CN111595600A - 一种轮胎室内耐久试验机 - Google Patents

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崔志博
苏召乾
王友善
张猛
吴健
粟本龙
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • G01M17/022—Tyres the tyre co-operating with rotatable rolls

Abstract

本发明涉及一种轮胎室内耐久试验机，包括基座、转鼓机构、施加压力装置和测力装置；测力装置一端安装在基座上，另一端连接施加压力装置；施加压力装置对轮胎施加不同情况下所需的力，使轮胎与转鼓机构的转鼓紧密接触，所述转鼓为非光滑表面转鼓，转鼓表面可根据实际路况进行设计，所述测力装置测量所述施加压力装置对轮胎施加的压力及不同路面情况下轮胎的六分力。本装置不仅测试轮胎的耐久性能，还能同时测试不同情况下轮胎的六分力，大大提高了测试效率并节约了实验测试成本。

Description

一种轮胎室内耐久试验机
技术领域
本发明涉及一种轮胎室内耐久试验机，尤其是耐久试验机的转鼓结构和测力装置，属于轮胎测试技术领域。
背景技术
轮胎开发过程中，在完成图纸模型设计和制作样胎之后，需要进行性能测试，轮胎的耐久性能关系到车辆的安全性，是轮胎制造厂必须进行测试的重要指标。只有测量过轮胎的耐久性能，确认达到制造厂内部标准或国家安全标准之后才能够大批量地生产并投放市场。轮胎的耐久性能与其变形直接相关，不同变形状态下轮胎的损坏部位和耐久时间差异巨大。轮胎的变形受路面结构和车辆状态影响极大，实际使用过程中的路况可能存在横向凹槽、纵向凹槽和突起等结构特点，并且车辆会行驶于坡面和发生转弯等动作，这些外部条件均会对轮胎的耐久性能产生巨大影响。进行实际路试来评估轮胎的耐久性能存在周期长、成本高等缺点，不能满足快速开发轮胎的实际需求，利用室内轮胎耐久试验机进行轮胎的耐久性能测试是目前被轮胎制造厂广泛采用的轮胎耐久性测试方法。转鼓是轮胎耐久试验机的核心部件，然而，传统的轮胎耐久试验机转鼓均为光滑平面结构形式，这不能反映路面结构特征和轮胎转弯时的变形特点，导致轮胎耐久性的室内测试结果与实际路试结果严重不符，进而误导轮胎设计及改进的方向，造成资源浪费和带来安全隐患等不良后果。
同时，传统轮胎耐久性能试验机的功能单一，只能进行耐久性能测试，不能对轮胎在不同路况或变形状态下的六分力进行测量，对轮胎滚动过程中六分力的测量需要将轮胎卸下并转移至专门试验机上进行测试，如专利201410054711.7公开了一种测量轮胎六分力的试验台，直接测出轮胎所受三个方向的力和三个方向的力矩，而不能进行耐久性能测试，这降低了测试效率，增加能源消耗。因此，需要提供一种能反映路面结构特征和不同工况下轮胎变形特点的室内轮胎耐久试验机转鼓结构，并建立相应测力装置，实现更准确的测试轮胎耐久性能并同时测得轮胎的受力。
发明内容
本发明主要解决现在存在的问题，并且，提供一种更加准确和多功能化的轮胎耐久实验装置，更好的测试轮胎的耐久和力学性能。本装置不仅测试轮胎的耐久性能，还能同时测试不同情况下轮胎的六分力，大大提高了测试效率并节约了实验测试成本。
本发明解决上述所存在问题的技术方案是：
一种轮胎室内耐久试验机，包括基座、转鼓机构、施加压力装置和测力装置；所述基座固定于地面之上；测力装置六轴力传感器六轴力传感器一端安装在基座上，另一端连接施加压力装置；施加压力装置对轮胎施加不同情况下所需的力，使轮胎与转鼓机构的转鼓紧密接触，所述转鼓转动带动轮胎转动；所述测力装置测量所述施加压力装置对轮胎施加的压力及轮胎的六分力。
所述的施加压力装置包括双插臂平台，所述双插臂平台上部设有轮胎轴，轮胎可绕轮胎轴旋转，所述双插臂平台下部与丝杠相连，并且两端与导轨相连，所述丝杠带动所述双插臂平台沿导轨移动。
通过双插臂平台的位移量来控制轮胎的载荷和变形量。
所述导轨、丝杠和丝杠电机固定于底座之上，底座与测力装置的一端相连接，测力装置的另一端与基座相连，基座固定于地面之上。
所述测力装置为六轴力传感器，其数量根据需要设置，当丝杠带动双插臂平台运动使轮胎与转鼓接触压缩时，六轴力传感器记录压缩力，在转鼓转动过程中六轴力传感器记录整个过程中轮胎的在3个方向的受力和力矩。
进一步的，所述的施加压力装置安装在双导轨滑轨上，双导轨滑轨设置在基座上。施加压力装置与丝杠相连，丝杠电机转动带动轮胎向转鼓移动，以此实现施加压力，与施加压力装置相连的六轴力传感器测力装置测量所施加的压力及在不同表面转鼓下轮胎的六分力。
进一步的，所述转鼓结构包括转鼓和转鼓电机，所述转鼓设于转鼓轴上，转鼓电机和转鼓轴连接在一起，通过转鼓电机带动转鼓转动。所述转鼓为非光滑表面转鼓，转鼓表面可根据实际路况进行设计，包括横沟、突起、纵向沟、凹槽、斜坡和螺旋状等以及多种形状的组合形式。轮胎在不同表面结构的转鼓上测试来代替实际工况条件。
转鼓表面进行不同区域的组合结构设计，例如转鼓表面1/3区域为横沟，1/3区域为正方形截面突起，1/3区域为半球形突起结构。
附图说明
图1是本发明的轮胎耐久试验机结构的侧面图；
图2是本发明的轮胎耐久试验机结构的俯视图；
图3是横沟式转鼓；
图4是突起方块式转鼓；
图5是纵沟式转鼓；
图6是突起半球式转鼓；
图7是螺旋凹槽式转鼓；
