CN109556889A - 一种立式承载轮试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立式承载轮试验台，包括门桥架、驱动单元、径向载荷单元、轴向载荷单元及固定单元，驱动单元滑动安装在门桥架内壁上呈竖直方向布置的径向滑轨上，驱动单元包括滑板、驱动电机及驱动轮，滑板活动安装于径向滑轨上，驱动电机安装在滑板上，驱动轮通过键套接在驱动电机输出轴上；径向载荷单元置于所述门桥架顶部，用于提升驱动单元向上移动并为驱动单元提供竖直向下的径向载荷；用于安装承载轮的所述固定单元滑动安装在置于平台板上的轴向滑轨上，所述轴向载荷单元为固定单元提供轴向载荷。本发明提供了一种结构简单，操作方便，占用空间小，能耗低，能同时检查应用在同一履带上不同类别承载轮的立式承载轮试验台。

Description

一种立式承载轮试验台

技术领域

本发明涉及履带轮车辆检测设备技术领域，尤其涉及一种立式承载轮试验台。

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：CN201320882731.4；公开日：2013.12.30)公开了一种引导轮跑合试验装置，包括试验台、驱动电机和测试轮；测试轮包括轴线相互平行的主动轮和被动轮，主动轮和被动轮分别在引导轮的两侧，且其形状与引导轮相匹配；驱动电机通过链条链轮驱动固定在试验台上的主动轮；被动轮置于一可移动的底座上，移动的方向与测试轮的轴线垂直；试验台下方垂直设有可控制引导轮高度的气缸，气缸的活塞杆设有与引导轮配合的顶块，顶块可穿过试验台的台面；试验台还设有压紧引导轮的加压机构，加压机构的压杆的位置可调。该种技术方案采用立式的结构布置，占用空间小，能适应多种不同规格的引导轮，但却不能同时对多个不同功能支重轮的检测，只能实现对单一引导轮的检测，效率低；且动力部分传动形式比较传统，结构复杂，传动效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，操作方便，占用空间小，能耗低，能同时检查应用在同一履带上不同类别承载轮的立式承载轮试验台。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种立式承载轮试验台，包括门桥架、驱动单元、径向载荷单元、轴向载荷单元及固定单元，所述驱动单元滑动安装在门桥架内壁上呈竖直方向布置的径向滑轨上；所述驱动单元包括滑板、驱动电机及驱动轮，所述滑板活动安装于所述径向滑轨上，所述驱动电机安装在滑板上，所述驱动轮通过键套安装驱动电机的输出轴上；所述径向载荷单元置于所述门桥架顶部，用于提升驱动单元向上移动并为驱动单元提供竖直向下的径向载荷；用于安装承载轮的所述固定单元滑动安装在置于平台板上的轴向滑轨上，所述轴向载荷单元为固定单元提供轴向载荷。

其中，所述驱动电机与输出轴之间连接有扭力传感器，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。

优选地，所述径向载荷单元包括有径向推力电机、径向推力螺杆及径向推力块，所述轴向推力块侧壁设有销杆，所述销杆活动安装在设置于滑板上的吊耳上；其有益效果在于：所述径向推力电机为伺服控制电机，控制精度更好，且设备体积小，工作时平静，振动小，噪音低。

优选地，所述驱动轮活动套接在驱动电机的输出轴上，所述径向推力块底端设有支重轮安装座，所述吊耳呈门拱形结构，所述销杆上设有止动台肩；其有益效果在于：利用同一驱动轮同时检测支重轮和引导轮，充分利用零部件的共用性质，活动套接的驱动轮在传递驱动电机的扭矩同时，可以在轴向上保持自由度，根据力的作用力相互关系，将下方轴向载荷传递至支重轮上；所述止动台肩用于提供支撑力；所述门拱形结构的吊耳可以保持径向推力块的活动空间，适配不同规格的支重轮，适配性强，且方便安装支重轮。

优选地，所述径向推力电机的输出轴为空心结构，内壁设有适配所述径向推力螺杆的螺纹；其由有益效果在于:采用电机输出轴直接驱动螺杆旋转，减少了中间的传动环节，提高了传动效率的同时降低了设备的体积。

优选地，所述径向推力螺杆为“T”型自锁螺杆；其有益效果在于：“T”型自锁螺杆可承担的载荷大，且在达到需要预警力时，电机停止转动，螺杆与输出轴之间产生自锁，降低设备的功耗，不需要电机一直处于通电状态。

