CN114544202B - 一种支重轮的力测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测试工装技术领域，具体涉及一种支重轮的力测试装置及测试方法，该力测试装置安装于支重轮上，所述支重轮的力测试装置包括：固定件，所述固定件第一端与所述支重轮的轮轴固定连接；承力件沿水平方向延伸，并且所述承力件的第一端连接在所述固定件的第二端，第二端延伸至所述支重轮的轮体的轮缘处，所述承力件的第二端适于与履带总成配合；感应变形件贴设于所述承力件上，其能够随着所述承力件的变形而发生形变，所述感应变形件与外部的主机通信连接。本发明的力测试装置其检测数据准确性高、结构简单、不占用额外检测空间。

Description

一种支重轮的力测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及测试工装技术领域，具体涉及一种支重轮的力测试装置及测试方法。

背景技术

履带式工程机械在大型建筑施工中承担着重要的角色，而支重轮作为支撑整车行走的关键部件，其可靠性直接影响到整个四轮一带系统的可靠性水平。而在实际工作环境中，履带式工程机械可能会在各种崎岖的道路上作业，因此支重轮所承受的压力并非始终保持水平，还可能会受到来自侧向的冲击力(以下简称侧向力)，而侧向力过大会导致衬套与轴座之间发生磨损，从而加大2个浮动密封环之间间隙导致支重轮漏油失效，由此可见，对支重轮所受到的侧向力进行失效分析显得极其重要。

目前，支重轮测试机主要通过模拟各行驶工况，对支重轮进行全方位的质量检测，其中包括通过油缸对支重轮轴部施加竖直压力以模拟履带式车辆在平坦工况的行驶情况以及在测试底座的两侧设置伸缩油缸，通过其伸缩使得整个测试底座左右倾斜带动测试底座上的支重轮倾斜，以模拟履带式车辆在崎岖路面运动的形态。由此可知，目前的支重轮测试机并未具有针对性地对支重轮受到的侧向力进行单独的失效分析，同时，现有的支重轮测试机整体结构复杂、体积较大，且其模拟各种工况得到的检测数据与实际工况的数据还是会存在出入，难以保证检测数据的准确性。

基于此，本发明提供一种支重轮的力测试装置及测试方法，以解决上述存在的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中履带支重轮的测试工装结构复杂、体积大，且检测数据准确性低的缺陷，从而提供一种结构简单、体积小、测量准确性高的支重轮的力测试装置及测试方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种支重轮的力测试装置，其安装于支重轮上，所述履带支重轮侧向力测试工装包括：固定件第一端与所述支重轮的轮轴固定连接；承力件沿水平方向延伸，并且所述承力件的第一端连接在所述固定件的第二端，第二端延伸至所述支重轮的轮体的轮缘处，所述承力件的第二端适于与履带总成配合；感应变形件贴设于所述承力件上，其能够随着所述承力件的变形而发生形变，所述感应变形件与外部的主机通信连接。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，所述感应变形件为应变片，所述应变片的长度方向与所述承力件的延伸方向一致。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，所述应变片设置于所述承力件的底面的中心处。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，所述固定件的第二端设有安装槽，所述承力件的第一端抵接于所述安装槽内。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，所述安装槽为锥形槽，且沿所述固定件到所述承力件的方向，所述锥形槽的横截面积逐渐增大，所述承力件的第一端形成与所述锥形槽相匹配的锥形圆台。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，所述支重轮的力测试装置还包括固定连接件，所述固定连接件与所述固定件和所述承力件均固定连接。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，所述支重轮的力测试装置还包括垫片，所述固定连接件为螺栓，所述垫片垫设于所述螺栓的螺帽和所述固定件之间。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，所述固定件的第一端设有安装孔，所述支重轮的轮轴插设固定于所述安装孔内。

作为一种支重轮的力测试装置的优选的技术方案，将所述支重轮的轮体的轮缘切去，以使所述承力件的第二端固定限位于履带总成的外侧。

本发明还提供了一种支重轮的力测试方法，其应用如上所述的支重轮的力测试装置，该测试方法包括如下步骤：

S1、将固定件与支重轮的轮轴固定；

S2、将所述支重轮的轮体的轮缘切去，将承力件的第二端固定限位于履带总成的外侧；

S3、当履带总成发生倾斜致使所述承力件与所述履带总成碰撞时，所述承力件受力产生弹性变形；

S4、感应变形件随之感应变形，并将其转化为电信号通过信号发送装置发送至外部的主机；

S5、主机接收信号，并将电信号转化为侧向力载荷。

本发明具有以下优点：

1、该支重轮的力测试装置通过固定件安装于支重轮上，能在支重轮运行情况下实现各种工况的侧向力检测，使获得的检测数据可靠性高，同时整个装置结构简单、安装方便、不占用额外的检测空间。

