CN1609576A - 轮胎试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎试验装置，具有：对装卸自如地装配轮胎的主轴装置进行转动自如的支承的主轴套装置、和将该套装置支承在固定侧的支承装置，前述支承装置具有：固定在固定侧上的底板、和立设在底板上并且上部固定在前述主轴套装置上的支架部，前述支架部形成为其水平面内的截面积越往上方越减小的形状。根据这样的构成，可以以尽可能低的重量和制造成本实现在高频频带内进行高精度的计测所必要的具有高固有振动频率的套支承构造。

Description

轮胎试验装置

技术领域

本发明涉及一种轮胎试验装置。

背景技术

作为这种轮胎试验装置，公知的有测量轮胎产生的力的离散的一致性试验装置。

一致性试验构成为，在将轮胎以可旋转的状态推抵到旋转滚筒上的状态下，用某些方法使轮胎旋转，并对轮胎的径向和前后方向以及轮胎的旋转轴方向中的任一方向，或者同时对多个方向的力变动进行计测。

又，计测轮胎的不平衡量的动态平衡试验也为人熟知，尽管其需要可以使轮胎在不推压到旋转滚筒上的状态下旋转的机构和对由于不平衡而作用在轮胎或者安装有轮胎的主轴上的旋转离心力进行检测的机构，但有时由和前述同样的机器构成。

作为用于进行该一致性试验和动态平衡试验的轮胎试验装置，例如特开平11-223571号公报和特开2002-350293号公报中记载的轮胎试验装置已被公知。

这些以往的试验装置是在由某些套支承构造支承的主轴套内收纳有轴承，在经由该轴承被可转动地支承着的主轴上安装轮胎，并使其以规定的转速旋转的试验装置。

在一致性试验中，通常轮胎被规定的力推压在旋转滚筒上，因此，此时，在轮胎和旋转滚筒之间产生的力是对前述的规定的推压力和轮胎产生的力的变动进行合算而得到的。

一致性试验装置是通过安装在主轴套一侧或者旋转滚筒一侧的任一侧的力检测装置对在轮胎和旋转滚筒之间产生的这种力的变动进行测量，并在扣除规定的推压力后求得轮胎所产生的力的变动的试验装置。

又，在动态平衡试验中，通常轮胎并不被推压在旋转滚筒上，因此，此时，通过安装在主轴套一侧的力检测装置来对由于不平衡而作用在轮胎或者安装有轮胎的主轴上的旋转离心力进行测量，并运算出残留不平衡量(参照JIS B0905)。

在一致性试验中，通常，是在轮胎的转速为60rpm左右，即1Hz左右的低速下实施的。在轮胎产生的力的变动中，在需要测量到轮胎的转速的高次成分频率的情况下，需要测量的频率范围为最大10Hz左右以下。

在动态平衡试验中，通常，轮胎的转速为数十到1500rpm的范围，即数Hz到20Hz左右，与一致性试验相比可以认为是高速，但由于只测量轮胎转速同步成分即可，所以可以认为需要测量的频率范围为最大20Hz左右以下。

又，在使用前述那样的构成的装置测量力的情况下，在由支承主轴的轴承和收纳轴承的套以及支承套的支承构造等的刚性和其重量决定的机械系统固有振动频率存在于应该测量的频率频带内或者其附近的情况下，有受共振的影响而造成力检测精度下降的问题。

为排除机械系统固有振动频率下的共振的影响，优选地，必须把机械系统固有振动频率设置在应该测量的最高频率的3至4倍以上。

因此，在一致性试验或者动态平衡试验中，从前述的测量所必要的频率范围考虑，必须把机械系统固有振动频率设为例如30到60Hz以上，而且，把机械系统固有振动频率保持在该频率以上，在以往技术的范围内可认为是可以比较容易地达到的。

但是，近年来，希望得到精度良好地测量与实际使用轮胎的情况同样地、使轮胎高速旋转的状态下的一致性的试验装置，即，所谓高速一致性试验装置。

可以认为在高速一致性试验中必要的轮胎转速最高为2000rpm左右，即35Hz左右。因此，如果在轮胎产生的力的变动中需要测量到轮胎转速的高次成分频率，则需要测量的最高频率就会增大。

但是，如前所述，可以进行精度良好地测量的频率范围的上限是由机械系统固有振动频率决定的。

因此，对高速一致性试验来说，尽可能高地保持机械系统固有振动频率可以说是决定可测量的频率的上限的重要技术。

作为将机械系统固有振动频率保持得高的方法，例如，在前述特开平11-223571号公报和特开2002-350293号公报中记载的轮胎试验装置中，有使用刚性高的轴承和力检测器等方法，但关于套支承构造，尽管实际上是为将机械系统固有振动频率保持得高的重要的要素，却并没有特别地载明。