优选地，所述径向推力螺杆与径向推力块之间设有用于提供预紧力的预紧部；其有益效果在于：所述预紧部起到一个蓄能保压的作用，当第一轴向推力电机旋转，驱使第一轴向推力螺杆推送轴向推力块的过程中，所述预紧块被挤压，进行蓄能，待到达试验要求需要的预紧力时，所述第一轴向推力电机停止转动，所述第一轴向推力螺杆自锁在电机输出轴中，所述门桥架在预紧部回复力作用下对承载轮提供轴向的载荷，极大了减小了电能的损耗，节约设备的使用成本。

优选地，所述预紧部为蝶形弹簧；其有益效果在于：蝶形弹簧结构紧凑，弹性系数高。在很小的形变状态下，可以产生极高的回复性弹力。

优选地，所述径向推力螺杆与预紧部之间设有径向压力传感器；其有益效果在于：实现高精准的智能化控制，实时感应承载轮所受载荷的变化，精准的分析承载轮的结构强度。

优选地，所述轴向载荷单元包括有轴向推力电机、轴向推力螺杆及轴向推力块；其有益效果在于：轴向载荷单元的传动形式与径向载荷单元的传动形式相同，其结构简单，控制精度高。

优选地，还包括辅助推送机构；其有益效果在于：所述辅助推送机构为电动推杆，在需要更换承载轮时，辅助推送机构将固定单元沿轴向滑轨推出，方便使用者操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:1、采用立式的结构设计，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、预紧部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、在同一个驱动轮模拟履带的情况，对应用在该履带上的引导轮及支重轮进行同时检测，简化工作流程，提高工作效率；4、电机直驱螺杆进行载荷加载，结构简单，控制精度高；5、在轴向上自由活动的驱动轮，巧妙地利用作用力的关系，将一个轴向载荷同时施加在不同测试承载轮上，简化了结构，降低设备成本。

附图说明

图1为实施例一中所述的一种立式承载轮试验台的立体图；

图2为实施例一中所述的一种立式承载轮试验台的结构示意图；

图3为径向载荷单元结构示意图；

图4为轴向载荷单元结构示意图；

图5为实施例一中所述的一种立式承载轮试验台的工作状态图

图6为实施例二中所述的一种立式承载轮试验台的立体图；

图7为实施例二中所述的一种立式承载轮试验台的结构示意图；

图中：1、门桥架；11、径向滑轨；2、驱动单元；21、驱动电机；22、滑板；23、驱动轮；24、吊耳；25、驱动输出轴；26、扭力传感器；3、径向载荷单元；31、径向推力电机；311、载荷输出轴；312、磁钢基板；313、电磁铁芯；32、径向推力螺杆；33、径向压力传感器；34、径向预紧部；35、径向推力块；351、销杆；352、止动台肩；4、轴向载荷单元；41、轴向推力电机；42、轴向推力螺杆；43、轴向压力传感器；44、轴向预紧部；45、轴向推力块；5、辅助推送机构；6、引导轮；7、支重轮；8、轴向滑轨；9、固定单元；91、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1～5示，一种立式承载轮试验台，包括门桥架1、驱动单元2、径向载荷单元3、轴向载荷单元4及固定单元，所述驱动单元2滑动安装在门桥架内壁上呈竖直方向布置的径向滑轨11上；所述驱动单元包括滑板22、驱动电机21及驱动轮23，所述滑板22活动安装于所述径向滑轨11上，所述驱动电机21安装在滑板22上，所述驱动轮23通过键套接在驱动电机21的驱动输出轴25上；所述径向载荷单元3置于所述门桥架1顶部，用于提升驱动单元2向上移动并为驱动单元2提供竖直向下的径向载荷；用于安装引导轮6的所述固定单元9滑动安装在置于平台板上的轴向滑轨8上，所述轴向载荷单元4为固定单元9提供轴向载荷。

其中，所述驱动电机21与驱动输出轴25之间连接有扭力传感器26，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，所述扭力传感器26读取驱动轮23的转矩。

