CN104931371A - 一种新型橡胶磨耗试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型橡胶磨耗试验机，属于橡胶磨耗试验机领域。该磨耗试验机由胶轮加热装置、自动撒砂装置、角度调节机构、电磁加力装置、调速电机Ⅰ、电机调速器I、减速器、砂轮、砂轮支撑杆、砂轮支架、去屑轮Ⅰ、去屑轮II组成。试验时可以测定不同温度、不同负荷、不同速度、不同角度下的橡胶磨耗，反映轮胎在不同使用条件下的磨耗性能。通过加热圈对胶轮从内部加热，来模拟汽车轮胎运行时内部生热，实现与汽车轮胎运行时相一致的温度场，克服通过改变环境温度而控制试样测试温度的试验方法。通过电磁加力装置实现高精度、连续可控的加力方式，克服液压加力方式系统复杂、维修不便的缺点。通过自动撒砂装置自动、连续、均匀地撒砂来防止胶屑黏着在胶轮上，从而影响试验结果。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶磨耗试验机领域，特别涉及到一种模拟滚动轮胎磨耗的新型橡胶磨耗试验机。
背景技术
目前大多数轮胎生产厂家及科研单位普遍采用常温下的阿克隆磨耗试验机、杜邦-格拉希里磨耗试验机、DIN(邵坡儿)磨耗试验机对轮胎进行磨耗试验，这一试验方法与汽车轮胎的实际使用情况有很大差别。
现有的高温磨耗试验机FPS磨耗试验机、兰伯磨耗试验机、还有我国自主研发的GHK型磨耗试验机都有共同的缺点，价格昂贵，试验温度为试件所在环境的温度，而且以上三种磨耗试验机所获得的胶轮温度场都为等温场，这与汽车轮胎实际情况不符合。
传统的橡胶磨耗试验机阿克隆磨耗试验机、杜邦-格拉希里磨耗试验机、DIN(邵坡儿)磨耗试验机所采用的加力方式都是杠杆砝码式加力，这种加力方式不仅精度不高，而且不能实现自动控制。FPS磨耗试验机、兰伯磨耗试验机、GHK型磨耗试验机这三种先进的磨耗试验机采用的加力方式为液压加力，这种加力方式精度高可以实现自动控制，但是液压系统过于复杂、维修不便、价格昂贵。
发明内容
针对现有技术的不足之处本发明将提供一种新型橡胶磨耗试验机，可以测定不同温度、不同负荷、不同速度、不同角度下的橡胶磨耗，可更好地模拟轮胎的实际使用条件，反映轮胎的磨耗性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种新型橡胶磨耗试验机，主要由胶轮加热装置、自动撒砂装置、角度调节机构、电磁加力装置、调速电机Ⅰ、电机调速器I、减速器、砂轮、砂轮支撑杆、砂轮支架、去屑轮Ⅰ、去屑轮II组成。胶轮加热装置由转轴、内压块、绝热片Ⅰ、胶条、胶轮、绝热片II、外压块、红外线探头定位装置、红外线探头、电滑环、绝热片Ⅲ、加热圈、绝热片Ⅳ、绝热片Ⅴ、锁紧螺母Ⅰ、恒温控制系统组成；自动撒砂装置由撒砂漏斗、直齿圆柱齿轮、调速电机II、电机调速器II、电机主轴、键、定位环、锁紧螺母Ⅲ、漏斗支架、接盘组成；角度调节机构由调节手轮、螺杆、锁紧螺母Ⅳ、调整支架、调整板组成；电磁加力装置由加力器工作机构(其中：加力器工作机构由电磁铁、永磁铁、导柱、导套、右盖、铁套、铝套、螺钉、垫圈、锁紧螺母II、螺栓Ⅰ、螺栓II、螺栓Ⅲ、螺栓Ⅳ)、压力传感器、连接件、加力器支撑架、控制装置组成；
所述的砂轮支架、加力器支撑架、调整支架固定在磨耗试验机工作台上，漏斗支架固定在减速器外壳上。砂轮通过砂轮支撑杆安装在砂轮支架上，去屑轮II安装在砂轮支撑杆上并且与砂轮接触。调速电机Ⅰ通过角度调节机构固定在调整支架上，电机调速器I安装在工作台上，胶轮加热装置的转轴通过减速器与调速电机Ⅰ相对固定，去屑轮Ⅰ安装在减速器外壳上并且与胶轮接触。
