對試驗件施加正反方向的旋轉(zhuǎn)扭矩。試驗完成后，卸下試件按標準規(guī)范對試件進行試驗后檢測。

3．電動可變傾角壽命與垂直疲勞試驗

試驗設備見圖3。由試驗臺架、控制電動管柱系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和控制軟件組成。其中，立式支架的功能是固定試件；控制電動管柱系統(tǒng)：由電源電流控制表，通過控制線驅(qū)動試件的可變傾角與垂直電機；加載系統(tǒng)：氣缸與拉力傳感器安裝在一體。拉力大小值由顯示表顯示；控制軟件：按標準規(guī)范編寫試驗控制程序。主要內(nèi)容是控制電動管柱系統(tǒng)和加載系統(tǒng)的試驗控制程序。

（2）試驗方法先將試件安裝在試驗臺架上。試件的方向盤與氣缸通過接力件聯(lián)接在一起。然后，打開計算機，調(diào)出控制程序開始試驗。試驗完成后，卸下試件按標準規(guī)范對試件進行試驗后檢。

4．手動可變傾角壽命與垂直疲勞試驗

（1）試驗設備見圖4和圖5。由試驗臺架、伸縮機構(gòu)、傾角機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)、加載機構(gòu)和控制軟件。其中，試驗臺架由墻式立架和試件頂座組成。功能是為試件提供附著支撐和固定作用；伸縮機構(gòu)：氣缸活塞桿與推桿固定一體。推動試件套管伸縮；傾角機構(gòu)：氣缸固定在伸縮機構(gòu)上。推動管柱垂直上下；鎖緊機構(gòu)：步進電機齒輪推動齒條，齒條帶動曲柄對試件手柄進行鎖緊與打開；加載機構(gòu)：氣缸活塞桿與試件方向盤聯(lián)在一起。施加向下力。氣缸下端安裝有拉力傳感器，拉力值由顯示器顯示值大?。豢刂栖浖喊礃藴室?guī)范編寫試驗控制程序軟件。主要內(nèi)容是將伸縮機構(gòu)、傾角機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)與加載機構(gòu)按標準要求的先后順序和停留時間進行程序控制。

（2）試驗方法：先將試件安裝在試驗臺架上，試件的方向盤與氣缸通過聯(lián)接件聯(lián)接在一起。見圖4和圖5。然后，打開計算機，調(diào)出控制程序開始試驗。試驗完成后，卸下試件按標準規(guī)范對試件進行試驗后檢。

5．管柱結(jié)構(gòu)側(cè)向疲勞試驗

（1）試驗設備見圖6。由試驗臺架和側(cè)向力機構(gòu)組成。其中，試驗臺架由墻式立架和箱式底座組成。功能是為側(cè)向力機構(gòu)和試件提供附著支撐和固定作用；側(cè)向力機構(gòu)：氣缸雙活塞桿固定在墻式立架上，底板固定在氣缸體上，力傳感器固定在底板上。力值由顯示器顯示值大小。

（2）試驗方法：先將試件安裝在墻式立架上，在試件的轉(zhuǎn)向軸頂端配上幢塊，然后調(diào)整試件，讓幢塊在兩個力傳感器的中間位置上，然后接通電源與氣源，計算機以8次/min開斷來控制電磁閥，讓側(cè)向力機構(gòu)對試驗件施加345±17.25N左右方向力。最后，設置計算機計數(shù)，達到1.5萬次自動報警。試驗完后，卸下試件按標準規(guī)范進行試驗后檢測。

6．轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壽命試驗

（1）試驗設備局部見圖7。由試驗臺架、驅(qū)動機構(gòu)、負載機構(gòu)和控制軟件組成。其中，試驗臺架由墻式立架和箱式底座組成。功能是為驅(qū)動機構(gòu)、負載機構(gòu)和試件提供附著支撐和固定作用；驅(qū)動機構(gòu)：驅(qū)動機構(gòu)由步進電機與蝸桿減速器組成；負載機構(gòu)：負載機構(gòu)由磁粉制動器與扭矩傳感器組成；控制軟件：按標準規(guī)范編寫試驗控制程序。主要內(nèi)容是按標準要求的先后順序和停留時間進行程序控制。將步進電機的轉(zhuǎn)速和正反方向旋轉(zhuǎn)的角度設置為變量，程序的循環(huán)次數(shù)自動記錄和顯示。設定耐久循次數(shù)，達到設定值自動報警。

（2）試驗方法：先將試件安裝在墻式立架上；然后打開計算機，選取自動控制程序，參數(shù)設置：順時針1.5γ，逆時針3γ，然后順時針1.5γ，確定為一個循環(huán)。自動計數(shù)滿6萬次自動報警。最后按確定，試驗開始；接下來，設置負載：由顯示器可觀察到目前磁粉制動器的加載數(shù)值，手動調(diào)整磁粉制動器控制電源，通過增加（減少）電流，來增加（減少）阻力扭矩負載，調(diào)至41±5Nm 為止。試驗完成后自動報警，卸下試件按標準規(guī)范進行試驗后檢測。

結(jié)束語

本文介紹了我公司疲勞壽命試驗項目，以及每項試驗的設備和試驗方法。這些試驗項目基本上代表了當前國內(nèi)外汽車轉(zhuǎn)向管柱總成疲勞壽命試驗的項目。目的是與同行互相交流，共同提高國產(chǎn)汽車零部件的試驗水平。

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