CN104614189A - 一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，包括基架和固定设置在基架上端的径向加载机构，待测试的轮胎与径向加载机构相连接，特点是径向加载机构上设置有轮胎转向机构，基架的下端设置有可倾斜式转鼓装置，测试时，轮胎的外圆周面抵在可倾斜式转鼓装置上；优点是整个径向加载实验装置可测试轮胎在正直、偏转、侧倾以及偏转侧倾联合姿态共四种姿态下的径向力学特性和刚度特性，而且径向加载机构通过丝杠和传动螺母的配合改变轮胎的径向位移并通过第一力传感器实时测量径向载荷的值，可对轮胎精确、稳定地施加径向载荷，保证了实验结果的精确性；此外，整个装置的结构简单紧凑，拆装方便，成本低。

Description

一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置

技术领域

 本发明涉及轮胎性能的测试装置，尤其涉及一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置。

背景技术

轮胎径向载荷是影响轮胎径向变形的重要因素，会直接影响汽车动力性、经济性、操纵性平稳性和制动性等性能。目前市面上的轮胎试验机通常只能实现轮胎正常姿态下的径向垂直载荷的加载，而无法对轮胎偏转一定角度姿态以及侧倾姿态下进行径向加载，导致对轮胎径向力学特性和刚度特性的测试受到制约，而且结构较为复杂、体积大、造价高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可对轮胎在四种不同姿态下进行径向加载，且结构简单、成本低的用于轮胎动态测试的径向加载实验装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，包括基架和固定设置在所述的基架上端的径向加载机构，待测试的轮胎与所述的径向加载机构相连接，所述的径向加载机构上设置有轮胎转向机构，所述的基架的下端设置有可倾斜式转鼓装置，测试时，所述的轮胎的外圆周面抵在所述的可倾斜式转鼓装置上。

所述的径向加载机构包括上固定板、下固定板、第一电机、丝杆和转盘组件，所述的下固定板固定连接在所述的基架的上端，所述的下固定板与所述的上固定板之间固定设置有支撑杆，所述的第一电机竖直设置在所述的上固定板上，所述的丝杆轴接在所述的上固定板与所述的下固定板之间，所述的第一电机与所述的丝杆之间设置有皮带轮传动组件，所述的丝杆上螺接有传动螺母，所述的传动螺母上固定设置有安装板，所述的上固定板与所述的下固定板之间设置有至少两根可上下滑动的导杆，所述的导杆之间固定设置有连接板，所述的连接板与所述的安装板之间固定设置有第一力传感器，所述的第一力传感器位于所述的传动螺母的下方，所述的导杆的下端向下穿过所述的下固定板与所述的转盘组件相连接，所述的轮胎转向机构设置在所述的转盘组件上，所述的转盘组件上设置有竖直设置的施力杆，所述的施力杆的下端与所述的轮胎的中心轴垂直轴接。

所述的转盘组件包括上下设置的上转盘和下转盘，所述的导杆的下端与所述的上转盘固定连接，所述的施力杆的上端与所述的下转盘固定连接，所述的轮胎转向机构包括支座、手轮、蜗轮和蜗杆，所述的支座固定设置在所述的上转盘上，所述的蜗杆与所述的支座相轴接，所述的手轮与所述的蜗杆同轴固定连接，所述的蜗轮与所述的蜗杆相啮合，所述的蜗轮上同轴固定设置有蜗轮轴，所述的蜗轮轴向下同轴穿过所述的上转盘和所述的下转盘，所述的蜗轮轴的下端固定设置有端盖，所述的端盖与所述的下转盘固定连接，所述的下转盘上设置有弧形的滑槽，第一调节螺钉向上穿过所述的滑槽与所述的上转盘固定连接。

所述的导杆的下端套设有衬套，所述的衬套与所述的上转盘固定连接，当导杆受到侧倾力时，衬套可对导杆起到保护作用，防止导杆受剪切而被损坏。

所述的第一电机与所述的上固定板之间设置有皮带张力调节机构，所述的皮带张力调节机构包括电机安装板，所述的电机安装板固定连接在所述的第一电机的上端，所述的电机安装板上设置有水平的第一调节槽，第二调节螺钉向下穿过所述的第一调节槽与所述的上固定板固定连接，所述的上固定板的上端面一体设置有调节座，第三调节螺钉水平螺接在所述的电机安装板上，且所述的第三调节螺钉的端部顶在所述的调节座与所述的电机安装板相对的端面上，通过皮带张力调节机构可调节皮带轮传动组件中皮带的张力。

