CN1384346A - 轮胎均匀性测试机驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种轮胎均匀性测试机,有一用于接纳被测试轮胎的机架,一个位于机架内的可转动夹盘和一个由与该心轴连接的电机直接驱动的心轴,因而该轮胎被夹持在夹盘组件内并由该电机带动旋转。电机设置成轴向与心轴对齐。

Description

轮胎均匀性测试机驱动装置

技术领域

本发明一般涉及轮胎均匀性测试机。更具体地说本发明涉及轮胎均匀性测试机的驱动装置。最具体地说，本发明涉及轮胎均匀性测试机的心轴驱动装置。

背景技术

通常，轮胎均匀性测试机用来测试轮胎制成后的性能。此测试包括测量轮胎的尺寸特性和变载荷下轮胎上的作用力。为了完成载荷测试，将轮胎装到轮胎均匀性测试机的夹盘上，充气并用与卡盘心轴连接的驱动装置带动旋转，此时加载轮与轮胎周边接触。

以前，这些驱动装置的电动机安装在轮胎均匀性测试机上并与安装加载轮或卡盘的心轴保持一段距离。电动机用皮带或链条连接到心轴，以驱动心轴。为了作测量，通常用嵌齿皮带来连接电动机和心轴。技术上常见的嵌齿皮带有许多嵌齿或牙，能与连接到电动机传动轴上的嵌齿轮上的类似嵌齿啮合。嵌齿间的配合受到加工误差的制约，给心轴转动的测量带来一定误差。此外，嵌齿皮带上的嵌齿在啮合时会产生很大振动，对轮胎上所作测量带来附加的误差。

当嵌齿轮或嵌齿皮带有不良齿形时，这些误差便加大。不良齿的存在，即尺寸不正确或嵌齿已损坏或磨损使其不能正确与配对齿牙啮合，会引起嵌齿皮带相对于与嵌齿轮或心轴的滑移和其他运动，并常常加大振动。不良齿轮的存在可用噪音，经常是轰鸣声突然加大来发现，或者从机器产生的摇摆来发现。当不良牙齿啮合时，这种加大的噪声或摇摆呈周期性。作为一个实际的问题，由于齿引起的振动当有不良齿存在而增加，齿引起的振动带来轮胎均匀性测试机的测量误差。例如，这种齿使心轴转速在轮胎均匀性测试机上测量时不稳定。在作速度测量时，嵌齿皮带上的齿引起转速波动，不良牙齿使测量值有尖峰值。

事实上，驱动装置产生的误差主要导致心轴转速读数的不可靠。由于轮胎均匀性测试机完成的其它测量结果依赖于转速的准确测量，所以驱动装置的误差使轮胎均匀性测试机的整个测量值有偏差，实际上产生不可靠的基线，以后的测量结果要叠加在此基线上。因此，测量轮胎的装置实际上在测量轮胎及电动机，使这些装置与轮胎特性无关。

另一个问题是，现有技术的驱动装置既笨重又对轮胎转向变化不灵敏。如前所述，典型的驱动装置具有电动机、嵌轮齿、及与驱动夹盘的心轴相连的嵌齿皮带。有时在测试过程中需要改变轮胎的转动方向。在大多数现有技术系统中，加工误差及这些部件的额外的惯性增加了使电动机倒转及改变轮胎或加载轮转向所需时间。虽然轮胎改变转向的时间为秒或十分之一秒数量级，但这些很短的时间随着在给定时间内连续生产过程处理大量轮胎而积累起来。减少轮胎均匀性测试机操作过程中改变其方向所需时间可在给定时间内处理更多的轮胎。

发明内容

据上所述，至少本发明的一个目的是提供一种轮胎均匀性测试机的驱动装置，它减小在机器中对心轴转速的测量的影响。

本发明另一目的是提供一种驱动装置，直接带动心轴而无需嵌齿皮带和嵌齿轮组件。

根据这些目的中至少一个，本发明提供一种轮胎均匀性测试机，它具有一个可接纳被测试轮胎的机架，一个位于机架内的可转动夹盘组件，此夹盘组件的心轴由电动机组件驱动，电机组件的电机直接连接心轴，可有选择地使其转动，因此，轮胎被夹持在夹盘组件内并由电动机组件带动旋转以做测试。

本发明还提供一种轮胎均匀性测试机，它有接纳被测试轮胎的机架，和一个位于机架内的可旋转夹盘组件，此夹盘组件包括上夹盘组件和下夹盘组件，可沿轴向移动以夹住进入机架要做测试的轮胎，上夹盘组件包括一根由机架轴向支承但可在其中自由转动的心轴；一直接和心轴连接的电动机组件，该电动机组件具有能接纳一部分心轴的环形定子组件和一可在定子组件产生的磁场作用下旋转的转子组件，转子组件与心轴键连接，因此当驱动电流通到定子组件时心轴便旋转，因而将轮胎夹在上、下夹盘组件内并在电动机组件通电时产生旋转。

