CN108519243A - 一种新型仿充气轮胎的橡胶磨耗检测设备 - Google Patents

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何燕
楚电明
白文娟
夏坚强
叶明瑞
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Abstract

本发明的目的是提供一种新型仿充气轮胎的橡胶磨耗检测设备，可以为橡胶磨耗领域提供更加贴近橡胶真实使用状态的磨耗实验参数，本发明创造性的使用了空气弹簧作为压力施加装置，并添加了橡胶磨耗转向装置，空气弹簧压力施加装置能够很好地模仿充气轮胎橡胶工作时的真实环境，很好的模仿出轮胎橡胶在实际使用过程中的震动以及所承受的压力。使得出的磨耗参数更加贴近真实磨耗。橡胶磨耗转向装置可实现对轮胎使用过程中转弯时橡胶的磨耗进行模拟检测。为磨耗检测增加了检测的多样性。同时，控制系统也可根据事先输入的路谱信息将按要求控制空气弹簧实现对待测橡胶的变化施压，并配合橡胶磨耗转向装置完成对特定路谱的模拟橡胶磨耗检测。

Description

一种新型仿充气轮胎的橡胶磨耗检测设备
技术领域
本发明涉及橡胶性能检测、轮胎磨耗等相关领域，特别涉及一种仿充气轮胎的橡胶磨耗检测设备。
背景技术
随着社会的进步，人们对汽车的需求不断增加，汽车迎来了井喷式的增长，随之而来的是大量的轮胎市场需求，作为一种消耗品，其磨耗性能指标便成了各类轮胎厂商的核心竞争。其中最重要的便是橡胶轮胎的磨耗性能，而完成对橡胶轮胎各项性能测试的则由各种橡胶磨耗设备完成，但现有磨耗机并不能很好的模拟实际的路况以及轮胎在实际使用过程中的磨耗情况。
本发明提出一种仿充气轮胎的橡胶磨耗检测设备，在橡胶磨耗实验中采用空气弹簧进行压力施加，使整个检测过程都可保持压力的精确施加，并创新性的加入运动转角机构，很好的模仿了轮胎在使用过程中的转向磨耗问题，使检测方法更加真实、可靠、多元化。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型仿充气轮胎的橡胶磨耗检测设备，可以为橡胶磨耗领域提供更加贴近橡胶真实使用状态的磨耗实验参数，本发明创新性的使用了空气弹簧作为压力施加装置，实现了更加贴近现实的柔性高、可靠性高、可控性高等的施压条件。并配合橡胶磨耗转向装置进行轮胎高速转弯时橡胶磨耗的模拟检测。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种仿充气轮胎的橡胶磨耗检测设备包括所述的空气弹簧压力施加装置，空气弹簧压力施加装置具有结构简单，施加压力精确和可控性等特点，保证待测橡胶施加压力的平稳性和可靠性均明显优于其他压力施加装置，并能很好地应对和缓冲磨耗检测过程中的机械振动问题。所述空气弹簧压力施加装置下方安装有橡胶磨耗转向装置，使得本发明在实现准确施加压力的同时，也可模拟轮胎实际使用过程中转弯时橡胶的磨耗情况。磨耗装置通过砂轮带动待测橡胶高速旋转从而完成磨耗测试过程。
所述空气弹簧压力施加装置由箱体，测力传感器，空气弹簧，导杆，承重轴组成，测力传感器固定在箱体的上侧，空气弹簧安装在测力传感器下测，导杆位于空气弹簧的下侧，所述导杆上侧有圆形凹槽，凹槽内安装有轴向承重轴承，空气弹簧上侧与测力传感器紧密接触，下侧与导杆凹槽内轴向承重轴承相接触，轴向承重轴承可以满足导杆转动的同时空气弹簧不会转动扭曲，又能实现导杆的旋转运动。所述导杆上端为圆柱体，圆柱体下表面对称分布有两根圆柱长杆，并且对称分部的两根圆柱长杆中均有通孔。导杆两侧圆柱长杆通过滚动轴承插入转向盘对应两圆孔内，导杆的旋转由橡胶磨耗转向装置中的转向盘带动完成。承重轴则安放在导杆上两圆柱的通孔内，所述承重轴为阶梯轴，中间部分直径较大，用于装载待测橡胶承重轴与砂轮最上端相接触，从而实现对待测橡胶磨耗过程的施压。所述砂轮通过键连接安装在转轴上，所述转轴通过左三角支架和右三角支架支撑，并通过滚动轴承连接，所述转轴通过联轴器与电机连接，从而使所述电机带动所述转轴高速旋转，从而对待测橡胶进行磨耗实验，所述电机安装在电机安装台上，所述电机安装台固定在箱体上
