CN108760348A - 重型承载轮试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种重型承载轮试验台，包括有公共底座、用于驱动承载轮旋转的驱动装置、用于固定承载轮的固定装置、用于为承载轮提供载荷的加载装置；所述驱动装置及加载装置固定安装在所述公共底座上；所述驱动装置包括有驱动轮、扭矩测量器及驱动部；所述驱动轮通过轴承安装在驱动支座上，输入端通过扭矩测量器与驱动部输出端连接，由驱动部提供旋转动力；所述加载装置用于提供对承载轮的轴向或径向载荷，模拟承载轮行驶过程所受载荷，进而实现对承载轮测试。本发明的目的是提供一种结构简单，操作方便，能适配不同规格承载轮、能耗低的一种重型承载轮试验台。

Description

重型承载轮试验台

技术领域

本发明涉及履带轮车辆检测设备技术领域，尤其涉及一种重型承载轮试验台。

背景技术

履带式行走机构由于其牵引附着性能好、对复杂地面适应性较强等优点，被广泛应用于工程机械领域。其四轮一带中所包括的导向轮、支重轮及托轮作为主要承载轮，成为了履带式行走机的重要组成部件，其主要作用是支撑履带车辆的全部重量，引导和辅助履带车辆的行驶，并通过其在履带链上的滚动使车辆完成直线行驶或转向。由于工程机械的工作环境及工作状态较为多变，因而承载轮所承受的垂向载荷及侧向载荷的情况也较为多变。由于履带车辆承载轮既是承受整机重量的载体，又承受着较为复杂的载荷情况，尤其是支重轮，几乎需要支撑着履带车辆的全部重量，因此其技术要求较高，极易损坏且寿命较短。为了保证产品的质量，对承载轮应进行总成试验，测试其在各种工况载荷下的疲劳寿命及磨损状况，以保证承载轮在整个工作周期内满足使用要求。

中国专利(申请号：CN201520997097.8；公开日：2015.12.06)公开了一种履带车辆支重轮疲劳试验台，其变频器、电机底座及轴承底座均通过螺栓固定于试验台底座上。电机与摆线针轮减速器相连固定于电机底座上，转矩转速传感器通过转矩转速传感器底座固定于电机底座上。滚筒轴与转矩转速传感器之间以及转矩转速传感器与摆线针轮减速器之间均通过联轴器相连。履带链滚环用以模拟履带链。加载油缸装配于加载油缸固定板上，加载油缸伸出抵于履带链滚环侧面。压力传感器通过压力传感器固定板装配于试验台框架横梁上。液压千金顶固定于支重轮保持架上表面，承载轮装配于支重轮保持架并与履带链滚环接触，支重轮保持架底部装有一个转速传感器。该技术方案可以真实模拟承载轮的各种工作状态，并可以测试支重轮在工作周期内的疲劳裂纹扩展及磨损情况，评估支重轮的疲劳寿命，但在实际应用过程中，操作非常困难，侧边加载油缸在提供侧向力时需要在滚筒旋转前提前预加，静止状态下容易实现，当滚筒开始旋转运作时，固定在滚筒上的加载油缸伴随着滚筒处于高速旋转的状态，将很难保证加载油缸中的油压供给，更不用说改变加载油缸中的油压，进而改变侧向力，进行工况变换测试；且无论是施加垂直载荷，还是侧向载荷时，液压装置都处于工作状态，而为液压装置提供油压的液压泵站始终处于通电工作状态，缺少蓄能保压装置，造成电能的损耗浪费；还需要指出的是，该试验台只适合单种规格的支重轮，无法对其他规格支重轮进行试验，更不用说对导向轮或托轮进行试验了，缺乏适用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，操作方便，能适配不同规格承载轮、能耗低的一种重型承载轮试验台。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种重型承载轮试验台，包括有公共底座、用于驱动承载轮旋转的驱动装置、用于固定承载轮的固定装置、用于为承载轮提供载荷的加载装置；所述驱动装置及加载装置固定安装在所述公共底座上；所述驱动装置包括有驱动轮、扭矩测量器及驱动部；所述驱动轮通过轴承安装在驱动支座上，输入端通过扭矩测量器与驱动部输出端连接，由驱动部提供旋转动力；所述加载装置包括有第一推力机构、第二推力机构、安装座、加载底座及固定在所述加载底座上的第一滑槽；所述安装座由第一推送机构提供推力，沿所述第一滑槽移动，进而产生对承载轮的轴向或径向载荷；所述固定装置滑动安装于设置在所述安装座上与第一滑槽相互垂直布置的第二滑槽中，由第二推力机构提供推力，进而产生对承载轮的径向或轴向载荷。

