機械工程測試裝置設計的創新論文

目前常見的機械工程測試裝置僅僅能夠對機構系統或是加載液壓系統等單一系統進行測試和分析，還很難對多個系統的參數進行綜合性、系統性的測量和分析，因此在實際應用中的效果和價值難以令人滿意。創新機械工程測試裝置的設計，目的在於將多領域多學科知識進行綜合性、系統化的實踐運用，使各領域知識之間產生更為深刻而緊密的聯繫，並更好的服務於實際應用。本文中的機械工程測試裝置，創新性的集合了機構系統、液壓系統等多個系統，能夠對多種參數實現高效的測試與準確的分析，在獲得數據變化情況的同時獲得分佈曲線，以供論證和分析。

1、機械工程測試裝置的'創新設計

1.1總體結構的創新設計

文中所引的機械工程測試裝置設計原理為：在啟動變速電機開關後，變速電機立刻開始轉動進入正常運行狀態，該變速電機可調速範圍在120轉/分到1200轉/分之間，可藉助變速電機調速控制按鈕對變速電機進行調速控制，通過光電轉速傳感器實時測量變速電機的轉速，由數據輸出接口將採集到的數據傳送到計算機進行數據存儲、處理、評定以及描述；按下急停開關後系統退出工作狀態，以確保工作人員安全；電動機帶動機構變速箱和軸承變速箱，機構變速箱為二級變速，由直齒和圓錐齒組成，藉助皮帶帶動機構搖桿轉動，手柄右傾時是空擋，左傾時機構搖桿轉速保持電機轉速的1/12，調節電機轉速可間接控制機構搖桿轉速在0—600轉/分之間，軸承變速箱為三級變速，藉助聯軸器連接軸承箱，手柄右傾時是空擋，處於中間時軸承與電機保持相同轉速，左傾時軸承轉速保持電機轉速的1/6，調節電機轉速可間接控制機構搖桿轉速在0—1200轉/分之間；軸承施壓加載依靠可視液壓回路系統實現，加載壓力顯示由加載壓力錶實現，按下液壓泵電機開關後，從液壓箱油箱中吸油，通過調節先導溢流閥來控制系統壓力，或藉助遠程調壓來調整系統壓力，由調壓閥壓力錶顯示調壓閥壓力，對電磁鐵2DT開關通電後可藉助遠程調壓閥控制系統壓力，對電磁鐵1DT開關通電後可保持卸荷狀態。

整套機械工程測試裝置既可以進行綜合性測試，也可以單獨測量，或是相互測量。單獨對機構系統測量時將滑動軸承變速箱保持空擋，使液壓泵電機開關斷開，並使機構變速箱手柄左傾即可實現；單獨對液壓系統測量時將液壓泵電機開關閉合，並斷開變速電機開關即可；如果需要同時對液壓系統和動壓滑動軸承測量，只需閉合變速電機開關和液壓泵電機開關，使機構變速箱保持空擋，並調整軸承變速箱手柄即可實現；如果需要同時對機構系統和液壓系統測量，只需閉合變速電機開關和液壓泵電機開關，使動壓滑動軸承變速箱保持空擋即可；如果需要同時對液壓系統、機構系統以及動壓滑動軸承測量，只需閉合變速電機開關和液壓泵電機開關，軸承變速箱和機構變速箱不處於空擋即可實現。

①軸承箱；②軸承變速箱；③機構變速箱；④機構；⑤信號輸出接口；⑥變速電機開關；⑦液壓泵電機開關；⑧變速電機調速控制按扭；⑨急停開關；⑩變速電機；以下按次序為液壓箱、液壓泵電機、可視液壓回路、電磁鐵2DT開關、電磁鐵 IDT開關、調壓閥、先導溢流閥、加載壓力錶、調壓閥壓力錶。