2、具体检测时，当履带总成发生倾斜，承力件与履带总成发生碰撞，承力件受力发生变形，进而使感应变形件随之感应变形，感应变形件将该变形情况转化为电信号发送至主机，主机随之将电信号转化为侧向力载荷，从而实现对支重轮的受力情况的分析，整个测试过程简单可靠、实用性极强。

3、应变片的长度方向与承力件的延伸方向一致，且应变片设置于承力件的底面的中心处，以此提高应变片的感应变形能力、提高测试的灵敏性、准确性。

4、将安装槽设为锥形槽，承力件的第一端形成与锥形槽相匹配的锥形圆台，使得碰撞时侧向力得到分散，缓解承力件对固定件的冲击力，对承力件起到保护作用。

5、通过设置固定连接件，固定连接件与固定件和承力件均固定连接，从而实现对承力件的进一步定位，避免其脱出，提高稳定性。

6、该支重轮的力测试方法，能够对各种工况下支重轮的侧向力进行实时分析，便于支重轮后续的改良设计，同时也能更好判断出支重轮的轮体、浮动胶圈及浮动密封环的装配及运行在侧向力冲击下是否正常，以确保整个系统正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例一的侧向力测试工装的剖视结构示意图；

图2示出了本发明实施例一中侧向力测试工装的固定件的结构示意图；

图3示出了本发明实施例一中侧向力测试工装的承力件的结构示意图；

图4示出了本发明实施例二的侧向力测试工装的立体安装结构示意图。

附图标记说明：

1、固定件；11、安装孔；12、安装槽；13、插接孔；2、承力件；21、锥形圆台；22、固定槽；3、固定连接件；4、垫片；5、应变片；100、支重轮；200、履带总成。

具体实施方式

下面将结合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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

履带式车辆及工程机械在大型建筑施工中承担着重要的角色，支重轮100作为支撑整车行走的关键部件，其可安装于履带总成200上，并可相对于履带总成200转动，履带总成200直接与地面接触，实现在各种工况下的行走。具体地，履带总成200包括履带和固定设置于履带上的滑轨(图中未示出)，支重轮100可转动地设置于滑轨上，支重轮100两侧的轮缘突出轮体设置以将支重轮100限位至滑轨上，确保其行驶轨迹、避免脱轨。

当车辆行驶至凹凸不平或倾斜的路况时，履带总成200会发生倾斜，导致支重轮100的轮缘与履带总成200发生碰撞，严重可能导致支重轮100失效，因此需要一种支重轮的力测试装置对支重轮100受到的侧向力进行分析，便于支重轮100后续的优化设计。

如图1-图3所示，本实施例公开了一种支重轮的力测试装置，其安装于支重轮100上。具体地，该支重轮的力测试装置包括：固定件1、承力件2和应变片5，固定件1第一端与支重轮100的轮轴固定连接，承力件2沿水平方向延伸，并且承力件2的第一端连接在固定件1的第二端，第二端延伸至支重轮100的轮体的轮缘处，承力件2的第二端适于与履带总成200配合，感应变形件贴设于承力件2上，其能够随着承力件2的变形而发生形变，感应变形件与外部的主机通信连接。

本发明的支重轮的力测试装置安装于支重轮100上，使得整个装置结构简单、安装方便、不占用额外的检测空间。同时该力测试装置能在支重轮100运行情况下实现各种工况的侧向力检测，使获得的检测数据可靠性高。

可选地，如图2所示，固定件1的第一端设有安装孔11，支重轮100的轮轴插设固定于安装孔11内。示例性地，轮轴焊接固定于安装孔11内，以确保结构强度。固定件1的第二端设有安装槽12和插接孔13，安装槽12为锥形槽，且沿固定件1到承力件2的方向锥形槽的横截面积逐渐增大，插接孔13与安装槽12连通。

