1. 汽车同步带疲劳试验台的发展

1.1国内外发展趋势

国外较早地开始了这方面的研究,如美国公司在上世纪五十年代就设计出了用轮系作为加载系统的传动试验台的方案。比较著名的还有美国国家航空航天局下属的Lewis研究中心、前苏联中央机械制造与设计研究院、美国通用动力公司、德国RENK公司、日本明电舍动力公司、日本丰田汽车公司、美国伊利诺斯大学机械工程系、法国Skoda公司等。从试验台方案的设计到最终的样品制造他们都进行了大量的研究工作,形成了规范化,系列化的设计模式。^[1]

我国同步带起步较晚,70年代上海胶带厂生产聚氨酷同步带,节距采用原苏联标准为模数制。80年代初随着我国引进设备的增多,备品备件问题日益突出,慈溪同步带厂现宁波伏龙和无锡橡胶二厂开始研制橡胶型同步带。80年代后期青岛橡胶工业研究所后转让给青岛同步带厂、无锡贝尔特、上海胶带和贵州大众相继引进了德国SCHOLZ技术和装备生产同步带,期间青岛橡胶工业研究所与哈尔滨工业大学合作研究仰齿形汽车同步带,无锡贝尔特与一汽技术中心联合开发发动机用同步带,性能指标达到克莱斯勒标准,上海胶带厂为大众开发桑塔纳用同步带。其后宁波裕江、贵州大众和辽阳奔马相继开发成功汽车同步带,为国内发动机厂配套。汽车同步带开发成功标志着我国同步带制造技术达到国际水平。无锡贝尔特还与一汽技术中心合作于1996年在国内率先开发成功氢化丁睛橡胶翩同步带并申请了专利(CN1491978A)。^[2]

汽车同步带传动要求保证稳定的传动比、使用寿命和低噪声，同样汽车V带和汽车多楔带传动也要求满足使用寿命和低噪声。因此德国、美国等发达国家的汽车传动带制造企业通过最大限度地延长凸轮轴传动同步带的使用寿命来保证汽车发动机的工作性能，通过采用HNBR材料来提高汽车传动带的产品质量，目前在一般行驶条件下HNBR同步带的工作寿命可达10万～15万km。现代汽车对同步带的要求是:使用寿命达25万～30万km；使用温度-35℃～150℃，瞬时高温可达175℃；耐油性≥CR；150℃下台架寿命可达3000h。^[1]

环境模拟是目前试验机发展的一个重要方向，近5年能够模拟各种工况环境的国产试验机不断问世，例如，目前我国已成功研制了关节轴承组合运动/综合环境模拟疲劳试验机、单台50T振动试验台、3台20T同步振动试验系统等。此前，美国一直限制这些产品出口给中国，现在美国却要反过来采购我们的国产产品，这不仅打破了美国的技术垄断，还增强了国产试验机厂商的信心。

1.2论文的研究目的

以2012年数据为基础，粗略估计出我国试验机市场容量为113-125亿元人民币，国产与进口的市场份额比例接近于1：1，根据国家统计局和中国仪器仪表行业协会公布的数据显示，2013年我国试验机行业中规模以上（年产值达2000万元）的企业有95家，行业主营收入接近97亿元，其中出口交货值仅为8亿元。根据海关数据显示，2013年我国试验机行业的进口额度达10亿美元之多，“其中，试验台的进口份额占进口总额的45-50%，这说明我国各种性能试验台主要靠进口，国内试验台产品还满足不了用户需求。应对因此对国内外需求，在同步带疲劳试验机上进行改进，对于提高国际竞争力来说迫在眉睫。

本课题的研究目的是要在GB——《汽车同步带疲劳试验方法》的基础上,研究出一套基于电封闭的、节能的同步带疲劳寿命检测设备的机械系统。要求尽可能的模拟实际工作情况,并对被试对象加载,这样才能可以更好的模拟出被测试带的工作环境,评估和验证其综合性能,但是许多能量被加载器吸收或通过不同途径白白的浪费掉。对于系统实验、长时间的寿命实验来说,势必产生能量的大量浪费,是极不合理的。为了节约能源、降低成本,设计开发一种性能好且又节能的电封闭同步带疲劳寿命试验台具有特别重要的意义。而本课题研究的试验台正是在节能方面有了较大的改进,在电力节能方面具有一定的现实意义。