所述的导杆为三根，三根所述的导杆呈等腰三角形分布在所述的丝杠的周围，保证了对轮胎施加径向载荷的稳定性。

所述的可倾斜式转鼓装置包括转鼓，所述的轮胎的外圆周面抵在所述的转鼓的外圆周面上，所述的基架的下端设置有转鼓转动驱动机构，所述的转鼓与所述的基架之间设置有转鼓上下侧倾机构。

所述的转鼓上下侧倾机构包括中心轴和位于所述的转鼓两侧的支撑架，所述的支撑架固定连接在所述的基架的底部，所述的转鼓同轴固定套接在所述的中心轴上，所述的中心轴上同轴固定设置有第二力传感器，所述的中心轴的两端同轴固定套设有调心球轴承，所述的调心球轴承位于对应侧的支撑架内且与所述的支撑架上下滑动配合，所述的支撑架的上端螺接有第四调节螺钉，所述的第四调节螺钉向下伸入所述的支撑架内且与所述的调心球轴承的上端相轴接。

所述的支撑架的内侧一体设置有竖直的导轨，所述的调心球轴承的两侧设置有导向槽，所述的导向槽与所述的导轨滑动配合。

所述的支撑架的内侧设置有带竖直尺寸刻度的标尺，所述的调心球轴承的端面设置有对准线，所述的对准线与所述的标尺的尺寸刻度对齐，通过尺寸刻度可得知中心轴两端的高度差，从而可计算出转鼓的侧倾角度。

所述的转鼓转动驱动机构包括第二电机、离合器和传动轴，所述的基架的下端固定设置有电机座，所述的第二电机上固定设置有电机连接板，所述的电机连接板的两侧分别设置有第二调节槽，第五调节螺钉穿过所述的第二调节槽与所述的电机座相螺接，所述的离合器与所述的第二电机的驱动轴固定连接，所述的传动轴的两端分别固定设置有万向联轴器，其中一端的万向联轴器与所述的离合器固定连接，另一端的万向联轴器与所述的中心轴固定连接。

与现有技术相比，本发明的优点是由于径向加载机构上设置有轮胎转向机构，通过轮胎转向机构可转动待测试的轮胎，模拟轮胎在实际使用时的偏转状态，又由于转鼓与基架之间设置有转鼓上下侧倾机构，当需要进行轮胎侧倾力学特性的受力测试时，只要上下调节调心球轴承，使中心轴的两端倾斜产生一定的高度差，并可使转鼓实现上下侧倾，然后将轮胎的外圆周面抵在侧倾后的转鼓的外圆周面上，对轮胎施加径向载荷，调心球轴承在中心轴倾斜一定角度后还可以保证中心轴的旋转，实现高速运行下的轮胎侧倾力学特性的受力测试，且不需要调整轮胎的姿态，使得整个径向加载实验装置可测试轮胎在正直、偏转、侧倾以及偏转侧倾联合姿态共四种姿态下的径向力学特性和刚度特性，而且径向加载机构通过丝杠和传动螺母的配合改变轮胎的径向位移并通过第一力传感器实时测量径向载荷的值，可对轮胎精确、稳定地施加径向载荷，保证了实验结果的精确性；而中心轴上同轴固定设置有第二力传感器，通过第二力传感器可以测量侧向力；此外，整个装置的结构简单紧凑，拆装方便，成本低。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明去掉基架、可倾斜式转鼓装置和上固定板后的结构示意图；

图3为本发明的皮带张力调节机构的结构示意图；

图4为本发明的轮胎转向机构与转盘组件的连接示意图；

图5为本发明的转盘组件的仰视图；

图6为本发明的可倾斜式转鼓装置的结构示意图；

图7为图6另一侧的结构示意图；

图8为本发明的第二电机与基架的连接部分的俯视图；

图9为图7中A处的局部放大示意图；

图10为图9的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，包括基架1和固定设置在基架1上端的径向加载机构，待测试的轮胎2与径向加载机构相连接，径向加载机构上设置有轮胎转向机构，基架1的下端设置有可倾斜式转鼓装置，测试时，测试时，轮胎2的外圆周面抵在可倾斜式转鼓装置上；