其中，所述驱动部至少包括有驱动电机，所述驱动电机为永磁同步电机，内置有编码器，所述编码器可读取电机转子的转速及转角，所述承载轮指的是四轮一带中所包括的导向轮、支重轮及托轮；驱动轮模拟履带。

优选地，所述第一推力机构包括有第一推力电机、第一螺杆及与所述第一螺杆相适配的第一推力块；所述第一推力块滑动安装在所述第一滑槽中，并与所述安装座相连接；其有益效果在于：所述第一推力机构结构简单，操作方便；所述第一螺杆为“T”型螺杆，在第一推力电机停止转动时，所述第一推力块可自锁在“T”型螺杆中，不会发生位移，且可承受加大的轴向载荷。

优选地，所述第一推力块与安装座之间设有第一缓冲机构，所述第一缓冲机构包括有第一导向杆及第一弹簧，所述第一导向杆固定安装在所述安装座上，所述第一推力块上设有适配所述第一导向杆的第一导向孔；所述第一弹簧置于所述第一推力块与安装座之间；其有益效果在于：所述第一缓冲机构起到一个蓄能保压的作用，当第一推力机构将第一推力块推送的过程中，所述第一推力块在第一导向杆的作用下压缩第一弹簧进行蓄能，到达指定位置，所述第一推力电机停止转动，所述第一推力块自锁在“T”型螺杆中，所述安装座在第一弹簧回复力作用下对承载轮提供径向或轴向的载荷，极大了减小了电能的损耗，节约设备的使用成本。

优选地，所述第一推力块与所述安装座之间设有第一距离传感器；其有益效果在于：所述距离传感器用于检测所述第一推力块至安装座之间的距离，更准确地是检测第一弹簧的压缩量，根据检测的数据可以通过程序精准地计算出安装座所承担的载荷量。

优选地，所述第一弹簧套设在所述第一导向杆上；其有益效果在于：所述第一导向杆为四根，对称布置在所述安装座的四个对角，将弹簧外套于所述第一导向杆上，不仅使得整个机构设计更加简单、方便了安装，亦使得安装座所受的载荷力更加均匀，使得检测数据更加稳定可靠。

优选地，所述第二推力机构包括有第二推力电机、第二螺杆及与所述第二螺杆相适配的第二推力块，所述第二推力块与所述固定装置连接；其有益效果在于：所述第二推力机构结构简单，操作方便；所述第二螺杆为“T”型螺杆，在第二推力电机停止转动时，所述第二推力块可自锁在“T”型螺杆中，不会发生位移，且可承受加大的轴向载荷。

优选地，所述第二推力块与固定装置之间设有第二缓冲机构，所述第二缓冲机构包括有第二导向杆及第二弹簧，所述第二导向杆固定安装在所述安装座上，所述第二推力块上设有适配所述第二导向杆的第二导向孔；所述第二弹簧置于所述第二推力块与固定装置之间；其有益效果在于，所述第二缓冲机构起到二个蓄能保压的作用，当第二推力机构将第二推力块推送的过程中，所述第二推力块在第二导向杆的作用下压缩第二弹簧进行蓄能，到达指定位置，所述第二推力电机停止转动，所述第二推力块自锁在“T”型螺杆中，所述固定装置在第二弹簧回复力作用下对承载轮提供径向或轴向的载荷，极大了减小了电能的损耗，节约设备的使用成本。