本发明还提供一种轮胎均匀性测试机的驱动装置，该测试机有一接纳被测试轮胎的机架，测试时通过可转动的加载轮施加模拟作用力，该驱动装置包括一根心轴，该心轴轴向支承在机架上并可在其内自由转动；一个电动机组件，它具有一环形定子组件，它限定了一个接纳该心轴的孔，和一转子组件，它与心轴连接并邻近该定子组件，因而该转子组件和心轴被通电的电动机组件带动转动。

因此，一种具有机架、电机、夹盘组件的轮胎均匀性测试的驱动装置的制造便成为本发明的主要目的，其中的机架用于接纳被试轮胎，电动由机架携带，可转动夹盘组件设置在机架中，且该可转动夹盘的心轴直接连接电机，为了有选择地转动夹盘组件，因而，被测试轮胎可以安装在夹盘组件上并由电机将其转动以做测试，该主要目的和本发明的其它目的从阅读以下简单说明并参看附图便能相当明白。

附图说明

图1是根据本发明所述轮胎均匀性测试机的顶视图；

图2是其正视图；

图3-图3A是部分去掉之后沿图1中3-3线的剖视图，详细描绘出本发明的直接驱动电机组件和夹盘组件。

具体实施方式

从图1可见，轮胎均匀性测试机10通常包括垂直侧框架构件11，通常为水平的顶框架构件12，通常为水平的底框架构件13，它们形成测试机10的机架F。框架构件11、12、13形成一大致呈盒状的结构，轮胎T置于其中并测试。

图1清楚显示，轮胎T可用输送机15送进测试机10的机架F中并在测试后从中撤出，输送机15可包括多个辊子16，这些辊子16可转动的支承在平行的两侧梁17中间，形成辊道。输送机15的侧梁17、17及测试机10的侧框架构件11、11通常均相隔一段距离，能接纳各种直径的轮胎，一旦轮胎T进入测试机10的机架F，轮胎T便被夹住并准备测试。

关于这一点再作简单说明，上框架构件12支承一个上夹盘组件20，如图3所示，上夹盘组件20通常包括夹盘21和心轴22，心轴22可做成中空，形成通道24向轮胎T送气或放气，以使其保持适当充气。为此，可将接头26与心轴22的第一端27可转动地连接，因而心轴22可以在接头26内转动，在转动上夹盘组件20时有利于从气源28向轮胎T送气(见图1及2)。

上夹盘组件20由电机组件30直接驱动，电机组件30在靠近心轴22的第一端27处有效地连接于心轴22。显然，电机组件30也可以与心轴22在其他位置有效地连接，或者用来驱动下夹盘组件90使轮胎T同样转动。

电动机组件30包括无刷电动机31，其环形定子组件32形成的孔内接纳转子组件33和心轴22。为了直接驱动心轴22，转子组件33用键与心轴22连接。电动机由伺服传动电子设备供电，它以比现有技术的电机组件少的齿槽效应控制转速和转向。电动机组件30可包括这种伺服驱动装置，它产生被控制器C应用的合成正交编码器输出信号来测量转速和转动距离，不用单独的编码器。另一方面，单独的编码器或分解器E，例如中空轴编码器，可用来测量轴的转速和转角。中空轴编码器可以是符号编码器。据信，合成正交编码器与伺机服驱动装置的组合可在很大转速范围内，如0-1000rpm，产生精确的速度和位置控制，这对瞬时半径测量十分重要。

电动机组件30支承在机架F的顶框架构件12上，并用螺栓34固定，从图1和图2清楚地显示，电动机组件30可位于二个侧框架构件11的中心，并在顶框架构件12的中心35处。由于电动机组件30放在中心，电动机组件作用在框架构件11上的力矩起动时可互相抵消。显然从前的测试机的电动机组件与框架中心有一段距离，还常常装在框架构件外面。

电动机组件30可以有一块环形盖板37，用螺栓39固定到电机31的侧壁38，防止灰尘或其它碎屑进入电机内部。外罩40包住电机31，对电机31进一步保护。如图所示，外罩40可以有盖板41，底板42，环形侧板43，它们用普通方法，包括如图上所示沿径向间隔分布的螺栓44，固定在一起。底板42上可以有一套筒45沿轴向向下伸展，与心轴套46配合并用螺栓47连接。套筒45和心轴套46上分别有孔48、49用于接纳心轴22和第一轴承组件50，轴承是滚柱轴承，心轴22在其中可转动，可用推力轴承51，抵抗电机组件30产生的轴向力。

