CN217006825U - 一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，该试验装置将模拟航空轮胎的橡胶轮用试件装夹器与转轴固定连接，将模拟路面测试的砂轮用砂轮紧固装置安装在伺服电机上，通过调节高度调节块装夹在冲击支柱上的高度来调节橡胶轮与砂轮的相对高度，通过转动倾角调节轴并装夹固定在高度调节块上来调节橡胶轮的侧倾角度，通过转动侧偏调节轴并装夹固定在连接臂上来调节橡胶轮的侧偏角度，通过改变加载砝码的重量来控制冲击加载力的大小，通过复位拨柄的转动拨动复位挡条、带动冲压板复位后进行冲击试验。本实用新型结构简单、成本低廉，可简便快捷的模拟航空轮胎着陆冲击摩擦磨损，所得数据精度高，能够为航空轮胎材料的研发提供可靠依据。

Description

一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置

技术领域

本实用新型涉及航空轮胎摩擦性能测试领域，详细讲是一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置。

背景技术

航空轮胎是飞机与道面接触的唯一部件，起到支承负荷，向地面传递制动力、驱动力和转向力的作用，在起落架系统中扮演至关重要的角色，是保障飞机着陆与滑跑安全与性能的关键。

然而飞机着陆时常伴随高速滑跑及猛烈冲击，此外有效的制动、地面的不平整、气候条件的多变等因素常使航胎发生严重磨损。特别在冲击工况下，胎面橡胶在高速高压共同作用下发生高速摩擦从而迅速升温，产生大量白烟并在跑道留下黑色印记，胎面磨损程度急剧加重，严重威胁飞机起降安全。

高速冲击服役环境下胎面橡胶材料的摩擦磨损特性是衡量航空轮胎综合性能的一项重要指标。现有实验装置及研究方法多集中于不同速度、压力等工况下橡胶滑动摩擦磨损行为，无法反应飞机着陆冲击过程橡胶的摩擦磨损特性。此外，着陆时轮胎常伴有侧偏及滑移角，且轮胎滚动过程中存在一定滑移率，对该系列工况下的橡胶摩擦行为不能准确获得其摩擦磨损特性使现有的实验装置测得的数据误差大，不能真实反应航空轮胎橡胶材料的摩擦磨损特性。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便，可真实模拟航空轮胎着陆时的冲击摩擦磨损工况，可对多种工况下的橡胶冲击摩擦磨损及生热特性进行测试的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，可为航空轮胎结构及材料的改进设计提供技术支撑。

本实用新型解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，包括支撑台架，支撑台架包括支撑架和台面，其特征在于台面上侧设有砂轮摩擦装置，砂轮摩擦装置左侧的台面上设有两个冲击导轨，两个冲击导轨上分别设有左滑块和右滑块，两个左滑块上设有冲压板，两个右滑块上设有冲击负载板，冲压板和冲击负载板间经一维力传感器一相连，冲击负载板上设有侧向力导轨，侧向力导轨上设有冲击安装板，冲击安装板上设有冲击安装板，冲击安装板前侧的冲击负载板上设有传感器安装座，传感器安装座与冲击安装板前侧经一维力传感器二相连；冲击安装板上设有冲击支柱，冲击支柱上装夹有高度调节块，高度调节块上装夹有前后方向设置的倾角调节轴，倾角调节轴上装夹有倾角调节臂，倾角调节臂上设有前后方向设置的连接臂，连接臂上装夹有左右方向设置的侧偏调节轴，侧偏调节轴上与砂轮摩擦装置相对侧设有安装台，安装台上设有转轴，安装台上侧的转轴上设有试件装夹器，安装台下侧的转轴上设有测速刹车盘，安装台一侧上设有与测速刹车盘相配合的测速传感器和制动器；设有冲击加载装置和加载复位装置，所述的冲击加载装置包括加载砝码、传动钢丝绳和导向滑轮组，加载砝码悬挂在台面下方的传动钢丝绳的一端上，传动钢丝绳经滑轮组导向后其另一端与冲压板相连；所述的加载复位装置是在冲压板下方的台面上设有复位拨柄，复位拨柄一端部设有转拨电机、另一端部上侧设有复位拨轮，复位拨轮左侧的冲压板下侧面上设有与其配合的复位挡条。

本实用新型中所述的砂轮摩擦装置包括伺服电机、轴承座、砂轮和砂轮紧固装置。伺服电机实现不同速度的旋转运动、轴承座承受砂轮径向冲击加载力及轴向的摩擦力及加载力分量。砂轮紧固装置将砂轮紧固在电机输出轴上并与其进行同步旋转。

本实用新型中所述的一维力传感器一、一维力传感器二为S型拉压力传感器。

本实用新型中所述的台面下侧设有砝码架，砝码架上设有两根(上下竖直设置的)导向滑杆，导向滑杆上设有可上下自由滑动的砝码板，两根导向滑杆间的砝码板上设有(上下竖直设置的)砝码穿杆，传动钢丝绳的一端与砝码板相连。