优选地，所述第二推力块与所述固定装置之间设有第二距离传感器；其有益效果在于：所述距离传感器用于检测所述第二推力块至固定装置之间的距离，更准确地是检测第二弹簧的压缩量，根据检测的数据可以通过程序精准地计算出固定装置所承担的载荷量。

优选地，所述第二弹簧套设在所述第二导向杆上；其有益效果在于：所述第二导向杆为四根，对称布置在所述固定装置的四个对角，将第二弹簧外套于所述第二导向杆上，不仅使得整个机构设计更加简单、方便了安装，亦使得固定装置所受的载荷力更加均匀，使得检测数据更加稳定可靠。

优选地，所述固定装置包括有侧推板、滑块、底夹模及上夹盖；所述侧推板固定安装在所述滑块上；至少一块所述底夹模滑动连接在设置在所述滑块上的导向孔中；所述底夹模上设有导向槽，所述上夹盖滑动安装于设置在所述底夹模上的导向槽中；其有益效果在于：所述导向槽可以适用不同规格的承载轮，且所述的导向槽开口呈竖直方向，以使得固定的旋转承载轮轴心线处在水平面上，保证不同规格的承载轮在固定后轴心线的位置始终处于相同的一个平面上，保证最佳的受力位置；所述活动安装的底夹模可以适配不同长度的承载轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:1、结构简单、紧凑，占用空间小，推力机构可在轴向及径向上对承载轮提供载荷，且载荷大小的调整，无需停止装置的运行，随时可进行调整，操作方便；2、缓冲装置的设置所起到的一个蓄能保压作用，极大减少了能源的损耗，降低了设备的使用成本；3、固定装置的活动安装设计，使得固定装置可以适配各种规格的承载轮，增强了设备的适用性能；4、永磁同步电机具有更强转速控制能力，且利用电机自带的编码器进行转速的检测，节约整体设备的制作成本。

附图说明

图1为实施例一中所述的一种重型承载轮试验台的结构立体图；

图2为实施例一中所述的一种重型承载轮试验台的结构俯视图；

图3为实施例一中所述的固定装置的结构立体图；

图4为实施例一中所述的固定装置的局部结构立体图；

图5为实施例一中所述的固定装置的结构仰视图；

图6为实施例一中所述的底夹模的结构示意图；

图7为实施例二中所述的固定装置的局部结构立体图；

图8为实施例二中所述的固定装置的结构仰视图；

图9为实施例二中所述的底夹模及压板的结构示意图；

图中：1、公共底座；2、驱动装置；21、驱动电机；22、齿轮箱；23、扭矩测量器；24、驱动轮；25、驱动轮支架；3、加载装置；31、第一推力电机；32、第一螺杆；33、第一推力块；34、第一导向杆；35、第一弹簧；36、第一距离传感器；4、第二推力机构；41、第二推力电机；42、第二螺杆；43、第二推力块；44、第二导向杆；45、第二弹簧；46、第二距离传感器；5、承载轮；6、固定装置；61、底夹模；61-1、导向槽；62、上夹盖；63、第一紧固螺栓；64、侧推板；65、导向孔；66、滑块；67、第二紧固螺栓；68、调节螺杆；69、压板；7、安装座；71、第二滑槽；8、加载底座；9、第一滑槽。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-6所示，一种重型承载轮试验台，包括有公共底座1、用于驱动承载轮旋转的驱动装置2、用于固定承载轮的固定装置6、用于为承载轮提供载荷的加载装置3；所述驱动装置2及加载装置3固定安装在所述公共底座1上；所述驱动装置2包括有驱动轮24、扭矩测量器23及驱动部；所述驱动轮24通过轴承安装在驱动轮支架25上，输入端通过扭矩测量器23与驱动部输出端连接，由驱动部提供旋转动力；所述加载装置3包括有第一推力机构、第二推力机构、安装座7、加载底座8及固定在所述加载底座8上的第一滑槽9；所述安装座7由第一推送机构提供推力，沿所述第一滑槽9移动，进而产生对承载轮5的径向载荷；所述固定装置6滑动安装于设置在所述安装座7上与第一滑槽9相互垂直布置的第二滑槽71中，由所述第二推力机构提供推力，进而产生对承载轮5的轴向载荷。