心轴22在第一轴承组件51附近收缩，在邻近心轴中央段54的地方形成缩径段53，这样，其内径小于中央段54外径的环形转子组件33便可与心轴22连接并在定子组件32形成的孔内自由转动。从缩径段53上伸出一径向凸缘56，它也可用防松螺母与垫圈构成，固定到转子组件33和第一轴承组件50之间的心轴22上的。第一密封件57紧靠径向凸缘56，使轴承组件50与电机组件30隔离开。第二密封件58将轴承组件50与心轴22的中央段54隔离开，缩径段53沿轴向向下延伸，穿过第二密封件58形成的孔59，进入心轴孔49中。

在心轴孔49内，心轴22的中央段54由缩径段53沿径向向外扩大到基本上到达孔49的边缘。中央段54伸到与心轴孔49邻接的上心轴外壳组件60中并可在其中自由转动。上心轴外壳组件60的凸缘段61紧接心轴套46并有一上心轴外壳孔62，其直径基本上和心轴孔49相同，用于接纳心轴22中央段54的其余部分。凸缘段61沿径向从心轴套46向外扩大，紧靠心轴套46形成一环形平台肩63。上心轴外壳60的主体段65从凸缘段61沿轴向向下延伸，并沿径向缩进在凸缘段61的下侧形成第二平台肩64。主体段65从第二台肩段64沿轴向向下伸，在主体段65外部形成径向表面66。在上心轴外壳组件60中，主体段65形成一小室67，它从上心轴外壳孔62沿径向向外扩大，以接纳心轴22的加大段68及第二轴承组件70。

第二轴承组件70基本上和第一轴承组件50一样，但它适合心轴22的加大段68，而不是轴套56。与第一轴承组件50的情况一样，推力轴承71用来抵抗测试时产生的推力，包括电机组件30、轮胎T或下夹盘组件90产生的推力。因此，推力轴承71专门用于承受这些载荷。密封件72位于加大段68和小室67附近，将轴承组件70与上心轴外壳孔62隔开。盖板73成为小室67的下面部件74，并用螺栓连接到上心轴外壳组件60上。

帽盖组件75沿轴向向下穿过盖板73并用螺栓76连接于心轴22。帽盖组件75的径向尺寸大于心轴22的加大段68并放进盖板73的帽盖孔78中，密封件79紧靠帽盖孔78和帽盖组件75，用于密封小室67。

帽盖组件75有一个环形主体80，它形成有一个帽盖孔8 1与气路24相通。从帽盖组件75下端径向向外伸出帽盖凸缘82，其上形成第一和第二平直台肩83、84。接受器85从环形主体80沿轴向向下伸出并从台肩84径向里面形成向外张开的喇叭接收口86，它从上夹盘组件20在端部87向外张开。向外的锥孔86的尺寸和形状可接受下夹盘组件90上的鼻端，下面将详细描述。

下夹盘组件90(见图3A)安装在下框架组件13、13上且至少有一部分支承在轴91上，轴91连接于液压机构92。液压机构92包括活塞93气缸94，工作时可使夹盘组件90升降。换言之，液压机构92沿轴向将下夹盘组件90移向或离开上夹盘组件30。这样，轮胎T便能在沿输送机15送进测试机10之后夹住在上、下夹盘组件20，90之间测试。

下夹盘组件90和上夹盘组件20相似，但不是由本发明形式的电机组件30直接驱动。下夹盘组件90可自由转动，并在电机组件30产生的力矩作用下通过上夹盘组件20和夹持的轮胎发生转动。鼻端组件95从下夹盘组件90向上伸出，它有一个环形端部96，它形成一个鼻端孔97与帽盖孔81一致，环形端部96的外壁98向里斜，与接收器组件85的内壁配合，鼻端组件95可滑动地安装于下夹盘组件90中，因此对具有不同胎圈间距的轮胎可以进行轴向调节。

如图3A所示，鼻端组件95放入下夹盘外壳组件100中，它和上述的上夹盘20的外壳组件相似，因此只作概述。如图所示，鼻端组件95由轴承组件110带动转动。

当轮胎T放进测试机10，下夹盘组件90沿轴向移动，将轮胎夹在上、下夹盘组件20、90之间，准备测试。显而易见，当下夹盘组件90处在后退位置，即低于输送机组件15，则轮胎T可沿输送机15与下夹盘90一起移动到刻度处。然后抬高下夹盘组件90，使轮胎T与上夹盘组件20的下夹盘外壳段75接触，将轮胎夹紧。轮胎T再由气源28经气道24来的空气充气到要求的压力。充气后，轮胎T转动，上面所述的加载轮移动到与轮胎T接合，以完成测试。