在胶轮加热装置中，加热圈嵌于转轴上环形凹槽内，加热圈与环形凹槽接触处用绝热片Ⅲ、绝热片Ⅳ、绝热片Ⅴ隔开。胶条粘贴在胶轮上，胶轮套在加热圈上，绝热片Ⅰ和绝热片Ⅱ贴在胶轮的两侧且分别用内压块和外压块压紧，外压块用锁紧螺母Ⅰ锁紧。转轴顶端安装电滑环，电滑环左端的两根接线柱分别与加热圈的两根电线相接，电滑环右端的两根接线柱与恒温控制系统相接。在锁紧螺母Ⅰ与电滑环之间安装红外线探头定位装置，红外线探头定位装置上安装红外线探头。红外线探头的信号传导线与恒温控制系统相接，恒温控制系统安装在工作台上。
在自动撒砂装置中，撒砂漏斗安装在漏斗支架右侧的凸架上，调速电机Ⅱ、电机调速器Ⅱ分别安装在支架左侧上下分层的两个垫板上。接盘安装在工作台上。撒砂漏斗的漏口对准橡胶轮和砂轮的接触处。电机主轴安装在调速电机Ⅱ上，直齿圆柱齿轮通过键与电机主轴连接并且与撒砂漏斗漏口四周为微小的间隙配合。直齿圆柱齿轮通过轴阶、定位环、锁紧螺母Ⅲ锁紧在电机主轴上。
在角度调节机构中，调整板铰接在调整支架上，调节手轮和螺杆装配在一起，螺杆通过调整支架与调整板接触，并通过锁紧螺母Ⅳ锁紧在调整支架上。
在电磁加力装置中，压力传感器输出端通过连接件与砂轮支撑杆固定，压力传感器的输入端与加力器工作机构连接，加力器工作机构固定在加力器支撑架上。压力传感器的导线和加力工作机构的电磁铁导线连接在控制装置上。
在加力器工作机构中，铁套安装在加力器支撑架上，导套和右盖分别通过螺栓Ⅰ、螺栓II、螺栓Ⅲ、螺栓Ⅳ安装在铁套上，铝套通过螺钉固定在铁套内，电磁铁的铁心通过垫圈和锁紧螺母II锁紧在右盖上，永磁铁固定在导柱的一端，导柱的另一端通过导套与压力传感器的输入端连接。
本发明的有益效果是：试验时可以测定不同温度、不同负荷、不同速度、不同角度下的橡胶磨耗。通过加热圈对胶轮从内部加热，来模拟汽车轮胎运行时内部生热，实现与汽车轮胎运行时相一致的温度场，克服通过改变环境温度而控制试样测试温度的试验方法。通过电磁加力装置实现高精度、连续可控的加力方式，克服液压加力方式系统复杂、维修不便的缺点。通过自动撒砂装置自动、连续、均匀地撒砂来防止胶屑黏着在胶轮上，从而影响试验结果。
附图说明
图1是本发明安装结构图。
图2是胶轮加热装置安装结构图。
图3是自动撒砂装置安装结构图。
图4是角度调节机构安装结构图。
图5是加力器工作机构安装结构图。
图中：1.电机调速器I，2.调速电机Ⅰ，3.减速器，4.去屑轮Ⅰ，5.漏斗支架，6.电机调速器II，7.调速电机II，8.电机主轴，9.键，10.锁紧螺母Ⅲ，11.定位环，12.直齿圆柱齿轮，13.撒砂漏斗，14.砂轮支架，15.转轴，16.内压块，17.绝热片Ⅰ，18.胶条，19.胶轮，20.绝热片II，21.外压块，22.红外线探头定位装置，23.红外线探头，24.电滑环，25.恒温控制系统，26.锁紧螺母Ⅰ，27.绝热片Ⅲ，28.绝热片Ⅳ，29.加热圈，30.绝热片Ⅴ，31.砂轮，32.压力传感器，33.控制装置，34.铁套，35.加力器支撑架，36.连接件，37.导套，38.螺栓Ⅰ，39.螺钉，40.铝套，41.螺栓II，42.线圈，43.垫圈，44.锁紧螺母II，45.铁芯，46.铁芯架，47.右盖，48.螺栓Ⅲ，49.永磁铁，50.导柱，51.螺栓Ⅳ，52.砂轮支撑杆，53.去屑轮II，54.接盘，55.调节手轮，56.螺杆，57.锁紧螺母Ⅳ，58.调整板，59.调整支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明具体的实施方法：