1.2 機構系統的創新設計

機構系統設計的目的在於對機構運動學進行深層次的解讀，本文引用的機械工程測試裝置中的機構系統選擇的是可組可卸式。以四杆機構向六杆機構的轉化為例，原四杆機構的結構組成較為簡單，其中連桿的輸出軌跡構成軌跡曲線，最終組成新的六杆機構，分析六杆機構的輸出軌跡可以得知六杆機構輸出構建上點的軌跡與對應的原四杆機構連桿上點的軌跡相同，是通過曲線移動來實現四杆機構向六杆機構轉化的。在這一過程中，機構連桿的位移、角速度等參數可以藉助傳感器進行測量。

1.3 液壓系統的創新設計

文中所用的機械工程測試裝置中的液壓系統設計為：液壓系統與軸承箱連接，通過先導溢流閥對液壓系統壓力進行調節，由動壓滑動軸承為液壓系統提供所需強度的壓力，旋轉動壓滑動軸承即可使壓力彈簧發生一定程度的形變，從而產生適合的壓力。與此同時，先導溢流閥與遠程調壓閥藉助遙控口實現連接，可以藉助遠程調壓閥對液壓系統壓力進行遠程調控，使壓力保持在合適的壓力範圍內。如果將先導溢流閥壓力加到最大，對電磁鐵1DT開關通電，連接遠程調壓閥與先導溢流閥，即可通過調節手柄來控制液壓系統壓力；如果斷開電磁鐵1DT開關，對電磁鐵2DT開關通電，那麼液壓系統將處於卸荷狀態，壓力近乎為零。另外，為了對有關參數進行準確實施的採集和監測，在該液壓系統的設計中對先導溢流閥出口處設有紅外測温儀以及流量傳感器，而且軸承系統的載荷根據液壓系統壓力進行調整。

1.4 動壓滑動軸承的創新設計

整個機械工程測試裝置共配備有若干個傳感器對外載荷、油膜壓力等實驗數據進行監測和採集工作，直接將計算機系統連接到實驗台測試控制系統上，從而進行數據彙總、處理、顯示等操作。動壓滑動軸承的設計，將軸承空套在主軸上，軸中間橫剖面均勻分佈測壓孔，每個測壓孔分別與壓力傳感器連接，油液温度數據選用紅外測温儀監測採集，摩擦力數據選用摩擦力傳感器監測採集，由液壓系統對軸承加載壓力進行調控，軸承載荷隨液壓油壓力提高而增加，通過外載荷傳感器對軸承加載壓力進行測量和顯示，因而十分穩定和方便。利用接口技術將壓力傳感器與計算機系統連接，利用計算機軟件對採集到的壓力數據進行處理後可得到壓力分佈曲線，從而計算出動壓滑動軸承的壓力分佈情況和平均壓強。

2、機械工程測試裝置的功能分析

從上文介紹可知，該機械工程測試裝置可以對機構、液壓等系統進行單獨測量或相互測量，或是進行多系統的綜合測量，是一個綜合性很強的測試平台，能夠對各系統參數進行實時測量和準確分析，功能十分強大。為了更好的保證該機械工程測試裝置的測量精確性，需要避免裝置工作狀態下的振動和噪聲。因此，在該機械工程測試裝置設計時，對工作台和傳動裝置等部位設有專門監測振動和噪聲的傳感器，藉助傳感器對振動與聲波的測量來準確的掌握振動、噪聲情況，從而對其進行有效控制。在壓力傳感器等其他傳感器的配合下，該裝置能夠對壓力、摩擦力、流量、位移、轉速、温度等測試內容進行實施準確的測量，為測試系統的數據分析提供信息，能夠滿足測試人員對參數數據的需求。

3、結語

綜上所述，本文藉助傳感器、虛擬平台、機構、測試等多方面技術和理論知識，創新性的設計了一個綜合性的機械工程測試裝置，與以往的測試裝置相比可以對多個系統的參數進行測量和分析，很好的體現了現代測試技術的智能性、信息化和經濟性特徵，滿足了測試儀器與系統測量分析工作融為一體的需求。