所述转向装置由转向安放桌，转向盘，步进电机组成。所述转向安放桌通过四根桌腿与箱体下底板的定位孔进行校准安装并固定，以保证转向盘，导杆，空气弹簧的轴心线与砂轮的最高点重合。所述转向安放桌上有两圆弧形通孔，以及一个圆形通孔，两圆弧形通孔是用来作为导杆在转动时的运动轨道，所述转向盘外边缘有锥齿轮，并且转向盘上对称分部有两孔，两孔用于导杆的插入，圆心部分有圆柱形凸台，转向盘上的圆柱形凸台通过滚动轴承安放在转向安放桌的圆形通孔内，从而实现转向盘在转向安放桌上的转动，步进电机安装在安放桌相应位置，通过联轴器与锥齿轮连接，所连接齿轮与转向盘外圆锥轮齿相啮合，步进电机在控制系统的控制下按一定速度转动，同时带动转向盘转动，转向盘转动时带动导杆旋转，从而实现了待测橡胶的旋转运动。
本发明的有益效果是：
本发明利用空气弹簧压力施加装置，通过控制系统对传感器的实时反馈调解气泵压力，实现设定负载的自动化调解。
通过空气弹簧自身所具有的特点，能很好地适应和缓解检测过程中电机高速运转带来的机械振动。
通过橡胶磨耗转向装置可以很好的模仿轮胎橡胶在转向时的磨耗检测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明箱体内部的结构示意图；
图2是本发明导杆的结构示意图；
图3是本发明转向盘安放桌的结构示意图；
图4是本发明转向盘的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于了解，下面结合具体图示，进一步阐述。
所述空气弹簧压力施加装置由箱体(1)，测力传感器(2)，空气弹簧(3)，导杆(4)，承重轴(8)组成，测力传感器(2)固定在箱体的上侧，空气弹簧(3)安装在测力传感器(2)下侧，导杆位于空气弹簧(3)的下侧，所述导杆(4)上侧有圆形凹槽，凹槽内安装有轴向承重轴承，空气弹簧(3)上侧与测力传感器(2)紧密接触，下侧与导杆(4) 凹槽通过轴向承重轴承相接触，轴向承重轴承可以满足导杆(4)转动的同时空气弹簧(3) 不会转动扭曲，又能实现导杆(4)的旋转运动。所述导杆上端为圆柱体，圆柱体下表面对称分布有两根圆柱长杆，并且对称分部的两根圆柱长杆中均有通孔。导杆(4)两侧圆柱长杆通过滚动轴承插入转向盘(5)对应两圆孔内，导杆(4)的旋转由橡胶磨耗转向装置中的转向盘(5)带动完成。承重轴(8)则安放在导杆(4)上两圆柱的通孔内，所述承重轴(8)为阶梯轴，中间部分直径较大，用于装载待测橡胶。承重轴(8)与砂轮 (15)最上端相接触，从而实现对待测橡胶在磨耗过程的施压。所述砂轮(15)通过键连接安装在转轴(10)上，所述转轴通过左三角支架(9)和右三角支架(14)支撑，并通过滚动轴承连接，所述转轴(10)通过联轴器(13)与电机(12)连接，从而使所述电机带动所述转轴(10)高速旋转，从而对待测橡胶进行磨耗实验，所述电机安装在电机安装台上(11)，所述电机安装台(11)固定在箱体(1)上。
