CN216771061U - 一种工位轴模块及轮胎试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工位轴模块及轮胎试验机，工位轴的一端转动地穿设于安装座内、并具有外伸于安装座的伸出端，伸出端的一侧设有轴向力传感器，轴向力传感器用于检测工位轴的轴向力，轴向承载部与伸出端连接，用于承载工位轴的轴向力、并将轴向力传递至轴向力传感器，以准确测量工位轴的轴向力，有助于提高轮胎试验机的测试数据精度。

Description

一种工位轴模块及轮胎试验机

技术领域

本实用新型涉及轮胎测试技术领域，尤其涉及一种工位轴模块及轮胎试验机。

背景技术

为确保车辆行驶的安全性和舒适性，对研发或生产的每一个批次的轮胎，都要取样进行性能检验，其中就包括将轮胎安装到轮胎试验机上进行成品轮胎的性能测试。

滑角和倾角测试需要相应的结构实现，对于巨型工程机械轮胎（比如七米转鼓工程机械轮胎），由于机架庞大，通过机架倾角的方式来进行倾角测试不便于实现、结构复杂、成本高。在倾/滑角测试过程中，轮胎产生侧向力，该力形成工位轴的轴向力，轴向力的准确测量对于整个测试过程起到反馈保护作用，对测试数据的准确测量起到重要作用。所以，需要设计一种能够准确测量工位轴轴向力的结构。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

实用新型内容

针对背景技术中指出的问题，本实用新型提出一种工位轴模块及轮胎试验机，其能够准确测量工位轴的轴向力，有助于提高轮胎试验机的测试数据精度。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

本实用新型提供一种工位轴模块，应用于轮胎试验机，包括：

工位轴，用于安装待测试的轮胎；

安装座，所述工位轴的一端转动地穿设于所述安装座内、并具有外伸于所述安装座的伸出端；

轴向力传感器，其设于所述伸出端的一侧，用于检测所述工位轴的轴向力；

轴向承载部，其与所述伸出端连接，所述轴向承载部用于承载所述工位轴的轴向力、并将所述轴向力传递至所述轴向力传感器。

本申请一些实施例中，工位轴模块还包括端壳，其与所述安装座连接，所述伸出端伸入所述端壳内；

所述轴向力传感器和所述轴向承载部均设于所述端壳内。

本申请一些实施例中，所述轴向承载部包括：

轴向承载套，其设于所述端壳内，所述轴向承载套与所述伸出端之间设有轴承，所述轴承的一端与形成于所述伸出端的一侧的台阶结构抵靠；

轴向承载法兰，其设于所述轴向承载套的端部；

轴向力传递部，其作用于所述轴向承载法兰和所述轴向力传感器之间。

本申请一些实施例中，所述轴向力传递部包括：

第一法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述伸出端之间；

第二法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述轴向力传感器之间、并抵靠于所述轴向力传感器上；

其中，所述第一法兰与所述轴向承载法兰之间、所述第二法兰与所述轴向承载法兰之间均分别具有间隙，所述第一法兰与所述第二法兰固定连接。

本申请一些实施例中，所述轴向力传递部包括：

第一法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述伸出端之间，所述第一法兰与所述轴向承载法兰之间具有间隙；

第二法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述轴向力传感器之间，所述第二法兰与所述轴向承载法兰之间具有间隙，所述第二法兰与所述第一法兰固定连接；

球形法兰，其转动设于所述第一法兰与所述第二法兰内，所述球形法兰的一端抵靠于所述轴向力传感器上。

本申请一些实施例中，所述球形法兰的一端设有第一安装座，所述第一安装座抵靠于所述轴向力传感器上。

本申请一些实施例中，所述轴向力传递部包括：

齿形套，其固定设于所述轴向承载法兰上；

齿形球面法兰，其设于所述齿形套与所述轴向承载法兰之间；

第二安装座，其与所述齿形球面法兰固定连接、并抵靠于所述轴向力传感器上。

本申请一些实施例中，所述端壳包括轴向支撑法兰及端部连接法兰，所述轴向支撑法兰的一端与所述旋转座连接、另一端与所述端部连接法兰连接，所述轴向力传感器固定设于所述端部连接法兰上。