参照图1至图5，本发明一种新型橡胶磨耗试验机，由胶轮加热装置、自动撒砂装置、角度调节机构、电磁加力装置、调速电机Ⅰ(2)、电机调速器I(1)、减速器(3)、砂轮(31)、砂轮支撑杆(52)、砂轮支架(14)、去屑轮Ⅰ(4)、去屑轮II(53)组成。胶轮加热装置由转轴(15)、内压块(16)、绝热片Ⅰ(17)、胶条(18)、胶轮(19)、绝热片II(20)、外压块(21)、红外线探头定位装置(22)、红外线探头(23)、电滑环(24)、绝热片Ⅲ(27)、加热圈(29)、绝热片Ⅳ(28)、绝热片Ⅴ(30)、锁紧螺母Ⅰ(26)、恒温控制系统(25)组成；自动撒砂装置由撒砂漏斗(13)、直齿圆柱齿轮(12)、调速电机II(7)、电机调速器II(6)、电机主轴(8)、键(9)、定位环(11)、锁紧螺母Ⅲ(10)、漏斗支架(5)、接盘(54)组成；角度调节机构由调节手轮(55)、螺杆(56)、锁紧螺母Ⅳ(57)、调整支架(58)、调整板(59)组成；电磁加力装置由加力器工作机构(其中：加力器工作机构由电磁铁、永磁铁(49)、导柱(40)、导套(37)、右盖(47)、铁套(34)、铝套(40)、螺钉(39)、垫圈(43)、锁紧螺母II(44)、螺栓Ⅰ(38)、螺栓II(41)、螺栓Ⅲ(48)、螺栓Ⅳ(51))、压力传感器(32)、连接件(36)、加力器支撑架(35)、控制装置(33)组成；
所述的砂轮支架(14)、加力器支撑架(35)、调整支架(58)固定在磨耗试验机工作台上，漏斗支架(5)固定在减速器(3)外壳上。砂轮(31)通过砂轮支撑杆(52)安装在砂轮支架(14)上，去屑轮II(53)安装在砂轮支撑杆(52)上并且与砂轮(31)接触。调速电机Ⅰ(2)通过角度调节机构固定在调整支架(58)上，电机调速器I(1)安装在工作台上，胶轮加热装置的转轴(15)通过减速器(3)与调速电机Ⅰ(2)相对固定，去屑轮Ⅰ(4)安装在减速器(3)外壳上并且与胶轮(19)接触。
在胶轮加热装置中，加热圈(29)嵌于转轴(15)上环形凹槽内，加热圈(29)与环形凹槽接触处用绝热片Ⅲ(27)、绝热片Ⅳ(28)、绝热片Ⅴ(30)隔开。胶条(18)粘贴在胶轮(19)上，胶轮(19)套在加热圈(29)上，绝热片Ⅰ(17)和绝热片Ⅱ(20)贴在胶轮(19)的两侧且分别用内压块(16)和外压块(21)压紧，外压块(21)用锁紧螺母Ⅰ(26)锁紧。转轴(15)顶端安装电滑环(24)，电滑环(24)左端的两根接线柱分别与加热圈(29)的两根电线相接，电滑环右端的两根接线柱与恒温控制系统(25)相接。在锁紧螺母Ⅰ(26)与电滑环(24)之间安装红外线探头定位装置(22)，红外线探头定位装置(22)上安装红外线探头(23)。红外线探头(23)的信号传导线与恒温控制系统(25)相接，恒温控制系统(25)安装在工作台上。
在自动撒砂装置中，撒砂漏斗(13)安装在漏斗支架(5)右侧的凸架上，调速电机Ⅱ(7)、电机调速器Ⅱ(6)分别安装在支架左侧上下分层的两个垫板上。接盘(54)安装在工作台上。撒砂漏斗(13)的漏口对准橡胶轮(19)和砂轮(31)的接触处。电机主轴(8)安装在调速电机Ⅱ上(7)，直齿圆柱齿轮(12)通过键(9)与电机主轴(8)连接并且与撒砂漏斗(13)漏口四周为微小的间隙配合。直齿圆柱齿轮(12)通过轴阶、定位环(11)、锁紧螺母锁Ⅲ(10)紧在电机主轴(8)上。
在角度调节机构中，调整板(59)铰接在调整支架(58)上，调节手轮(55)和螺杆(56)装配在一起，螺杆(56)通过调整支架(58)与调整板(59)接触，并通过锁紧螺母Ⅳ(57)锁紧在调整支架(58)上。
在电磁加力装置中，压力传感器(32)输出端通过连接件(36)与砂轮支撑杆(52)固定，压力传感器(32)的输入端与加力器工作机构连接，加力器工作机构固定在加力器支撑架(35)上。压力传感器(32)的导线和加力工作机构的电磁铁导线连接在控制装置(33)上。