本实用新型中所述的测速刹车盘是在刹车盘的边缘周向均匀分布有检测孔，所述的测速传感器是在刹车盘上下两侧设有与检测孔配合检测的光电对射式传感器。当刹车盘旋转，对传感器对射光线产生影响，从而检测橡胶轮转动速度信息。

本实用新型中所述的台面上设有温度采集装置，温度采集装置的测温头位于砂轮摩擦装置一侧，用于对实验过程中橡胶轮试件表面温度进行实时采集。

一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、根据所模拟的飞机实际工况获得试验所需参数：

1.1获得航空轮胎着陆时的最大接触压力P，选择直径50-200mm、厚度3-100mm的橡胶轮，根据航空轮胎着陆时的最大接触压力P计算所需加载砝码的重量；

1.2、获得航空轮胎着陆时的最大垂直速度v_g，确定复位拨轮的最大冲击加载速度V_load，V_load＝v_g；

根据公式：

计算出复位拨柄转速n_b；

式中，n_b为复位拨柄转速(r/min)；r为复位拨柄长度；β为橡胶轮与砂轮接触时，复位拨柄与冲击安装板运动方向的夹角(°)。

1.3、根据航空轮胎接地水平线速度v_jd计算砂轮的转速n；

式中v_jd为航空轮胎着陆时接地水平线速度，n为砂轮转速，π为圆周率，d为砂轮直径，c_yjd为接地升力系数，m为飞机质量，g为重力加速度，ρ为空气密度，S为飞机机翼面积。

1.4、根据摩擦试验研究需要或航空轮胎着陆时实际的侧偏角度和侧倾角度获得橡胶轮的侧偏角度和侧倾角度；

步骤二、将橡胶轮安装在试件装夹器上；将加载砝码放置在砝码盘上，调节侧偏角度、侧倾角度，控制砂轮的转速；根据复位拨柄转速控制转拨电机转动、周期性加载，进行冲击试验；

步骤三、一维力传感器一实时采集加载力，由一维力传感器二实时采集砂轮切线方向的摩擦力，由热像仪实时采集摩擦界面上的橡胶轮的温度；

步骤四、使用采集到的传感器数据，由砂轮切向力除以砂轮径向力即可得到摩擦系数，称重实验前后橡胶轮的质量变化即可得到磨损量，由光学数码显微镜拍摄橡胶轮磨损表面的纹理即可得到磨损形貌，由热像仪采集结果即可得到摩擦表面上橡胶的温升历程及温度场。根据磨损量、磨损形貌、温升历程及温度场分布进行评价航空轮胎胎面材料的质量。

本实用新型中可以采用轮胎印痕试验机测定橡胶轮在不同加载力下的接触压力。加载砝码的重量除以轮胎印痕面积得到(平均)接触压力。

本实用新型中本实用新型中所述的v_g＝v_A-ωLcosα；

式中，v_A为飞机ADIRU处的垂直速度，ω为飞机俯仰变化率，L为飞机ADIRU到主起落架的距离，α为飞机俯仰角。v_A，ω，L，α均可从飞机QAR数据中获得。根据民航规章中要求迫降过程等极限工况中垂直速度v_g不超过1.524m/s，模拟试验民航航空轮胎时，拨轮的最大冲击加载速度(V_loadmax)为1.524m/s。

本实用新型进一步改进，根据(被模拟的)航空轮胎着陆时的刹车制动参数及飞机参数，计算轮胎的航空轮胎滑移率S_g

式中：

为滑移率，

为滑移率一阶算式，v_jd为飞机着陆滑行速度，D为气动阻力，k为主轮载荷分配系数(飞机参数手册)，L_s为飞机升力(飞机参数手册)，r为轮胎半径，J为主机轮转动惯量(飞机参数手册)，μ为轮胎与路面间的摩擦系数(测试获得)，T为刹车力矩(飞机参数手册)；C_D为飞机的升力系数，C_L为飞机的阻力系数，m为飞机(总)质量，g为重力加速度，ρ为空气密度，S为飞机机翼面积(实际参数)。

砂轮线速度与橡胶轮线速度差值除以砂轮线速度为滑移率；制动器根据得到的滑移率控制。可确定试验的橡胶轮同等滑移率下进行试验。

通过公式

计算出砂轮与橡胶轮接触表面线速度V，式中，Ω为橡胶轮角速度(rad/s)；R_e为橡胶轮滚动半径(mm)；V为砂轮与橡胶轮接触表面线速度(m/s)。

n＝V/πd为橡胶轮的目标转速，根据橡胶轮的目标转速和测速传感器检测的橡胶轮实际转速(使用PID控制器)来控制制动器工作。制动器为与刹车盘相配合的气动碟式制动器；气动碟式制动器与气源相连，当气源输出不同气压时，即可实现刹车气缸对刹车盘不同的夹紧力，实现橡胶轮与砂轮间不同的滑移率。可测量不同滑移率工况下的航空轮胎摩擦磨损性能。