其中，所述驱动部为驱动电机21和减速齿轮箱22的组合，所述驱动电机21为永磁同步电机，内置有编码器，所述编码器可读取电机转子的转速及转角。

优选地，所述第一推力机构包括有第一推力电机31、第一螺杆32及与所述第一螺杆32相适配的第一推力块33；所述第一推力块33滑动安装在所述第一滑槽9中，并与所述安装座7相连接；所述第一推力块33与安装座之间设有第一缓冲机构，所述第一缓冲机构包括有第一导向杆34及第一弹簧35，所述第一导向杆34固定安装在所述安装座7上，所述第一推力块33上设有适配所述第一导向杆34的第一导向孔；所述第一弹簧35置于所述第一推力块33与安装座7之间；进一步地，所述第一导向杆为四根，对称布置在所述安装座四个对角，所述第一弹簧35套设在所述第一导向杆34上；所述安装座7上设有用于感应所述第一弹簧35压缩量的第一距离传感器36；所述第二推力机构包括有第二推力电机41、第二螺杆42及与所述第二螺杆42相适配的第二推力块43，所述第二推力块43与所述固定装置6连接；所述第二推力块43与固定装置之间设有第二缓冲机构，所述第二缓冲机构包括有第二导向杆44及第二弹簧45，所述第二导向杆44固定安装在所述固定装置6上，所述第二推力块43上设有适配所述第二导向杆44的第二导向孔；所述第二弹簧45置于所述第二推力块43与安装座7之间；进一步地，所述第二导向杆44为四根，对称布置在所述固定装置6侧板上的四个对角，所述第二弹簧45套设在所述第二导向杆44上；所述固定装置6包括有侧推板64、滑块66、底夹模61及上夹盖62；固定安装在所述滑块66一侧的所述侧推板64上设有用于感应所述第二弹簧45压缩量的第二距离传感器46；两块所述底夹模61呈“凸”型结构，凸出部位顶端设有导向槽，侧壁设有导向槽61-1；一块所述底夹模61固定安装在所述滑块66上，另一块所述底夹模61滑动安装在设置于所述滑块上的导向孔65中，通过第二紧固螺栓67固定在滑块66中；所述上夹盖62呈“凹”型结构，滑动安装于设置在所述底夹模61上的导向槽61-1中，通过第一紧固螺栓63固定。

工作时，通过手动平移底夹模61来调整底夹模61之间的距离至适配所述承载轮5，用扳手紧固第二紧固螺栓67使其固定，将承载轮5置于所述底夹模61的导向槽中，用上夹盖62加紧，并用第一紧固螺栓63锁紧上夹盖62；启动第一推力电机31带动第一螺杆32旋转，从而推动第一推力块33及安装座7沿第一滑槽9移动，待承载轮5与驱动轮24接触后，所述安装座停止移动，旋转的第一螺杆32,继续推动第一推力块33沿第一滑槽9移动，并挤压第一弹簧35，使得第一弹簧35发生形变产生回复力，所述第一距离传感器36感应第一弹簧35的压缩变量，传递给控制器，计算出承载轮5的载荷压力，到达要求载荷压力时，控制器发出指令停止第一推力电机31工作，此时第一推力块33自锁在第一螺杆32上，第一弹簧35持续对安装座7施加载荷压力，模拟承载轮5在行驶过程中所承担的径向载荷。当需要模拟承载轮5在行驶过程中所承担的轴向载荷时，可由控制器发出指令启动第二推力电机41，通过旋转的第二螺杆42推动第二推力块43挤压第二弹簧45发生形变产生回复力，所述第二距离传感器46感应第二弹簧45的压缩变量，传递给控制器，计算出承载轮5的载荷压力，到达要求载荷压力时，控制器发出指令停止第二推力电机41工作，此时第二推力块43自锁在第二螺杆42上，第二弹簧45持续对固定装置6施加载荷压力。