一般地，增大构成套支承构造的要素的板厚或者增加构成部件等对策可以认为是有效的，但是如果胡乱地实施就会导致重量和制造成本的增大。

发明内容

鉴于以上问题，本发明目的在于提供一种可以以尽可能低的重量和制造成本实现在高频频带内进行高精度的计测所必要的具有高固有振动频率的套支承构造的轮胎试验装置。

为达到前述目的，本发明采取下述机构。即，本发明的特征在于，在具有对装卸自如地装配轮胎的主轴装置进行转动自如的支承的主轴套装置和将该套装置支承在固定侧的支承装置的轮胎试验装置中，前述支承装置具有：固定在固定侧的底板、和立设在底板上并且上部固定在前述主轴套装置上的支架部，前述支架部的形状形成为，其水平面内的截面积越往垂直上方越减小。

其中，所说的支架部的截面积指的只是除去中空部分的仅钢板部分的截面积。

根据前述构成的本发明，由于具有底板，所以可以使支承构造的截面变化减少，从而可以提高构造整体的刚性。

即，在用地脚螺栓等将支架部个别地固定在地基上的方法中，存在下述几个问题，难以确保高的刚性。

(1)不能将与地基接触的部位的面积取得大，所以不利于确保刚性。

(2)由于空间等的制约，地脚螺栓尺寸(即截面积)必须变小，其结果，不利于确保刚性。

(3)实际施工时各个支架部间的校平等操作非常困难。如果是在不完全地进行校平的状态下，就会在地基和支架接地部位之间产生空隙，从而产生局部的变形等并使该部位的刚性极度下降。即，受到现场的施工状况、技术水平、地基状况的影响大。

但是，在本发明中，为避免上述问题，首先准备牢固的底板，然后通过焊接等工作法将支架部直接接合在底板上，再用地脚螺栓等将底板牢固地固定在地基上。如果这样做，就可以避免前述那样的各问题，并且，由于有牢固的底板，就不会像如前述(3)那样受地基等的施工状况(接地部平面度等)的影响大，结果，可以稳定地确保高的刚性。

通常地，提高机械系统的动态刚性的方法是通过重量(特别是远离固定部的部分)的减轻或者刚性的增加，但根据本发明，在向上减少截面积时，是在不使刚性损失大的情况下减轻重量的，结果，有助于动态刚性(频率响应函数的一种，将助振力和位移的比(力/位移)作为频率的函数表示)的提高。

优选地，前述支架部由多个柱构成。

通过作成这样的柱构造，下部的空间空出，所以机械的维护和调整就变得容易。

优选地，前述柱配置成，在前述主轴套装置的圆周方向上以等间隔支承前述主轴套装置，而且配置成，多根前述柱的各截面中心越往垂直下方相互间的距离越大。

通过作成这样的构造，可以进一步提高固有振动频率。即，通过将支架部配置成在垂直方向上越往上越朝向装置中心轴的倾斜状，相对于只是减少了截面积的情况，特别是关于支承构造的横倾，可以得到大的刚性，结果，有助于固有振动频率的提高。

根据本发明，可以以尽可能低的重量和制造成本实现在高频频带内进行高精度的计测所必要的具有高固有振动频率的套支承构造。

附图说明

【图1】图1为本发明的轮胎试验装置的整体图。

【图2】图2为本发明的轮胎试验装置的要部主视图。

【图3】图3为本发明的轮胎试验装置的支承装置的俯视图。

【图4】图4为图2的A-A线剖视图。

【图5】图5为图2的B-B线剖视图。

【图6】图6为用于求固有振动频率的FEM解析模型图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1所示的是轮胎试验装置的整体图。该试验装置具有：对装卸自如地装配轮胎1(在图1中省略，故参照图2)的主轴装置2进行旋转自如的支承的主轴套装置3、将该套装置3支承在固定侧的支承装置4。在该实施方式中，固定侧是指地基地面。进而，该试验装置还具有赋予装配在主轴套装置3上的轮胎旋转和负荷的滚筒装置5。

前述主轴装置2上下方向分离自如地具有配置在同一垂直轴心上的上部主轴6和下部主轴7。上部主轴6旋转自如地设置在升降杆8的下端，该升降杆8上下自由移动地设置在升降压力缸9上。升降压力缸9固定在立设在作为固定侧的地基上的框架10上。

前述下部主轴7旋转自如地支承在前述主轴套装置3上。设置有对该下部主轴7进行旋转驱动的驱动装置(省略图示)。又，下部主轴7以边缘被该驱动装置切掉而空转自如的方式构成。