本申请一些实施例中，所述安装座包括移动座和旋转座，所述工位轴的移动端与所述移动座转动连接，所述工位轴的转动端与所述旋转座转动连接；

所述移动座可沿垂直于所述工位轴的方向水平移动，所述旋转座可在水平面内转动。

本申请一些实施例中，所述旋转座内设有第一轴承套，所述工位轴的转动端转动地穿设于所述第一轴承套内，所述第一轴承套与所述转动端之间设有第一圆柱滚子轴承；

所述移动座内设有第二轴承套，所述工位轴的移动端转动地穿设于所述第二轴承套内，所述第二轴承套与所述移动端之间设有第二圆柱滚子轴承。

本实用新型还提供一种轮胎试验机，包括如上所述的工位轴模块，还包括：

转鼓部，其包括转鼓；

加载部，其用于产生驱动力以使所述工位轴模块和所述转鼓相互靠近或远离。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本申请所公开的工位轴模块具有工位轴的运动补偿结构，通过轴向承载部来承载工位轴的轴向力、并将轴向力传递至轴向力传感器，在轮胎试验机进行轮胎倾角和滑角性能测试时，其能够对工位轴进行运动补偿，以准确地测量工位轴的轴向力，进而提高轮胎试验机的测试数据精度。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的轮胎试验机的结构示意图；

图2为根据实施例的工位轴模块在机架上的安装结构示意图；

图3为根据实施例的工位轴模块的结构示意图；

图4为根据实施例的工位轴的移动端与移动座之间的装配剖视图；

图5为根据实施例一的工位轴的转动端与旋转座之间的装配剖视图；

图6为根据实施例二的工位轴的转动端与旋转座之间的装配剖视图；

图7为根据实施例三的工位轴的转动端与旋转座之间的装配剖视图；

图8为根据实施例三的轴向力传递部的装配剖视图。

附图标记：

1-待测试轮胎；

100-机架，110-滑道，120-旋转轴，130-液压油缸；

200-工位轴，210-工位轴的移动端，220-工位轴的转动端，221-伸出端；

300-移动座，310-第二轴承套，320-第二圆柱滚子轴承；

400-旋转座，410-第一轴承套，420-第一圆柱滚子轴承；

500-端壳，510-轴向支撑法兰，520-端部连接法兰；

600-加载部；

700-转鼓部，710-转鼓；

810-轴向承载部，811-轴向承载套，812-轴向承载法兰，813-轴承，814-第一法兰，815-第二法兰，816-球形法兰，817-齿形套，818-齿形球面法兰；

820-轴向力传感器，821-第一安装座，822-第二安装座。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

轮胎试验机]

本实施例公开一种轮胎试验机，其可应用于巨型工程机械轮胎的性能测试，比如七米转鼓工程机械轮胎。

参照图1和图2，该轮胎试验机主要包括加载部600、转鼓部700、机架100、工位轴模块等。加载部600、转鼓部700以及工位轴模块呈一字排列。

机架100相当于整个试验机的基座，工位轴模块、加载部600以及转鼓部700均设于机架100上。

工位轴模块包括工位轴200，工位轴200沿水平方向延伸，用于安装待测试轮胎1。

转鼓部700包括转鼓710，加载部600用于产生驱动力以使工位轴模块和转鼓710相互靠近或远离，以带动待测试轮胎1靠近或远离转鼓710。

试验时，加载部600动作，待测试轮胎1与转鼓710相互靠近，待测试轮胎1与转鼓710呈压紧相切状态，实现轮胎的径向加载，二者相对转动以完成相关性能测试。

工位轴模块]