实施例二

如图7-9所示，一种重型承载轮试验台，包括有公共底座1、用于驱动承载轮旋转的驱动装置2、用于固定承载轮的固定装置6、用于为承载轮提供载荷的加载装置3；所述驱动装置2及加载装置3固定安装在所述公共底座1上；所述驱动装置2包括有驱动轮24、扭矩测量器23及驱动部；所述驱动轮24通过轴承安装在驱动轮支架25上，输入端通过扭矩测量器23与驱动部输出端连接，由驱动部提供旋转动力；所述加载装置3包括有第一推力机构、第二推力机构、安装座7、加载底座8及固定在所述加载底座8上的第一滑槽9；所述安装座7由第一推送机构提供推力，沿所述第一滑槽9移动，进而产生对承载轮5的径向载荷；所述固定装置6滑动安装于设置在所述安装座7上与第一滑槽9相互垂直布置的第二滑槽71中，由所述第二推力机构提供推力，进而产生对承载轮5的轴向载荷。

其中，所述驱动部为驱动电机21和减速齿轮箱22的组合，所述驱动电机21为永磁同步电机，内置有编码器，所述编码器可读取电机转子的转速及转角。

优选地，所述第一推力机构包括有第一推力电机31、第一螺杆32及与所述第一螺杆32相适配的第一推力块33；所述第一推力块33滑动安装在所述第一滑槽9中，并与所述安装座7相连接；所述第一推力块33与安装座之间设有第一缓冲机构，所述第一缓冲机构包括有第一导向杆34及第一弹簧35，所述第一导向杆34固定安装在所述安装座7上，所述第一推力块33上设有适配所述第一导向杆34的第一导向孔；所述第一弹簧35置于所述第一推力块33与安装座7之间；进一步地，所述第一导向杆为四根，对称布置在所述安装座四个对角，所述第一弹簧35套设在所述第一导向杆34上；所述安装座7上设有用于感应所述第一弹簧35压缩量的第一距离传感器36；所述第二推力机构包括有第二推力电机41、第二螺杆42及与所述第二螺杆42相适配的第二推力块43，所述第二推力块43与所述固定装置6连接；所述第二推力块43与固定装置之间设有第二缓冲机构，所述第二缓冲机构包括有第二导向杆44及第二弹簧45，所述第二导向杆44固定安装在所述固定装置6上，所述第二推力块43上设有适配所述第二导向杆44的第二导向孔；所述第二弹簧45置于所述第二推力块43与安装座7之间；进一步地，所述第二导向杆44为四根，对称布置在所述固定装置6侧板上的四个对角，所述第二弹簧45套设在所述第二导向杆44上；所述固定装置6包括有侧推板64、滑块66、调节螺杆68、压板69、底夹模61及上夹盖62；固定安装在所述滑块66一侧的所述侧推板64上设有用于感应所述第二弹簧45压缩量的第二距离传感器46；两块所述底夹模61呈“凸”型结构，凸出部位顶端设有导向槽，侧壁设有导向槽61-1；其中一块所述底夹模61固定安装在所述滑块上，另一块设有适配所述调节螺杆68的所述底夹模61滑动安装在设置于所述滑块66上的导向孔65中，通过第二紧固螺栓67及压板69固定在滑块66中；所述上夹盖62呈“凹”型结构，滑动安装于设置在所述底夹模61上的导向槽61-1中，通过第一紧固螺栓63固定。