还有一个加载轮组件120，由装在框架F上的托架121支撑。加载轮组件120包括加载轮122，可转动地装在心轴123上，心轴123位于托架121上。心轴123、123上有与其相连的测力传感器(未示)，测力传感器用来测量轮胎T的某些特性，如将要说明的。在加载轮电机组件125的动力作用下托架121移向或离开轮胎T。

操作时，轮胎T沿输送机15送到轮胎均匀性测试机10。当轮胎T与夹盘组件20、90对齐，使用电机组件30夹住轮胎并使之转动。加载轮122与轮胎T接触，因此与轮胎T一起旋转。与加载轮122相关联的测力传感器测量从轮胎T传到加载轮122的力，并将此数据再送到控制器C。这些力及测试机10的其他测量结果使控制器C评估轮胎T的特性，并在必要时作修正。

Claims (16)

1.一种测试轮胎的轮胎均匀性测试机，包括；

a)一个接纳被试轮胎的机架；

b)一个由所述机架支承的电动机；

c)一个设置在所述机架内的可旋转夹盘组件；

d)所述可旋转夹盘组件包括一根直接与所述电动机连接的心轴，用于使所述夹盘组件可选择地旋转

1)因而所述将被测试的轮胎可安装于所述可旋转夹盘组件并由所述电机带动旋转以便测试。

2.如权利要求1所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述的电动机组件有一个定子组件，该定子组件有一孔，所述心轴放置在此孔中；还有一个转子组件设置在紧靠所述定子组件并与所述心轴连接。

3.如权利要求2所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述的心轴在靠近所述定子组件有一细径段以接纳所述的转子组件。

4.如权利要求1所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述电动机组件位于所述机架内中心。

5.如权利要求1所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述机架包括四个侧构件，且所述电动机组件的中心与各所述侧构件等距离。

6.如权利要求1所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述电动机组件包括一个无刷电动机，它有一环形定子组件安装在所述机架上，和一转子组件，在定子组件产生的电磁力的作用下可自由转动。

7.如权利要求6所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述的心轴有第一段和第二细径段，该细径段的直径比与其邻近的主段小，且所述转子组件在该细径段处与心轴连接。

8.如权利要求7所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于还包括与此心轴一起运动的第一轴承组件，使其能自由转动，所述第一轴承组件位于所述转子组件轴向向外。

9.如权利要求8所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述第一轴承组件包括紧靠所述心轴径向间隔的滚柱轴承。

10.如权利要求9所述的轮胎均匀性测试机，其特征在于所述滚柱轴承是推力轴承。

11.一种测试轮胎的轮胎均匀性测试机，包括：

a)一个接纳被测试轮胎的机架；

b)一个位于机架内的可转动的夹盘组件，该夹盘组件包括一个上夹盘组件和一个可轴向移动的下夹盘组件，以夹持进入机架的轮胎以便测试；

c)所述上夹盘组件包括一心轴，由所述机架轴向支承但可在其中自由转动；

d)一个直接与心轴连接的电动机组件，所述电动机组件有一个可接纳一部分心轴的环形定子组件和一个在定子组件产生的电磁场作用下可转动的转子组件；

e)所述转子组件与心轴用键连接，因而当向定子组件施加驱动电流使所述心轴转动，并且轮胎被夹持在上、下夹盘组件内，并且电机组件通电可使轮胎转动。

12.一种轮胎均匀性测试机的驱动装置，该测试机有一个用于接纳被测试轮胎的机架，通过可转动加载轮施加模拟力进行测试，该驱动装置包括：

a)一心轴，它轴向地支承在机架上与并可在其中自由转动；

b)一电机组件，它有一环形定子组件，该定子组件形成有一个用来接纳心轴的孔；和

c)一转子组件，它靠近定子组件且与心轴连接，因而所述电机组件通电可使心轴转动。

13.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于所述电机组件包括一无刷电动机。

14.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于所述的心轴有一细径段，与中心段相邻，并且所述细径段被放置在所述孔内，所述转子组件与所述细径段连接。

15.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于所述心轴可转动地支承在第一轴承组件上，第一轴承组件位于电动机组件轴向外侧，所述第一轴承组件包括多个与所述心轴一起转动的滚柱轴承。

16.如权利要求15所述的驱动装置，其特征在于所述滚柱轴承是推力轴承，其布置方向可抵抗所述电动机组件引起的所述心轴的轴向运动。

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