优选地，所述驱动轮23与驱动输出轴25之间为过盈配合，工作状态下相互之间不可发生位移；所述径向载荷单元3包括有径向推力电机31、径向推力螺杆32及径向推力块35，所述径向推力块35侧壁设有销杆351，所述销杆351活动安装在设置于滑板22上的吊耳24上；所述径向推力电机31的载荷输出轴311为空心结构，内壁设有适配所述径向推力螺杆的螺纹,载荷输出轴311通过轴承固定在电机机壳中，磁钢基板312均布在输出轴外壁，电磁铁芯313固定在电机机壳上为磁钢基板312提供旋转磁场；所述径向推力螺杆32为“T”型自锁螺杆，在载荷输出轴311停止旋转时，径向推力螺杆32可以自锁在载荷输出轴311中，不会发生轴向窜动，保证承载轮所受径向载荷的稳定性；所述径向推力螺杆32与径向推力块35之间设有用于提供预紧力的径向预紧部34；进一步优选地，所述径向预紧部34为蝶形弹簧；所述径向推力螺杆32与径向预紧部34之间设有径向压力传感器33，用于实时感应载荷的大小；所述轴向载荷单元4包括有轴向推力电机41、轴向推力螺杆42及轴向推力块45，在门桥架底部设有辅助推送机构5；所述辅助推送机构5为电动推杆，用于将检测好的承载轮推送出检测区域，方便工作人员取出。

工作时，将引导轮6固定在固定单元9上，将固定单元9沿着轴向滑轨8推送至驱动轮23的正下方位置，启动径向推力电机31，电机输出轴开始旋转，在吊耳24的限位作用下，所述径向推力螺杆32推动径向推力块35向下移动，进而推动驱动单元2沿着竖直方向上的径向滑轨11慢慢向下移动，使得驱动轮23向引导轮6靠近，待驱动轮23与引导轮6接触，径向推力螺杆32继续向前推进，此时，径向预紧部34在径向推力螺杆32及径向推力块35的挤压下发生形变，产生回复弹力，所述径向压力传感器33实时感应回复弹力的大小，待达到指定的数值，停止径向推力电机31的运转，径向推力螺杆32自锁在电机载荷输出轴311中，以保证径向预紧部34回复弹力的稳定性；在实验要求需要加载轴向载荷时，启动轴向推力电机41，电机输出轴开始旋转，在滑槽91的限位作用下，所述轴向推力螺杆42推动轴向推力块45向固定单元9靠近，待轴向推力块45与固定单元9接触，轴向推力螺杆42继续向前推进，此时，轴向预紧部44在轴向推力螺杆42及轴向推力块45的挤压下发生形变，产生回复弹力，所述轴向压力传感器43实时感应回复弹力的大小，待达到指定的数值，停止轴向推力电机41的运转，轴向推力螺杆42自锁在电机输出轴中，以保证轴向预紧部44回复弹力的稳定性，待完成实验，启动轴向推力电机41反转，卸载轴向载荷，再启动径向推力电机31反转，卸载径向载荷，并将驱动轮23向上提起，最后启动辅助推送机构5，将承载轮沿着轴向滑轨推出，方便进行更换。

实施例二

如图6～7所示，一种立式承载轮试验台，包括门桥架1、驱动单元2、径向载荷单元3、轴向载荷单元4及固定单元，所述驱动单元2滑动安装在门桥架内壁上呈竖直方向布置的径向滑轨11上；所述驱动单元包括滑板22、驱动电机21及驱动轮23，所述滑板22活动安装于所述径向滑轨11上，所述驱动电机21安装在滑板22上，所述驱动轮23通过键安装在驱动电机21的驱动输出轴25上；所述径向载荷单元3置于所述门桥架1顶部，用于提升驱动单元2向上移动并为驱动单元2提供竖直向下的径向载荷；用于安装引导轮6的所述固定单元9滑动安装在置于平台板上的轴向滑轨8上，所述轴向载荷单元4为固定单元9提供轴向载荷。

其中，所述驱动电机21与驱动输出轴25之间连接有扭力传感器26，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，所述扭力传感器26读取驱动轮23的转矩。

优选地，所述驱动轮23与驱动电机的驱动输出轴25之间为间隙配合，工作状态下驱动轮23与驱动输出轴25之间可相互发生位移；所述径向载荷单元3包括有径向推力电机31、径向推力螺杆32及径向推力块35，所述径向推力块35侧壁设有销杆351，所述销杆351活动安装在设置于滑板22上的吊耳24上；所述径向推力块35底端设有支重轮7的安装座，所述吊耳24呈门拱形结构，所述销杆351上设有止动台肩352；所述径向推力电机31的载荷输出轴311为空心结构，内壁设有适配所述径向推力螺杆的螺纹,载荷输出轴311通过轴承固定在电机机壳中，磁钢基板312均布在输出轴外壁，电磁铁芯313固定在电机机壳上为磁钢基板312提供旋转磁场；所述径向推力螺杆32为“T”型自锁螺杆，在载荷输出轴311停止旋转时，径向推力螺杆32可以自锁在载荷输出轴311中，不会发生轴向窜动，保证承载轮所受径向载荷的稳定性；所述径向推力螺杆32与径向推力块35之间设有用于提供预紧力的径向预紧部34；进一步优选地，所述径向预紧部34为蝶形弹簧；所述径向推力螺杆32与径向预紧部34之间设有径向压力传感器33，用于实时感应载荷的大小；所述轴向载荷单元4包括有轴向推力电机41、轴向推力螺杆42及轴向推力块45，在门桥架底部设有辅助推送机构5；所述辅助推送机构5为电动推杆，用于将检测好的承载轮推送出检测区域，方便工作人员取出。