在加力器工作机构中，铁套(34)安装在加力器支撑架(35)上，导套(37)和右盖(47)分别通过螺栓Ⅰ(38)、螺栓II(41)、螺栓Ⅲ(48)、螺栓Ⅳ(51)安装在铁套(34)上，铝套(40)通过螺钉(39)固定在铁套(34)内，电磁铁的铁心(45)通过垫圈(43)和锁紧螺母II(44)锁紧在右盖(47)上，永磁铁(49)固定在导柱(50)的一端，导柱(50)的另一端通过导套(37)与压力传感器(32)的输入端连接。
本发明的工作原理和工作过程为：
在进行不同温度下的橡胶磨耗试验时，通过恒温控制系统(25)再通过电滑环(24)给加热圈(29)和胶轮(19)加热，加热温度由恒温控制系统(25)设定，恒温控制系统(25)通过红外线探头(23)测定加热温度并且反馈温度，当加热温度高于设定温度时恒温控制系统(25)自动停止给加热圈(29)加热，当加热温度低于设定温度时恒温控制系统(25)自动给加热圈(29)通电并加热。在加热过程中绝热片Ⅲ(27)、绝热片Ⅳ(28)、绝热片Ⅴ(30)用来避免加热圈(29)直接给转轴(15)加热，绝热片Ⅰ(17)和绝热片Ⅱ(20)防止热流快速沿胶轮(19)的轴向流出，并引导热流沿胶轮(19)的径向流动，最终把热量传给胶条(18)。
在进行不同负荷下的橡胶磨耗试验时，通过控制装置(33)给电磁铁的线圈(42)输入恒定大小的直流电产生与永磁铁(49)异性相斥的恒定磁场力，并通过压力传感器(32)、连接件(36)、砂轮支撑杆(52)、砂轮(31)把压力传给胶轮(19)。压力传感器(32)把压力信号转换为电信号反馈给控制装置(33)并显示压力值的大小。
在进行不同速度下的橡胶磨耗试验时，通过调速电机Ⅰ(2)、电机调速器Ⅰ(1)、减速器(3)对橡胶轮(19)进行调速。
在进行不同角度下的橡胶磨耗试验时，通过转动调节手轮(55)带动螺杆(56)转动，螺杆(56)推动调整板(58)绕调整支架(59)转动，再进一步推动调速电机Ⅰ(2)转动一定角度，最后利用锁紧螺母Ⅳ(57)锁紧螺杆(56)，防止试验过程中螺杆(56)发生转动。
在进行撒砂防止胶轮高温发粘时，放满砂子的撒砂漏斗(13)，通过调速电机Ⅱ(7)带动直齿圆柱齿轮(12)旋转实现自动、均匀、连续撒砂，撒下的砂子和胶屑掉落在接盘(54)上，便于回收利用。
以上实施方案仅用于说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种新型橡胶磨耗试验机，由胶轮加热装置、自动撒砂装置、角度调节机构、电磁加力装置、调速电机Ⅰ(2)、电机调速器I(1)、减速器(3)、砂轮(31)、砂轮支撑杆(52)、砂轮支架(14)、去屑轮Ⅰ(4)、去屑轮II(53)组成,其特征在于：胶轮加热装置由转轴(15)、内压块(16)、绝热片Ⅰ(17)、胶条(18)、胶轮(19)、绝热片II(20)、外压块(21)、红外线探头定位装置(22)、红外线探头(23)、电滑环(24)、绝热片Ⅲ(27)、加热圈(29)、绝热片Ⅳ(28)、绝热片Ⅴ(30)、锁紧螺母Ⅰ(26)、恒温控制系统(25)组成；自动撒砂装置由撒砂漏斗(13)、直齿圆柱齿轮(12)、调速电机II(7)、电机调速器II(6)、电机主轴(8)、键(9)、定位环(11)、锁紧螺母Ⅲ(10)、漏斗支架(5)、接盘(54)组成；角度调节机构由调节手轮(55)、螺杆(56)、锁紧螺母Ⅳ(57)、调整支架(58)、调整板(59)组成；电磁加力装置由加力器工作机构(其中：加力器工作机构由电磁铁、永磁铁(49)、导柱(40)、导套(37)、右盖(47)、铁套(34)、铝套(40)、螺钉(39)、垫圈(43)、锁紧螺母II(44)、螺栓Ⅰ(38)、螺栓II(41)、螺栓Ⅲ(48)、螺栓Ⅳ(51))、压力传感器(32)、连接件(36)、加力器支撑架(35)、控制装置(33)组成。
