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安全带固定点强度试验台的开发

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：王琳1 晏飘2

[导读] 摘要：针对市场需求，开发了一种安全带固定点强度试验台。

        （1重庆凯瑞汽车试验设备开发有限公司重庆 401122；2中国汽车工程研究院股份有限公司重庆 401122）
        摘要：针对市场需求，开发了一种安全带固定点强度试验台。该试验台是测量座椅安全带安装固定点静态强度的试验台，采用液压作为试验动力源，拉动夹具；该试验台主要用来检测汽车安全带固定点，ISOFIX固定点和车辆其他固定点的强度性能的试验设备，该设备是检验和评价汽车座椅车身固定点产品开发技术指标是否达到安全性能方面设计要求的重要试验台之一。
        关键词：安全带；固定点；强度；试验台
        1系统总体构成
        该试验台主要由主体机架、座椅和实车固定夹具、液压系统、电气系统及数据采集处理系统等几部分组成。机械部分主要由主体机架、升降机构、平移机构、液压缸平衡机构、钢丝绳快速固定机构等组成。液压部分主要有液压泵站、伺服阀和液压缸组成。液压泵站由泵机组、泄压电磁换向阀、电磁溢流阀、高精度滤油器、蓄能器、油箱等组成；泵站具有压力显示、压力可调，油温过高和底液位保护功能。电气部分采用全数字闭环实时控制，可进行位置控制、力控制。并且能进行力控制、位置控制的相互平稳转换。

                             图一试验台实物图
        2试验原理
        液压缸驱动夹具移动，夹具固定于检测实车座椅安全带固定点上，通过力传感器得出力的大小，最终实验结果会在电脑上以位移量与力值曲线体现出来，以达到强度实验效果，电缸可在专用夹具上进行上下及左右位置调节。

                               图二试验原理图
        3试验方法
        该产品满足汽车安全带安装固定点、ISOFIX 固定点系统及上拉带固定点的试验需求。满足标准如下：
        （1）GB14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX 固定点及上固定点系统》中 5.4 安全带固定点试验方法及标准中 5.6 对 ISOFIX 固定点强度的静态试验的要求。
        （2）GB15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》中 5.3.2 的要求。
        （3）ECE R14、FMVSS 207、210、225 中要求的汽车安全带固定点强度试验以及满足推拉力过程力、位移控制的其它相关试验。
        测试项目：
        （1）汽车安全带固定点强度试验
        （2）ISOFIX 固定点系统及上拉带固定点静态强度试验
        3.1三点式安全带固定点试验方法
        ①在安全带上固定点装上传递试验载荷的绳索或织带的导向件及导向环。
        ②利用模拟织带对上人体模块施加13500N±200N的试载荷。对M2和N2类的车辆试验载荷应为6750N±200N；对于M3和N3车辆，试验载荷为4500N土200N。
        ③与此同时，对下人体模块施架13500N±200N的试载荷。对M2和N2类的车辆试验载荷应为6750N±200N；对于M3和N3车辆，试验载荷为4500N土200N。
        3.2两点试安全带固定点试验方法
        应对连接腰带的下人体模块施加22250N±200N的试验载荷。对M2和N2类的车辆，试验载荷应为11100N±200N；对于M3和N3车辆，试验载荷为7400N±200N。
        3.3.设于座椅骨架上或分设于座椅骨架和车身框架上的安全带固定点
        ①在进行3.1、3.2规定试验的同时，应对每一个或每一组座椅施加下面规定的载荷；
        ②除3.1、3.2规定的载荷外，还应施加一个相当于座椅总成量20倍的力。惯性载荷应施加在座椅上或与相应的座椅的实际质量相当的座椅相关部件上。追加的载荷及载荷的分布应由厂家商确定。对M2和N2类车辆，载荷为座椅总成质量的10倍；对M3和N3类车辆，应为座椅总成质量的6.6倍。

                           图三上下人体模块示意图
        4机械结构
        机械系统主要由左右支架、横梁升降系统、油缸加载机构、油缸前端悬挂系统组成。横梁升降系统采用左右两端双级涡轮蜗杆减速机通过一根传动杆强制同步运行，并通过齿轮齿条机构实现横梁的升降，用以调整不同试件的加载位置，并通过导向块在左右支架上导向并起到锁紧作用。
        油缸固定在安装板上，安装板可以通过滚轮在横梁上移动，实现油缸左右位置可调。油缸后端采用球轴承支撑，可以实现油缸上下角度和左右角度的调整，油缸左侧配置导向杆，油缸右侧配置位移传感器，油缸前端配置拉压力传感器。
        油缸前端悬挂系统采用在顶梁悬挂自平衡吊与油缸上的挂钩实现油缸前端的悬吊。悬挂机构由三根方钢用钢板焊接一起，方钢下侧开口，利用滚轮和挂钩组成滚动机构在方钢内部滚动，自平衡吊悬挂在滚动机构的挂钩上，每根方钢上的三个自平衡吊分别对应每根横梁上的三个油缸，三排自平衡吊互不干涉。

                                  图四机械结构示意图
        结语
        安全带固定点强度试验台车身固定机构为内封闭件，台架上液压缸的布置能与不同类型座椅（单排、双排、三排座椅等）的安全带固定点安装位置相匹配，也应满足装卸和位置调整的方便和灵活性。试验台设置导向块，上下各 3 排，高度可调，保证加载力角度准确性。整个试验台机架由空心方管、工字钢、钢板等型材焊接而成，有良好的力学性质；部分油管、电线可布置于型钢之中，使其结构紧凑，维修方便，能自我保护；整体进行防锈、耐油耐腐蚀等表面处理；外观美观大方，色彩协调。