所述转向装置由转向安放桌(7)，转向盘(5)，步进电机(6)组成，所述转向安放桌(7)通过四根桌腿与箱体(1)下底板的定位孔进行校准安装并紧固，以保证转向盘 (5)，导杆(4)，空气弹簧(3)的轴心线与砂轮(15)的最高点重合。所述转向盘安放桌(7)上有两圆弧形通孔和一个圆形通孔。两圆弧形通孔是用来作为导杆(4)在转动时的运动轨道，所述转向盘(5)外边缘有锥齿轮，并且转向盘(5)上对称分部有两孔，两孔用于导杆(4)的插入，圆心部分有圆柱形凸台，转向盘(5)上的圆柱形凸台通过滚动轴承安放在转向安放桌(7)的圆形通孔内，从而实现转向盘(5)在安放桌上的转动，步进电机(6)通过安装在转向安放桌(7)相应位置，步进电机(6)通过联轴器(13) 与锥齿轮连接，步进电机(6)所连接齿轮与转向盘(5)外圆锥轮齿相啮合，步进电机 (6)在控制系统的控制下按一定速度转动，同时带动转向盘(5)转动，转向盘(5)转动时带动导杆(4)旋转，从而实现了待测橡胶的旋转运动。
本发明的工作流程如下：
在控制系统中输入待测橡胶所要被施加的压力值，旋转速度等参数，控制系统会控制空气压缩泵(16)向空气弹簧(3)充入压缩空气，从而同时向导杆(4)和测力传感器(2)施加压力，测力传感器(2)将测得压力数据不断地反馈给控制系统，使压力调节到设定值。控制系统控制电机(12)的转速，使待测橡胶达到预定的磨耗测试状态。控制系统会根据输入的转向参数调节步进电机(6)的转动来控制待测橡胶的转动幅度和转动速度，完成对橡胶转动时磨耗的测试。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本发明不受上述实施过程的限制，上述实施过程和说明书中描述的仅为本发明的原理，在不脱离本发明使用范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.本发明提供了一种新型的仿充气轮胎的橡胶耗设备，其特征在于：一种新型的仿充气轮胎的橡胶磨耗设备包括空气弹簧压力施加装置，橡胶磨耗转向装置和磨耗装置，其空气弹簧压力施加装置主要包括箱体(1)，测力传感器(2)，空气弹簧(3)，导杆(4)，承重轴(8)，砂轮轴(10)，砂轮(15)轴承支架一(9),轴承支架二(14)，空气压缩泵(16)。转向装置主要包括：转向盘(5)，步进电机(6)，转向盘安放桌(7)。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧压力施加装置，其特征在于：由控制系统控制空气压缩泵(16)对空气弹簧(3)进行充气加压，由于空气弹簧(3)在纵向上无法产生形变量，从而对纵向约束施加压力，位于空气弹簧(3)上方的测力传感器(2)将压力数值反馈到控制系统，控制系统根据输入的压力参数自行调节空气压缩泵(7)的工作，从而使施加在待测橡胶的压力达到要求。并在整个磨耗测试中始终维持待测橡胶上的压力稳定或按预定方案智能施加压力。
3.根据权利要求1所述的空气弹簧压力施加装置：空气弹簧位于测力传感器(6)与导杆(2)之间，空气弹簧(1)通过导杆(2)将将压力传递到受力杆(4)，从而对橡胶装载轮(5)施加压力，最终使待测橡胶受到设定压力。
4.根据权利要求1所述的橡胶磨耗转向装置，其特征在于：由控制系统控制步进电机(6)的转动方向和转动角度的大小，步进电机(6)通过锥齿轮传动带动转向盘(5)的转动，转向盘(5)带动导杆(4)转动，从而完成对待测橡胶磨耗过程中的转向运动。
5.根据权利要求1所述的磨耗装置，其特征在于：用控制系统控制电机(12)转速，电机(12)通过联轴器(13)与转轴(10)相连接，转轴安装在三角轴承支座(14)上，转轴(10)通过键连接带动砂轮(15)转动，砂轮(15)最上端与待测橡胶相接触。
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