如图1、图2、图3所示，承力件2的第一端抵接于安装槽12内，以确保连接稳定性，进一步地，承力件2的第一端形成与锥形槽相匹配的锥形圆台21。按此设置，当承力件2受到撞击时，锥形圆台21与锥形槽的配合方式有助于分散碰撞力，缓解承力件2对固定件1的冲击力，对承力件2起到保护作用。本实施例中，锥形槽的锥度和锥形圆台21的锥度均设为1:6，以便于两者的匹配安装。当然在其他实施例中，锥形槽的锥度和锥形圆台21的锥度可根据需要进行调整，不以本实施例为限。

此外，锥形圆台21朝向插接孔13的一面向内开设有固定槽22，固定槽22与插接孔13对应设置。就具体尺寸而言，本实施例中，固定槽22为直径20mm的螺纹槽，以便于固定连接件3的连接。在其他实施例中，固定槽22的尺寸可根据需要设置，其也可设为光孔。

本实施例中，将支重轮100的轮体的轮缘切去，以使承力件2的第二端固定限位于履带总成200的外侧。通过承力件2充当轮缘的作用，既对支重轮100进行限位、避免支重轮100脱出，又能在履带总成200发生倾斜时，承力件2与履带总成200发生碰撞，将受到的倾向力传递出去。

就具体材质而言，承力件2为具有弹性变形能力且具备一定强度的材质，例如钢材或金属，本实施例不作具体限制。

为提高固定件1和承力件2两者的连接稳定性，避免承力件2脱出，该支重轮的力测试装置还包括固定连接件3，固定连接件3与固定件1和承力件2均固定连接。具体地，固定连接件3插接于插接孔13和固定槽22内。本实施例中，固定连接件3为螺栓，螺栓穿过插接孔13螺纹固定于固定槽22内。当然在其他实施例中，固定连接件3可以是螺母或者插销等，不局限于本实施例的方案。

作为实施例一种优选的技术方案，该力测试装置还包括垫片4，垫片4垫设于螺栓的螺帽和固定件1之间。垫片4为柔性垫片或者弹性垫片，以提高固定连接件3的连接稳定性。

感应变形件为应变片5，应变片5的长度方向与承力件2的延伸方向一致，以此当承力件2受力时，应变片5沿长度方向受力变形，使其变形量更大。进一步地，将应变片5设置于承力件2的底面的中心处，以此提高应变片5的感应变形能力、提高测试的灵敏性、准确性。

具体地，应变片5是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，当其随承力件2变形发生感应变形时，其内部的电阻值相应的发生变化，并将该电阻信息转化为电信号，通过无线信号发送装置发送至主机，主机通过标定当量关系将电信号转化为侧向力载荷，从而实现支重轮100的侧向力的受力分析，便于支重轮100后续的改良设计，同时也能更好判断出支重轮100的轮体、浮动胶圈及浮动密封环的装配及运行在侧向力冲击下是否正常，以确保整个系统正常运行。

需要说明的是，测试前，外部的主机需先对履带总成200预加的张紧力进行平衡再对接收的信号进行测试统计，以确保检测的可靠性。

就整体布置来说，如图1所示，本实施例中将该支重轮的力测试装置设置于支重轮100的一侧，将支重轮100该侧的轮缘切去，承力件2对应限位于履带总成200的外侧，以在承力件2与履带总成200发生碰撞时，对支重轮100进行受力分析。

实施例二

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图4所示，相比于实施例一，本实施例的区别在于：将支重轮100两侧的轮缘均切去，该侧向力测试工装同时设置于支重轮100的两侧，承力件2对支重轮100的两侧进行限位。按此设置，在承力件2与履带总成200发生来回碰撞时，对支重轮100两侧的侧向力同时进行受力分析，提高了检测效率。

实施例三

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实施例公开了一种支重轮的力测试方法，其应用如上所述的支重轮的力测试装置，该测试方法包括如下步骤：

S1、将固定件1与支重轮100的轮轴固定；

S2、将支重轮100的轮体的轮缘切去，将承力件2的第二端固定限位于履带总成200的外侧；

S3、当履带总成200发生倾斜致使承力件2与履带总成200碰撞时，承力件2受力产生弹性变形；

S4、感应变形件随之感应变形，并将其转化为电信号通过信号发送装置发送至外部的主机；

S5、主机接收信号，并将电信号转化为侧向力载荷。

该测试方法能够对各种工况下支重轮100的侧向力进行实时分析，便于支重轮100后续的改良设计，同时也能更好判断出支重轮100的轮体、浮动胶圈及浮动密封环的装配及运行在侧向力冲击下是否正常，以确保整个系统正常运行。