2.根据权利要求1所述的一种新型橡胶磨耗试验机，其特征在于：所述的砂轮支架(14)、加力器支撑架(35)、调整支架(58)固定在磨耗试验机工作台上，漏斗支架(5)固定在减速器(3)外壳上。砂轮(31)通过砂轮支撑杆(52)安装在砂轮支架(14)上，去屑轮II(53)安装在砂轮支撑杆(52)上并且与砂轮(31)接触。调速电机Ⅰ(2)通过角度调节机构固定在调整支架(58)上，电机调速器I(1)安装在工作台上，胶轮加热装置的转轴(15)通过减速器(3)与调速电机Ⅰ(2)相对固定，去屑轮Ⅰ(4)安装在减速器(3)外壳上并且与胶轮(19)接触。
3.根据权利要求1所述的一种新型橡胶磨耗试验机，其特征在于：在胶轮加热装置中，加热圈(29)嵌于转轴(15)上环形凹槽内，加热圈(29)与环形凹槽接触处用绝热片Ⅲ(27)、绝热片Ⅳ(28)、绝热片Ⅴ(30)隔开。胶条(18)粘贴在胶轮(19)上，胶轮(19)套在加热圈(29)上，绝热片Ⅰ(17)和绝热片Ⅱ(20)贴在胶轮(19)的两侧且分别用内压块(16)和外压块(21)压紧，外压块(21)用锁紧螺母Ⅰ(26)锁紧。转轴(15)顶端安装电滑环(24)，电滑环(24)左端的两根接线柱分别与加热圈(29)的两根电线相接，电滑环右端的两根接线柱与恒温控制系统(25)相接。在锁紧螺母Ⅰ(26)与电滑环(24)之间安装红外线探头定位装置(22)，红外线探头定位装置(22)上安装红外线探头(23)。红外线探头(23)的信号传导线与恒温控制系统(25)相接，恒温控制系统(25)安装在工作台上。
4.根据权利要求1所述的一种新型橡胶磨耗试验机，其特征在于：在自动撒砂装置中，撒砂漏斗(13)安装在漏斗支架(5)右侧的凸架上，调速电机Ⅱ(7)、电机调速器Ⅱ(6)分别安装在支架左侧上下分层的两个垫板上。接盘(54)安装在工作台上。撒砂漏斗(13)的漏口对准橡胶轮(19)和砂轮(31)的接触处。电机主轴(8)安装在调速电机Ⅱ上(7)，直齿圆柱齿轮(12)通过键(9)与电机主轴(8)连接并且与撒砂漏斗(13)漏口四周为微小的间隙配合。直齿圆柱齿轮(12)通过轴阶、定位环(11)、锁紧螺母锁Ⅲ(10)紧在电机主轴(8)上。
5.根据权利要求1所述的一种新型橡胶磨耗试验机，其特征在于：在角度调节机构中，调整板(59)铰接在调整支架(58)上，调节手轮(55)和螺杆(56)装配在一起，螺杆(56)通过调整支架(58)与调整板(59)接触，并通过锁紧螺母Ⅳ(57)锁紧在调整支架(58)上。
6.根据权利要求1所述的一种新型橡胶磨耗试验机，其特征在于：在电磁加力装置中，压力传感器(32)输出端通过连接件(36)与砂轮支撑杆(52)固定，压力传感器(32)的输入端与加力器工作机构连接，加力器工作机构固定在加力器支撑架(35)上。压力传感器(32)的导线和加力工作机构的电磁铁导线连接在控制装置(33)上。
7.根据权利要求1所述的一种新型橡胶磨耗试验机，其特征在于：在加力器工作机构中，铁套(34)安装在加力器支撑架(35)上，导套(37)和右盖(47)分别通过螺栓Ⅰ(38)、螺栓II(41)、螺栓Ⅲ(48)、螺栓Ⅳ(51)安装在铁套(34)上，铝套(40)通过螺钉(39)固定在铁套(34)内，电磁铁的铁心(45)通过垫圈(43)和锁紧螺母II(44)锁紧在右盖(47)上，永磁铁(49)固定在导柱(50)的一端，导柱(50)的另一端通过导套(37)与压力传感器(32)的输入端连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150923 |