该轮胎试验机能够对轮胎进行倾角和滑角测试，轮胎在试验中由于倾角和滑角的存在，轮胎产生侧向力，该力形成工位轴200的轴向力。该力是轮胎试验中一个关键参数，且该力对轴向结构提出强度要求，准确测量轴向力对轴向结构起到反馈保护功能，而准确的测量该轴向力则需要尽量规避各种摩擦影响，确保数据的准确。

基于此，本实施例公开了一种工位轴模块，其具有工位轴200的运动补偿结构，在进行轮胎倾角和滑角测试时，能够对工位轴200进行运动补偿，以准确地测量工位轴200的轴向力。

参照图3和图5，工位轴模块还包括安装座、端壳500、轴向力传感器820、轴向承载部810等。

安装座的外侧固定设有端壳500，端壳500与安装座220的侧壁之间围成一安装空间。工位轴的一端转动地穿过安装座220、并具有一外伸于安装座220的伸出端221，伸出端221位于端壳500内。

端壳500内还设有轴向力传感器820和轴向承载部810，轴向承载部810与伸出端221连接，轴向承载部810用于承载工位轴200的轴向力、并将轴向力传递至轴向力传感器820，进而实现轴向力的准确测量。

对于安装座的结构，本申请一些实施例中，参照2和图3，安装座包括移动座300和旋转座400，工位轴200的移动端210与移动座300转动连接，工位轴200的转动端220与旋转座400转动连接。

移动座300滑动地设于机架100上，可沿垂直于工位轴200的方向水平移动。具体的，结合图4，机架100上设有滑道110，移动座300滑动地设于滑道110内，滑动运动更为平稳可靠。

旋转座400转动地设于机架100上，可在水平面内转动。具体的，结合图5，机架100上设有沿竖直方向延伸的轴孔（未标示），轴孔内穿设旋转轴120，旋转轴120可相对于机架100转动，旋转座400与旋转轴120固定连接，实现旋转座400在机架100上的转动连接。

移动座300在液压油缸130的驱动下移动，移动座300运动将带动工位轴200的移动端210朝靠近或远离转鼓710的方向运动，由于旋转座400相对于转鼓710的距离是不变的，则工位轴200的转动端220将能够带动旋转座400在水平面内转动，从而实现倾角测试功能。

对于工位轴200的转动端220与旋转座400之间的安装结构，本申请一些实施例中，参照图5，旋转座400内设有第一轴承套410，工位轴的转动端220转动地穿设于第一轴承套410内，第一轴承套410与转动端220之间设有第一圆柱滚子轴承420。

对于工位轴200的移动端210与移动座300之间的安装结构，本申请一些实施例中，参照图4，移动座300内设有第二轴承套310，工位轴的移动端210转动地穿设于第二轴承套310内，第二轴承套310与移动端210之间设有第二圆柱滚子轴承320。

圆柱滚子轴承可有效降低摩擦力的不利影响，提高测量精度。

对于端壳500的具体结构，本申请一些实施例中，参照图5，端壳500包括轴向支撑法兰510及端部连接法兰520，轴向支撑法兰510的一端与旋转座400固定连接、另一端与端部连接法兰520固定连接，轴向力传感器820固定设于端部连接法兰520上，轴向力传感器820正对工位轴的伸出端221。

对于轴向承载部810的具体结构，本申请一些实施例中，其包括轴向承载套811、轴向承载法兰812以及轴向力传递部。

轴向承载套811固定设于端壳500内，具体为轴向承载套811固定设于轴向支撑法兰510上，轴向承载法兰812固定设于轴向支撑法兰510的端部，工位轴的伸出端221伸入轴向承载套811和轴向承载法兰812所围空间内。

工位轴的伸出端221与工位轴的转动端220之间形成有台阶结构，伸出端221与轴向承载套811之间设有轴承813，轴承813的一端与该台阶结构抵靠、另一端靠锁紧螺母固设于伸出端221上。