工作时，通过调节螺杆68调整底夹模61之间的距离至适配所述承载轮5，将承载轮5置于所述底夹模61的导向槽中，用上夹盖62加紧，并用第一紧固螺栓63锁紧上夹盖62；启动第一推力电机31带动第一螺杆32旋转，从而推动第一推力块33及安装座7沿第一滑槽9移动，待承载轮5与驱动轮24接触后，所述安装座停止移动，旋转的第一螺杆32,继续推动第一推力块33沿第一滑槽9移动，并挤压第一弹簧35，使得第一弹簧35发生形变产生回复力，所述第一距离传感器36感应第一弹簧35的压缩变量，传递给控制器，计算出承载轮5的载荷压力，到达要求载荷压力时，控制器发出指令停止第一推力电机31工作，此时第一推力块33自锁在第一螺杆32上，第一弹簧35持续对安装座7施加载荷压力，模拟承载轮5在行驶过程中所承担的径向载荷。当需要模拟承载轮5在行驶过程中所承担的轴向载荷时，可由控制器发出指令启动第二推力电机41，通过旋转的第二螺杆42推动第二推力块43挤压第二弹簧45发生形变产生回复力，所述第二距离传感器46感应第二弹簧45的压缩变量，传递给控制器，计算出承载轮5的载荷压力，到达要求载荷压力时，控制器发出指令停止第二推力电机41工作，此时第二推力块43自锁在第二螺杆42上，第二弹簧45持续对固定装置6施加载荷压力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种重型承载轮试验台，其特征在于，包括有公共底座、用于驱动承载轮旋转的驱动装置、用于固定承载轮的固定装置、用于为承载轮提供载荷的加载装置；所述驱动装置及加载装置固定安装在所述公共底座上；所述驱动装置包括有驱动轮、扭矩测量器及驱动部；所述驱动轮通过轴承安装在驱动支座上，输入端通过扭矩测量器与驱动部输出端连接，由驱动部提供旋转动力；所述加载装置包括有第一推力机构、第二推力机构、安装座、加载底座及固定在所述加载底座上的第一滑槽；所述安装座由第一推送机构提供推力，沿所述第一滑槽移动，进而产生对承载轮的轴向或径向载荷；所述固定装置滑动安装于设置在所述安装座上与第一滑槽相互垂直布置的第二滑槽中，由第二推力机构提供推力，进而产生对承载轮的径向或轴向载荷。

2.根据权利要求1所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第一推力机构包括有第一推力电机、第一螺杆及与所述第一螺杆相适配的第一推力块；所述第一推力块滑动安装在所述第一滑槽中，并与所述安装座相连接。

3.根据权利要求2所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第一推力块与安装座之间设有第一缓冲机构，所述第一缓冲机构包括有第一导向杆及第一弹簧，所述第一导向杆固定安装在所述安装座上，所述第一推力块上设有适配所述第一导向杆的第一导向孔；所述第一弹簧置于所述第一推力块与安装座之间。

4.根据权利要求2所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第一推力块与所述安装座之间设有第一距离传感器。

5.根据权利要求3所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第一弹簧套设在所述第一导向杆上。

6.根据权利要求1或2所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第二推力机构包括有第二推力电机、第二螺杆及与所述第二螺杆相适配的第二推力块，所述第二推力块与所述固定装置连接。

7.根据权利要求6所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第二推力块与固定装置之间设有第二缓冲机构，所述第二缓冲机构包括有第二导向杆及第二弹簧，所述第二导向杆固定安装在所述固定装置上，所述第二推力块上设有适配所述第二导向杆的第二导向孔；所述第二弹簧置于所述第二推力块与安装座之间。

8.根据权利要求6所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第二推力块与所述固定装置之间设有第二距离传感器。

9.根据权利要求7所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述第二弹簧套设在所述第二导向杆上。

10.根据权利要求6所述的一种重型承载轮试验台，其特征在于，所述固定装置包括有侧推板、滑块、底夹模及上夹盖；所述侧推板固定安装在所述滑块上；至少一块所述底夹模滑动连接在设置在所述滑块上的导向孔中；所述底夹模上设有导向槽，所述上夹盖滑动安装于设置在所述底夹模上的导向槽中。