在前述上部主轴6的下端设置有上部凸缘11，在下部主轴7的上端设置有下部凸缘12，在该上下部凸缘11、12之间夹持轮胎。

前述主轴套装置3形成为筒状，通过轴承(省略图示)等旋转自如地支承着前述下部主轴7。在该主轴套装置3上，设置有由用于测量轮胎的一致性的三轴测力传感器等构成的负载传感器(省略图示)。

前述支承装置4具有：固定在作为固定侧的地基地面上的底板13、立设在底板13上而且上部固定在前述主轴套装置3上的支架部14。该支架部14以其水平面内的截面积向上逐渐减少的形状形成(其详细情况通过后述的图2～5说明)。

前述滚筒装置5具有：配置在前述支承装置4的侧面、并固定在作为固定侧的地基上的架台15，和水平方向移动自如地设置在该架台15上的滚筒套16。在滚筒套16上，以垂直轴姿势旋转自如地支承有滚筒17。又，在滚筒套16上，设置有对滚筒17进行旋转驱动的驱动装置18。

在前述滚筒套16和架台15之间设置有进退机构19，前述滚筒17外周面通过该进退机构19被规定的力推压在装配在主轴装置2上的轮胎外周面上。该进退机构19由液压缸构成。在滚筒套16上，设置有用于检测滚筒17的移动位置的滚筒传感器20。

图2～5中表示前述支承装置4的详细情况。支承装置4的底板13为厚板，其周围通过螺栓等连接机构21牢固地固定在固定侧上的地基上。在该实施方式中，底板13由四角形的钢板作成厚度100mm，并在其中心部设置有圆孔22，用外周每边四个、内周4个的总共16个螺栓固定在地基上。

前述支架部14由多个柱23构成，在该实施方式中，由靠近底板13的四角立设的四个柱23构成。该柱23形成为截面中空四角形。即，用板厚38～50mm的钢板焊接四边形成截面中空四角形。柱23的下端通过焊接固定在底板13上。

在柱23的上端上，以连结四个柱23的方式通过焊接固定有固定框架24。固定框架24形成为比底板13小的相似形的四角形，并在其中心部上固定有前述主轴套装置3。

固定框架24具有四角形的下部板25和比该下部板25小的呈四角形的上部板26，上下部板25、26之间通过中空的四角筒27焊接固定。在该四角筒27的外周围面和下部板25之间设置有肋28。

于是，前述柱23以圆周方向等间隔地支承前述主轴套装置3的方式配置。而且，以多个柱23的各截面的中心越往垂直下方相互间的距离越大的方式配置。(在图2中，用单点划线表示柱23的各截面的中心)在支承在支承装置4上的主轴套装置3的下端和地基地面之间，形成有维护用的空间。

进而，从图1～5可知，支架部14形成为其水平面内的截面积向上逐渐减少的形状。

根据前述构成的实施方式，支承装置4越往垂直上方截面积越减小，由此，具有减轻固有振动频率下降的主要原因之一的远离成为上述支承构造的固定点的地基的部分的重量的效果。

又，因为支架部14采用了由具有闭合截面、并且越往垂直上方截面的形心越接近主轴套装置中心轴的4个柱23支承的构造，所以可以在保持高固有振动频率的状态下，在主轴套装置3的下部设置空间，从而在装置的维护等方面有利。

又，因为支承装置4采用了通过焊接等连结在具有比较厚的板厚的底板13上、并用地基螺栓21等将该底板13连结在地基上的构造，所以在抑制这些支承构造的变形从而提高构造整体的刚性的同时，可以不受地基的施工状况等较大影响地保持高固有振动频率。

【实施例】

相对于图6所示的支承装置，作成FEM解析模型，并求出固有振动频率。其结果，相对于最低次的振动模式(横倾)的固有振动频率为约275Hz，得到了实用上足够的数值。

又，本发明不仅限于前述实施方式所示，例如，支架部也可以为不是多个柱构造，而是在中心部上对主轴套进行支承的一个中空的圆锥台形。

Claims (3)

1.一种轮胎试验装置，具有：对装卸自如地装配轮胎的主轴装置进行转动自如的支承的主轴套装置、和将该套装置支承在固定侧的支承装置，其特征在于，前述支承装置具有：固定在固定侧的底板、和立设在底板上并且上部固定在上述主轴套装置上的支架部，前述支架部的形状形成为，其水平面内的截面积越往垂直上方越减小。

2.如权利要求1所述的轮胎试验装置，其特征在于，前述支架部由多个柱构成。

3.如权利要求2所述的轮胎试验装置，其特征在于，前述柱配置成，在前述主轴套装置的圆周方向上以等间隔支承前述主轴套装置，而且配置成，多根前述柱的各截面中心越往垂直下方相互间的距离越大。

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