ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

ки на шину, но с другой стороны, его отличают определённая сложность и значительная стоимость, жёсткие тре- бования к чистоте рабочей жидкости и необходимость её охлаждения и, как следствие, высокие требования к ква- лификации обслуживающего персона- ла. Кроме того, стенды с гидравличе- ским или сервогидравлическим приво- дом имеют значительные габаритные размеры, определяемые наличием си- лового гидроцилиндра и насосной станции. Всё перечисленное предопределило выбор способа нагружения испытывае- мой шины в пользу электромеханиче- ского привода, обеспечивающего тре- буемые технические характеристики стенда и свободного от проблем, свя- занных с использованием сервогидрав- лического привода. В настоящей статье рассматриваются устройство и технические возможно- сти автоматизированной системы, по- строенной на базе промышленного компьютера и предназначенной для определения техническими средствами стенда таких статических характери- стик пневматических шин, как геомет- рические размеры, зависимость разме- ров шины от силы её обжатия и энер- гия разрушения шины при её продав- ливании специальным наконечником. Рассматриваемая система была раз- работана в ОАО «СКБИМ» (г. Арма- вир). Далее в статье для краткости она на- зывается системой управления и изме- рения. Т РЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ И ЕЁ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Система управления и измерения должна обеспечивать: ● автоматическое перемещение (пози- ционирование) шин различных ти- поразмеров в зону измерения габа- ритных размеров (наружного диа- метра шины и ширины профиля), продольной и поперечной деформа- ции шины в режиме обжатия и вели- чины проникания специального на- конечника в шину в режиме продав- ливания; ● ввод параметров процесса испыта- ния и параметров испытываемой шины; ● управление работой нагружающего устройства стенда; ● задание и отработку защит испыты- ваемой шины и самого стенда; ● автоматизированное определение га- баритных размеров шины при пово- роте её вокруг своей оси на 120°, 90° или 60°; ● измерение продольной и поперечной деформации шины в режиме обжа- тия и регистрацию зависимостей «нагрузка – продольная деформа- ция» и «нагрузка – поперечная де- формация», в том числе при различ- ных внутренних давлениях в шине; ● определение величины нагрузки в процессе продавливания шины в не- скольких точках (по выбору) по пе- риметру беговой дорожки и регист- рацию зависимостей «нагрузка – глубина продавливания»; ● автоматическое определение энер- гии разрушения шины; ● накопление массивов измеритель- ной информации; ● возможность передачи измеритель- ной информации в формате, совмес- тимом с форматом Microsoft Excel, для формирования средствами Excel протоколов испытаний; ● сохранение результатов испытаний и возможность просмотра файлов с ре- зультатами предыдущих испытаний; ● тестирование системы и проведение автоматизированной поверки кана- лов измерения с выдачей протоколов поверки. Основные технические характери- стики реализованной системы пред- ставлены в табл. 1. Система управления и измерения обеспечивает вывод на экран монитора текущих значений нагрузки, деформа- ции и скорости деформирования ши- ны; автоматизированный подвод ис- пытываемой шины к силовой плите и продавливающему наконечнику; авто- матический останов нагружения при достижении заданной величины на- грузки или деформации шины; расчёт энергии разрушения шины; вывод на экран монитора диаграмм нагружения в координатах «нагрузка – продольная деформация», «нагрузка – поперечная деформация» и «нагрузка – глубина продавливания»; вывод на экран мони- тора протокола испытаний; распечатку протокола испытаний и диаграмм на- гружения; архивирование результатов испытаний. О ПИСАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ Внешний вид применяемого стенда ИПШ500 показан на рис. 1. Стенд ос- нащён электромеханическим асин- хронным частотноуправляемым сле- дящим приводом, посредством которо- го плавно регулируется угловая ско- рость двигателя и, соответственно, ли- нейная скорость перемещения испы- тываемой шины, а также имеет ориги- нальную систему измерения характе- ристик шины [1]. Структурная схема стенда, на кото- рой показаны состав аппаратуры сис- темы управления, а также датчики, преобразователи, исполнительные уст- ройства и функционально важные эле- менты конструкции, приведена на рис. 2. Перед испытанием шины Ш преоб- разователи угловых и линейных пере- мещений (соответственно ПУП и ПЛП) обнуляются: преобразователь ПУП, расположенный на валу привод- ного двигателя ДВ, обнуляется в верх- нем положении траверс ТР при замы- кании контактов конечного выключа- теля КВ1 флажком ФЛ1, расположен- ным на одной из траверс. Преобразова- тели ПЛП1 и ПЛП2 обнуляются при сведении до соприкосновения упоров УП, расположенных на их корпусах. Система управления стендом работа- ет следующим образом. Компьютер формирует сигнал управления переме- щением (деформированием) испыты- ваемой шины. Сигнал обратной связи РАЗ РА БО Т КИ / КОН Т Р ОЛ Ь НО - И ЗМЕ Р И Т Е Л Ь НЫ Е СИС Т ЕМЫ 29 СТА 1/2008 www.cta.ru Таблица 1 Основные технические характеристики автоматизированной системы для определения статических характеристик пневматических шин Допустимый диаметр испытываемых шин От 300 до 1500 мм Закон деформирования шины Линейный Диапазон скоростей деформирования шины От 0,02 до 2 мм/с Наибольшая воспроизводимая и измеряемая нагрузка 300 кН Погрешность измерения нагрузки: ● в диапазоне от 6 до 300 кН ● в диапазоне от 0 до 6 кН Не более ±1% от измеряемой величины Не более ±60 Н Погрешность измерения продольной, поперечной деформации и глубины продавливания шины: ● в диапазоне от 1 до 50 мм ● свыше 50 мм Не более ±0,5% от измеряемой величины Не более ±0,25 мм Погрешность поддержания скорости деформирования шины Не более ±3% от заданной скорости