径向加载机构包括上固定板4、下固定板5、第一电机6、丝杆7、上转盘8和下转盘9，下固定板5通过螺栓固定连接在基架1的上端，下固定板5与上固定板4之间固定设置有支撑杆10，第一电机6与上固定板4之间设置有皮带张力调节机构，皮带张力调节机构包括电机安装板11，电机安装板11固定连接在第一电机6的上端，电机安装板11上设置有水平的第一调节槽111，第二调节螺钉12向下穿过第一调节槽111与上固定板4固定连接，上固定板4的上端面一体设置有调节座41，第三调节螺钉13水平螺接在电机安装板11上，且第三调节螺钉13的端部顶在调节座41与电机安装板11相对的端面上，丝杆7轴接在上固定板4与下固定板5之间，第一电机6与丝杆7之间设置有皮带轮传动组件14，丝杆7上螺接有传动螺母15，传动螺母15上固定设置有安装板16，上固定板4与下固定板5之间设置有三根可上下滑动的导杆17，三根导杆17呈等腰三角形分布在丝杠7的周围，导杆17之间固定设置有连接板18，连接板18与安装板16之间固定设置有第一力传感器19，第一力传感器19位于传动螺母15的下方，导杆17的下端向下穿过下固定板5与上转盘8固定连接，导杆17的下端套设有衬套171，衬套171与上转盘8固定连接，下转盘9位于上转盘8的下方；轮胎转向机构包括支座20、手轮21、蜗轮22和蜗杆23，支座20固定设置在上转盘8上，蜗杆23与支座20相轴接，手轮21与蜗杆23同轴固定连接，蜗轮22与蜗杆23相啮合，蜗轮22上同轴固定设置有蜗轮轴24，蜗轮轴24向下同轴穿过上转盘8和下转盘9，蜗轮轴24的下端固定设置有端盖25，端盖25与下转盘9固定连接，下转盘9上设置有弧形的滑槽91，第一调节螺钉26向上穿过滑槽91与上转盘8固定连接，下转盘9的下端面上固定连接有竖直设置的施力杆27，施力杆27的下端与轮胎2的中心轴垂直轴接；

可倾斜式转鼓装置包括转鼓3，轮胎2的外圆周面抵在转鼓3的外圆周面上，基架1的下端设置有转鼓转动驱动机构，转鼓3与基架1之间设置有转鼓上下侧倾机构，转鼓上下侧倾机构包括中心轴28和位于转鼓3两侧的支撑架29，支撑架29固定连接在基架1的底部，转鼓3同轴固定套接在中心轴28上，中心轴28上同轴固定设置有第二力传感器281，中心轴28的两端同轴固定套设有调心球轴承30，调心球轴承30位于对应侧的支撑架29内，支撑架29的内侧一体设置有竖直的导轨291，调心球轴承30的两侧设置有导向槽（图中未显示），导向槽（图中未显示）与导轨291上下滑动配合，支撑架29的上端螺接有第四调节螺钉31，第四调节螺钉31向下伸入支撑架29内且与调心球轴承30的上端相轴接，支撑架29的内侧设置有带竖直尺寸刻度的标尺292，调心球轴承30的端面设置有对准线301，对准线301与标尺292的尺寸刻度对齐；转鼓转动驱动机构包括第二电机32、离合器33和传动轴34，基架1的下端固定设置有电机座35，第二电机32上固定设置有电机连接板321，电机连接板321的两侧分别设置有第二调节槽322，第五调节螺钉323穿过第二调节槽322与电机座35相螺接，离合器33与第二电机32的驱动轴固定连接，传动轴34的两端分别固定设置有万向联轴器341，其中一端的万向联轴器341与离合器33固定连接，另一端的万向联轴器341与中心轴28固定连接

上述实施例中，径向加载机构的工作过程为：第一电机6工作，通过皮带轮传动组件14带动丝杆7转动，丝杆7带动传动螺母15向下移动，传动螺母15带动安装板16、第一力传感器19、连接板18、导杆17向下移动，导杆17向下压上转盘8、下转盘9和施力杆27，施力杆27实现对轮胎2的径向加载；

轮胎转向机构的工作过程为：当需要转动轮胎2，使轮胎2处于偏转姿态时，松开第一调节螺钉26，转动手轮21，手轮21通过蜗轮22与蜗杆23的啮合带动下转盘9转动，下转盘9通过施力杆27带动轮胎2转向，当轮胎2转动到位后，拧紧第一调节螺钉26，使下转盘9与上转盘8固定；

皮带张力调节机构的工作过程为：当需要调节皮带的张力时，松开第二调节螺钉12，拧动第三调节螺钉13，由于第三调节螺钉13的端部顶在调节座41上，因此，推动电机安装板11水平移动，以调节皮带的张力，调节完成后，拧紧第二调节螺钉12。

转鼓上下侧倾机构的工作过程为：当需要调节转鼓3，使转鼓3处于上下侧倾状态时，只要调节位于转鼓3其中一侧的第四调节螺钉31，第四调节螺钉31带动调心球轴承30上下移动，从而使中心轴28处于上下倾斜状态，转鼓3自然也处于上下侧倾状态。

Claims (10)

1.一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，包括基架和固定设置在所述的基架上端的径向加载机构，待测试的轮胎与所述的径向加载机构相连接，其特征在于所述的径向加载机构上设置有轮胎转向机构，所述的基架的下端设置有可倾斜式转鼓装置，测试时，所述的轮胎的外圆周面抵在所述的可倾斜式转鼓装置上。