图8是组合式转鼓。
附图标记：转鼓1；转鼓电机2；轮胎3；基座4；六轴力传感器5；底座6；双插臂平台7；丝杠8；丝杠电机9；轮胎轴10；转鼓轴11；导轨12。
具体实施方式
为了使本发明所述的一种新型轮胎室内耐久试验机的转鼓结构及测力装置的技术方案更加清楚明白，下面结合附图1-8和具体实施方式对本方明中的技术方案进行进一步的描述。
如图1和图2所示的新型轮胎室内耐久试验机的转鼓结构及测力装置，包括转鼓1、转鼓电机2、轮胎3、基座4、六轴力传感器5、底座6、双插臂平台7、丝杠8、丝杠电机9、轮胎轴10、转鼓轴11、导轨12。将转鼓1和转鼓轴11固定在一起，然后将转鼓电机2和转鼓轴11连接在一起，通过转鼓电机2带动转鼓1转动。将轮胎3通过轮胎轴10与双插臂平台7连接在一起，使轮胎3可绕轮胎轴10旋转，这样当轮胎3与转鼓1表面接触时，由于摩擦力的作用，转鼓1会带动轮胎3转动。双插臂平台7与丝杠8相连，并且两端与导轨12相连，当丝杠8转动时会带动双插臂平台7沿着导轨12移动，以此实现轮胎3与转鼓1接触，通过双插臂平台7的位移量来控制轮胎3的载荷和变形量。丝杠8通过丝杠电机9来驱动，使其能够转动。导轨12、丝杠8和丝杠电机9固定于底座6之上。底座6与4个六轴力传感器5的一端相连接，当丝杠8带动双插臂平台7运动使轮胎3与转鼓1接触压缩时，六轴力传感器5可记录压缩力，在转鼓1转动过程中六轴力传感器5同样可记录整个过程中轮胎3的在3个方向的受力。六轴力传感器5的另一端与基座4相连，基座4固定于地面之上。
进一步的，转鼓1可根据轮胎的使用条件进行表面非光滑设计。当所测试轮胎经常行驶于具有横沟结构的路面时可将转鼓表面设计为具有横沟的表面，如图3；当所测试轮胎经常行驶于具有尖角的石子路面时将转鼓表面设计位正方形截面突起结构，如图4；当所测试轮胎经常行驶于具有纵向雨沟路面时，将转鼓表面设计为具有纵向沟的结构，如图5；当所测试轮胎经常行驶于圆滑石子路面时，将转鼓个表面设计为具有半球形突起的结构，如图6；当所测试轮胎经常行驶于坡路或经常发生转弯时，将转鼓1表面设计位具有轮旋凹槽的结构，这样当轮胎在转鼓上滚动时轮胎将会交替压于坡面之上，如图7；当所测试轮胎行驶于多种路面结构时，可根据比例在转鼓1表面进行不同区域的组合结构设计，如图8，转鼓1表面1/3区域为横沟，1/3区域为正方形截面突起，1/3区域为半球形突起结构。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轮胎室内耐久试验机，包括基座、转鼓机构、施加压力装置和测力装置；其特征在于：所述测力装置一端安装在基座上，另一端连接施加压力装置；所述施加压力装置对轮胎施加不同情况下所需的力，使轮胎与转鼓机构的转鼓紧密接触，所述转鼓转动带动轮胎转动；所述测力装置测量所述施加压力装置对轮胎施加的压力及轮胎的六分力。
2.根据权利要求1所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：所述的施加压力装置包括双插臂平台，所述双插臂平台上部设有轮胎轴，轮胎绕轮胎轴旋转，所述双插臂平台下部与丝杠相连，并且两端与导轨相连，所述丝杠带动所述双插臂平台沿导轨移动。
3.根据权利要求1所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：通过双插臂平台的位移量来控制轮胎的载荷和变形量。
4.根据权利要求1所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：所述导轨、丝杠和丝杠电机固定于底座之上，底座与测力装置的一端相连接，测力装置的另一端与基座相连。
5.根据权利要求1所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：所述测力装置为六轴力传感器。
6.根据权利要求5所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：当丝杠带动双插臂平台运动使轮胎与转鼓接触压缩时，所述六轴力传感器记录压缩力，在转鼓转动过程中六轴力传感器记录整个过程中轮胎的在3个方向的力和力矩。
7.根据权利要求1所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：所述的施加压力装置安装在双导轨滑轨上，双导轨滑轨设置在基座上，施加压力装置与丝杠相连，丝杠电机转动带动轮胎向转鼓移动，以此实现施加压力，与施加压力装置相连的测力装置测量所施加的压力及在不同表面转鼓下轮胎的六分力。
8.根据权利要求1所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：所述转鼓机构包括转鼓和转鼓电机，所述转鼓设于转鼓轴上，转鼓电机和转鼓轴连接在一起，通过转鼓电机带动转鼓转动。
9.根据权利要求1所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：所述转鼓为非光滑表面转鼓。
10.根据权利要求9所述的轮胎室内耐久试验机，其特征在于：转鼓表面可根据实际路况进行设计，包括横沟、突起、纵向沟、凹槽、斜坡和螺旋状等以及上述多种形状的组合形式。
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