工作时，将引导轮6固定在固定单元9上，将固定单元9沿着轴向滑轨8推送至驱动轮23的正下方位置，启动径向推力电机31，电机输出轴开始旋转，在吊耳24的限位作用下，所述径向推力螺杆32向下移动，待驱动轮23与引导轮6接触后，停止径向推力电机31，将支重轮7安装在位于径向推力块35的安装座上，再启动径向推力电机31，径向推力螺杆32继续向前推进，此时，径向预紧部34在径向推力螺杆32及径向推力块35的挤压下发生形变，产生回复弹力，所述径向压力传感器33实时感应回复弹力的大小，待达到指定的数值，停止径向推力电机31的运转，径向推力螺杆32自锁在电机载荷输出轴311中，以保证径向预紧部34回复弹力的稳定性，以此同时为支重轮7及引导轮6提供稳定的径向载荷；在实验要求需要加载轴向载荷时，启动轴向推力电机41，电机输出轴开始旋转，在滑槽91的限位作用下，所述轴向推力螺杆42推动轴向推力块45向固定单元9靠近，待轴向推力块45与固定单元9接触，轴向推力螺杆42继续向前推进，此时，轴向预紧部44在轴向推力螺杆42及轴向推力块45的挤压下发生形变，产生回复弹力，所述轴向压力传感器43实时感应回复弹力的大小，由于驱动轮23为活动套接在驱动输出轴25上，轴向预紧部44的回复弹力通过驱动轮23传递至支重轮7上，在止动台肩352的承载作用力下，为支重轮7及引导轮6提供同时提供稳定的轴向载荷。待达到指定的数值，停止轴向推力电机41的运转，轴向推力螺杆42自锁在电机输出轴中，以保证轴向预紧部44回复弹力的稳定性，待完成实验，启动轴向推力电机41反转，卸载轴向载荷，再启动径向推力电机31反转，卸载径向载荷，并将驱动轮23向上提起，最后启动辅助推送机构5，将承载轮沿着轴向滑轨推出，方便进行更换。

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)

1.一种立式承载轮试验台，其特征在于，包括门桥架、驱动单元、径向载荷单元、轴向载荷单元及固定单元，所述驱动单元滑动安装在门桥架内壁上呈竖直方向布置的径向滑轨上；所述驱动单元包括滑板、驱动电机及驱动轮，所述滑板活动安装于所述径向滑轨上，所述驱动电机安装在滑板上，所述驱动轮通过键安装在驱动电机输出轴上；所述径向载荷单元置于所述门桥架顶部，用于提升驱动单元向上移动并为驱动单元提供竖直向下的径向载荷；用于安装承载轮的所述固定单元滑动安装在置于平台板上的轴向滑轨上，所述轴向载荷单元为固定单元提供轴向载荷。

2.根据权利要求1所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述径向载荷单元包括有径向推力电机、径向推力螺杆及径向推力块，所述径向推力块侧壁设有销杆，所述销杆活动安装在设置于滑板上的吊耳上。

3.根据权利要求2所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述驱动轮活动套接在驱动电机的输出轴上，所述径向推力块底端设有支重轮安装座，所述吊耳呈门拱形结构，所述销杆上设有止动台肩。

4.根据权利要求2所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述径向推力电机的输出轴为空心结构，内壁设有适配所述径向推力螺杆的螺纹。

5.根据权利要求2所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述径向推力螺杆为“T”型自锁螺杆。

6.根据权利要求2所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述径向推力螺杆与径向推力块之间设有用于提供预紧力的预紧部。

7.根据权利要求6所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述预紧部为蝶形弹簧。

8.根据权利要求6所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述径向推力螺杆与预紧部之间设有径向压力传感器。

9.根据权利要求1所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，所述轴向载荷单元包括有轴向推力电机、轴向推力螺杆及轴向推力块。

10.根据权利要求1所述的一种立式承载轮试验台，其特征在于，还包括辅助推送机构。