2.如权利要求1所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的径向加载机构包括上固定板、下固定板、第一电机、丝杆和转盘组件，所述的下固定板固定连接在所述的基架的上端，所述的下固定板与所述的上固定板之间固定设置有支撑杆，所述的第一电机竖直设置在所述的上固定板上，所述的丝杆轴接在所述的上固定板与所述的下固定板之间，所述的第一电机与所述的丝杆之间设置有皮带轮传动组件，所述的丝杆上螺接有传动螺母，所述的传动螺母上固定设置有安装板，所述的上固定板与所述的下固定板之间设置有至少两根可上下滑动的导杆，所述的导杆之间固定设置有连接板，所述的连接板与所述的安装板之间固定设置有第一力传感器，所述的第一力传感器位于所述的传动螺母的下方，所述的导杆的下端向下穿过所述的下固定板与所述的转盘组件相连接，所述的轮胎转向机构设置在所述的转盘组件上，所述的转盘组件上设置有竖直设置的施力杆，所述的施力杆的下端与所述的轮胎的中心轴垂直轴接。

3.如权利要求2所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的转盘组件包括上下设置的上转盘和下转盘，所述的导杆的下端与所述的上转盘固定连接，所述的导杆的下端套设有衬套，所述的衬套与所述的上转盘固定连接，所述的施力杆的上端与所述的下转盘固定连接，所述的轮胎转向机构包括支座、手轮、蜗轮和蜗杆，所述的支座固定设置在所述的上转盘上，所述的蜗杆与所述的支座相轴接，所述的手轮与所述的蜗杆同轴固定连接，所述的蜗轮与所述的蜗杆相啮合，所述的蜗轮上同轴固定设置有蜗轮轴，所述的蜗轮轴向下同轴穿过所述的上转盘和所述的下转盘，所述的蜗轮轴的下端固定设置有端盖，所述的端盖与所述的下转盘固定连接，所述的下转盘上设置有弧形的滑槽，第一调节螺钉向上穿过所述的滑槽与所述的上转盘固定连接。

4.如权利要求2所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的第一电机与所述的上固定板之间设置有皮带张力调节机构，所述的皮带张力调节机构包括电机安装板，所述的电机安装板固定连接在所述的第一电机的上端，所述的电机安装板上设置有水平的第一调节槽，第二调节螺钉向下穿过所述的第一调节槽与所述的上固定板固定连接，所述的上固定板的上端面一体设置有调节座，第三调节螺钉水平螺接在所述的电机安装板上，且所述的第三调节螺钉的端部顶在所述的调节座与所述的电机安装板相对的端面上。

5.如权利要求2所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的导杆为三根，三根所述的导杆呈等腰三角形分布在所述的丝杠的周围。

6.如权利要求1所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的可倾斜式转鼓装置包括转鼓，所述的轮胎的外圆周面抵在所述的转鼓的外圆周面上，所述的基架的下端设置有转鼓转动驱动机构，所述的转鼓与所述的基架之间设置有转鼓上下侧倾机构。

7.如权利要求6所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的转鼓上下侧倾机构包括中心轴和位于所述的转鼓两侧的支撑架，所述的支撑架固定连接在所述的基架的底部，所述的转鼓同轴固定套接在所述的中心轴上，所述的中心轴上同轴固定设置有第二力传感器，所述的中心轴的两端同轴固定套设有调心球轴承，所述的调心球轴承位于对应侧的支撑架内且与所述的支撑架上下滑动配合，所述的支撑架的上端螺接有第四调节螺钉，所述的第四调节螺钉向下伸入所述的支撑架内且与所述的调心球轴承的上端相轴接。

8.如权利要求7所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的支撑架的内侧一体设置有竖直的导轨，所述的调心球轴承的两侧设置有导向槽，所述的导向槽与所述的导轨滑动配合。

9.如权利要求7所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的支撑架的内侧设置有带竖直尺寸刻度的标尺，所述的调心球轴承的端面设置有对准线，所述的对准线与所述的标尺的尺寸刻度对齐。

10.如权利要求7所述的一种用于轮胎动态测试的径向加载实验装置，其特征在于所述的转鼓转动驱动机构包括第二电机、离合器和传动轴，所述的基架的下端固定设置有电机座，所述的第二电机上固定设置有电机连接板，所述的电机连接板的两侧分别设置有第二调节槽，第五调节螺钉穿过所述的第二调节槽与所述的电机座相螺接，所述的离合器与所述的第二电机的驱动轴固定连接，所述的传动轴的两端分别固定设置有万向联轴器，其中一端的万向联轴器与所述的离合器固定连接，另一端的万向联轴器与所述的中心轴固定连接。