通过上述实施例的具体描述，我们可以看出，本发明的优点在于：

(1)该支重轮的力测试装置通过固定件1安装于支重轮100上，能在支重轮100运行情况下实现各种工况的侧向力检测，使获得的检测数据可靠性高，同时整个装置结构简单、安装方便、不占用额外的检测空间。

(2)具体检测时，当履带总成200发生倾斜，支重轮100的轮缘与履带总成200发生碰撞，使承力件2受力发生变形，进而使应变片5随之感应变形，应变片5将该变形情况转化为电信号发送至主机，主机随之将电信号转化为侧向力载荷，从而实现对支重轮100侧向力的受力情况的分析，整个测试过程简单可靠、实用性极强。

(3)应变片5的长度方向与承力件2的延伸方向一致，且应变片5设置于承力件2的底面的中心处，以此提高应变片5的感应变形能力、提高测试的灵敏性、准确性。

(4)将安装槽12设为锥形槽，承力件2的第一端形成与锥形槽相匹配的锥形圆台21，使得碰撞时侧向力得到分散，缓解承力件2对固定件1的冲击力，对承力件2起到保护作用。

(5)通过设置固定连接件3，固定连接件3与固定件1和承力件2均固定连接，从而实现对承力件2的进一步定位，避免其脱出，提高稳定性。

(6)该支重轮的力测试方法，能够对各种工况下支重轮100的侧向力进行实时分析，便于支重轮100后续的改良设计，同时也能更好判断出支重轮100的轮体、浮动胶圈及浮动密封环的装配及运行在侧向力冲击下是否正常，以确保整个系统正常运行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种支重轮的力测试装置，安装于支重轮（100）上，其特征在于，所述支重轮的力测试装置包括：

固定件（1），所述固定件（1）第一端与所述支重轮（100）的轮轴固定连接；

承力件（2），沿水平方向延伸，并且所述承力件（2）的第一端连接在所述固定件（1）的第二端，所述承力件（2）的第二端延伸至所述支重轮（100）的轮体的轮缘处，所述承力件（2）的第二端适于与履带总成（200）配合；

所述固定件（1）的第二端设有安装槽（12），所述承力件（2）的第一端抵接于所述安装槽（12）内，所述安装槽（12）为锥形槽，且沿所述固定件（1）到所述承力件（2）的方向，所述锥形槽的横截面积逐渐增大，所述承力件（2）的第一端形成与所述锥形槽相匹配的锥形圆台（21）；

将所述支重轮（100）的轮体的轮缘切去，以使所述承力件（2）的第二端固定限位于履带总成（200）的外侧；

感应变形件，贴设于所述承力件（2）上，其能够随着所述承力件（2）的变形而发生形变，所述感应变形件与外部的主机通信连接。

2.根据权利要求1所述的支重轮的力测试装置，其特征在于，所述感应变形件为应变片（5），所述应变片（5）的长度方向与所述承力件（2）的延伸方向一致。

3.根据权利要求2所述的支重轮的力测试装置，其特征在于，所述应变片（5）设置于所述承力件（2）的底面的中心处。

4.根据权利要求1所述的支重轮的力测试装置，其特征在于，所述支重轮的力测试装置还包括固定连接件（3），所述固定连接件（3）与所述固定件（1）和所述承力件（2）均固定连接。

5.根据权利要求4所述的支重轮的力测试装置，其特征在于，所述支重轮的力测试装置还包括垫片（4），所述固定连接件（3）为螺栓，所述垫片（4）垫设于所述螺栓的螺帽和所述固定件（1）之间。

6.根据权利要求1所述的支重轮的力测试装置，其特征在于，所述固定件（1）的第一端设有安装孔（11），所述支重轮（100）的轮轴插设固定于所述安装孔（11）内。

7.一种支重轮的力测试方法，其特征在于，应用如权利要求1-6任一项所述的支重轮的力测试装置，该测试方法包括如下步骤：

S1、将固定件（1）与支重轮（100）的轮轴固定；

S2、将所述支重轮（100）的轮体的轮缘切去，将承力件（2）的第二端固定限位于履带总成（200）的外侧；

S3、当所述履带总成（200）发生倾斜致使所述承力件（2）与所述履带总成碰撞时，所述承力件（2）受力产生弹性变形；

S4、感应变形件随之感应变形，并将其转化为电信号通过信号发送装置发送至外部的主机；

S5、主机接收信号，并将电信号转化为侧向力载荷。