轴承813采用球面推力滚子轴承，能承受较大的轴向力。

轴向力传递部作用于轴向承载法兰812和轴向力传感器820之间，当轮胎产生轴向力时，轴向力主要由轴承813承受，由轴承813将轴向力传递至轴向承载套811和轴向承载法兰812上、再传递至轴向力传递部上，由轴向力传递部将该轴向力传递给轴向力传感器820，实现轴向力的实时测量。

由轴向承载套811、轴向承载法兰812以及轴向力传递部所构成的轴向力承载部，可承载较大的轴向力，且通过轴承传力，减少了摩擦力影响，提高轴向力的测量精度。

而对于轴向力传递部的具体结构，本申请给出三种具体实施例。

第一种轴向力传递部，参照图5。

轴向力传递部包括第一法兰814和第二法兰815，第一法兰814与第二法兰815通过螺栓固定连接，且第一法兰814设于轴向承载法兰812与伸出端221之间，第二法兰815设于轴向承载法兰812与轴向力传感器820之间、并抵靠于轴向力传感器820上。其中，第一法兰814与轴向承载法兰812之间、第二法兰815与轴向承载法兰812之间均分别具有间隙。

当轮胎产生向左的轴向力（以图示方向），轮胎带动工位轴200产生向左的运动趋势，工位轴移动端210和转动端220上的圆柱滚子轴承可左右自由移动，且滚子阻力小，轮胎向左的作用力主要由轴承813承受，并通过轴向承载套811和轴向承载法兰812作用于第二法兰815上，再作用于轴向力传感器820，实现轴向力的测量。

当轮胎产生向右的轴向力，轮胎带动工位轴200产生向右的运动趋势，该作用力主要由轴承813承受，并通过轴向承载套811和轴向承载法兰812作用于第一法兰814，再通过第二法兰815作用于轴向力传感器820，实现轴向力的测量。

通过第一法兰814、第二法兰815与轴向承载法兰812之间的间隙，实现径向及挠性补偿。

第二种轴向力传递部，参照图6。

轴向力传递部包括第一法兰814、第二法兰815以及球形法兰816。

第一法兰814与第二法兰815通过螺栓固定连接，且第一法兰814设于轴向承载法兰812与伸出端221之间，第二法兰815设于轴向承载法兰812与轴向力传感器820之间。其中，第一法兰814与轴向承载法兰812之间、第二法兰815与轴向承载法兰812之间均分别具有间隙。

球形法兰818转动设于第一法兰814与第二法兰815内，球形法兰816的一端抵靠于轴向力传感器820上。

为了提高结构可靠性，进一步的，球形法兰816的一端通过螺栓固定设有第一安装座821，第一安装座821抵靠于轴向力传感器820上。

当轮胎产生向左的轴向力（以图示方向），轮胎带动工位轴200产生向左的运动趋势，工位轴移动端210和转动端220上的圆柱滚子轴承可左右自由移动，且滚子阻力小，轮胎向左的作用力主要由轴承813承受，并通过轴向承载套811和轴向承载法兰812作用于第二法兰815上，再通过球形法兰816和第一安装座821作用于轴向力传感器820，实现轴向力的测量。

当轮胎产生向右的轴向力，轮胎带动工位轴200产生向右的运动趋势，该作用力主要由轴承813承受，并通过轴向承载套811和轴向承载法兰812作用于第一法兰814，再通过第二法兰815、球形法兰816以及第一安装座821作用于轴向力传感器820，实现轴向力的测量。

通过球形法兰816的设置，径向补偿通过第一法兰814、第二法兰815与轴向承载法兰812之间的间隙实现，而挠性补偿通过第一法兰814、第二法兰815与球形法兰816之间的球面实现。

第三种轴向力传递部，参照图7和图8。

该轴向力传递部包括齿形套817、齿形球面法兰818以及第二安装座822。

齿形套817通过螺栓固定设于轴向承载法兰812上，齿形球面法兰818设于齿形套817与轴向承载法兰812所围空间内，齿形球面法兰818的齿形结构从齿形套817的周向间隙伸出、并通过螺栓与第二安装座822固定连接，第二安装座822的一侧抵靠于轴向力传感器820上。

轴向力的传递与上两种结构大致相同，不再详述。齿形球面法兰818与齿形套817及轴向承载法兰812之间的接触为球面接触，用于工位轴200转动过程中的挠性补偿，而径向补偿则通过齿形球面法兰818与齿形套817之间的径向间隙实现。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种工位轴模块，其特征在于，包括：

工位轴，用于安装待测试的轮胎；

安装座，所述工位轴的一端转动地穿设于所述安装座内、并具有外伸于所述安装座的伸出端；

轴向力传感器，其设于所述伸出端的一侧，用于检测所述工位轴的轴向力；

轴向承载部，其与所述伸出端连接，所述轴向承载部用于承载所述工位轴的轴向力、并将所述轴向力传递至所述轴向力传感器。

2.根据权利要求1所述的工位轴模块，其特征在于，

还包括端壳，其与所述安装座连接，所述伸出端伸入所述端壳内，所述轴向力传感器和所述轴向承载部均设于所述端壳内。

3.根据权利要求2所述的工位轴模块，其特征在于，

所述轴向承载部包括：

轴向承载套，其设于所述端壳内，所述轴向承载套与所述伸出端之间设有轴承，所述轴承的一端与形成于所述伸出端的一侧的台阶结构抵靠；

轴向承载法兰，其设于所述轴向承载套的端部；

轴向力传递部，其作用于所述轴向承载法兰和所述轴向力传感器之间。

4.根据权利要求3所述的工位轴模块，其特征在于，

所述轴向力传递部包括：

第一法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述伸出端之间；

第二法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述轴向力传感器之间、并抵靠于所述轴向力传感器上；

其中，所述第一法兰与所述轴向承载法兰之间、所述第二法兰与所述轴向承载法兰之间均分别具有间隙，所述第一法兰与所述第二法兰固定连接。

5.根据权利要求3所述的工位轴模块，其特征在于，

所述轴向力传递部包括：

第一法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述伸出端之间，所述第一法兰与所述轴向承载法兰之间具有间隙；

第二法兰，其设于所述轴向承载法兰与所述轴向力传感器之间，所述第二法兰与所述轴向承载法兰之间具有间隙，所述第二法兰与所述第一法兰固定连接；

球形法兰，其转动设于所述第一法兰与所述第二法兰内，所述球形法兰的一端抵靠于所述轴向力传感器上。

6.根据权利要求5所述的工位轴模块，其特征在于，

所述球形法兰的一端设有第一安装座，所述第一安装座抵靠于所述轴向力传感器上。

7.根据权利要求3所述的工位轴模块，其特征在于，

所述轴向力传递部包括：

齿形套，其固定设于所述轴向承载法兰上；

齿形球面法兰，其设于所述齿形套与所述轴向承载法兰之间；

第二安装座，其与所述齿形球面法兰固定连接、并抵靠于所述轴向力传感器上。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的工位轴模块，其特征在于，

所述端壳包括轴向支撑法兰及端部连接法兰，所述轴向支撑法兰的一端与所述安装座连接、另一端与所述端部连接法兰连接，所述轴向力传感器固定设于所述端部连接法兰上。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的工位轴模块，其特征在于，

所述安装座包括移动座和旋转座，所述工位轴的移动端与所述移动座转动连接，所述工位轴的转动端与所述旋转座转动连接；

所述移动座可沿垂直于所述工位轴的方向水平移动，所述旋转座可在水平面内转动。

10.一种轮胎试验机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的工位轴模块，还包括：

转鼓部，其包括转鼓；

加载部，其用于产生驱动力以使所述工位轴模块和所述转鼓相互靠近或远离。

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