本实用新型提供的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，将模拟航空轮胎的橡胶轮用试件装夹器与转轴固定连接，将模拟路面测试的砂轮用砂轮紧固装置安装在伺服电机上，通过调节高度调节块装夹在冲击支柱上的高度来调节橡胶轮与砂轮的相对高度，通过转动倾角调节轴并装夹固定在高度调节块上来调节橡胶轮的侧倾角度，通过转动侧偏调节轴并装夹固定在连接臂上来调节橡胶轮的侧偏角度，通过改变加载砝码的重量来控制冲击加载力的大小，通过复位拨柄的转动拨动复位挡条、带动冲压板复位后进行冲击试验。在设定的砂轮转速下，橡胶轮在设定的工况下被带动反复冲击砂轮，模拟航空轮胎着陆时的工况，各传感器获得相应的试验数据，即可分析获得不同材质的橡胶轮制成航空轮胎后的性能数据。本实用新型结构简单、成本低廉，可简便快捷的模拟航空轮胎着陆冲击摩擦磨损，得到的摩擦磨损数据精度高，能够为航空轮胎材料的研发提供可靠依据。

附图说明

图1是本实用新型中试验装置的结构示意图。

图2是本实用新型中试验装置的立体结构示意图。

图3是本实用新型中试验装置去除砂轮摩擦装置和温度采集装置后的立体结构示意图。

图4是图3去除支撑台架后的立体结构示意图。

图5是本实用新型中加载复位装置的立体结构示意图。

图6进行试验时采集的橡胶轮温升历程图。

图7进行试验时采集的摩擦力历程图。

具体实施方式

如图1-5所示的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，包括支撑台架，支撑台架包括支撑架1和台面20，台面20上侧设有砂轮摩擦装置，砂轮摩擦装置的砂轮水平设置、可自由转动，所述的砂轮摩擦装置包括伺服电机15、轴承座14、砂轮13和砂轮紧固装置12。从图1、图2中可以看出，伺服电机15固定设置在台面20下侧，轴承座14设置在台面20上侧。轴承座14内经轴承安装有传动轴，传动轴的下端与伺服电机15输出轴相连；所示的砂轮紧固装置12是在传动轴上部设有下固定片和上紧固片，砂轮13经螺母、上紧固片夹紧固定在下固定片上；伺服电机实现不同速度的旋转运动、轴承座承受砂轮径向冲击加载力及轴向的摩擦力及加载力分量。砂轮紧固装置将砂轮紧固在电机输出轴上并与其进行同步旋转。砂轮摩擦装置左侧的台面上设有冲击基板28，冲击基板28上设有两个相互平行、左右方向设置的冲击导轨21，两个相互平行的冲击导轨21为直线导轨，两个冲击导轨21上分别设有左滑块和右滑块，两个左滑块上设有冲压板16，两个右滑块上设有冲击负载板34，冲压板16和冲击负载板34间经一维力传感器一相连，一维力传感器一为S型拉压力传感器，冲击负载板34上设有前后方向设置的侧向力导轨25，侧向力导轨25上设有冲击安装板，冲击安装板上设有冲击安装板24，冲击安装板24前侧的冲击负载板34上设有传感器安装座，传感器安装座与冲击安装板24前侧经一维力传感器二29相连，一维力传感器二为S型拉压力传感器；冲击安装板24上设有上下方向设置的冲击支柱8，冲击支柱8上装夹有高度调节块9，调节块9上设有装夹孔，装夹孔一侧的调节块9上设有松紧槽口，调节块9上设有改变松紧槽口大小的调节螺钉，冲击支柱设置在装夹孔内，拧紧调节螺钉、调节块9夹紧固定在冲击支柱8上，放松调节螺钉、松紧槽口变大，调节块9可在冲击支柱8上调节高度；可根据需要调节高度调节块9在冲击支柱8上的高度。高度调节块9上装夹有前后方向设置的倾角调节轴10，倾角调节轴10上设有倾角调节臂17，倾角调节轴10可在高度调节块上转动、调节倾角调节臂与水平(冲击安装板)间的夹角。倾角调节臂17上设有前后方向设置的连接臂171，连接臂171上装夹有左右方向设置的侧偏调节轴，连接臂171与侧偏调节轴间的连接结构、倾角调节臂17与倾角调节轴10间的连接结构与调节块与冲击支柱间的连接结构相同。侧偏调节轴上与砂轮摩擦装置相对侧设有安装台23，安装台23上设有上下贯通的转轴，安装台23上侧的转轴上设有试件装夹器19，试件装夹器19的结构与砂轮紧固装置的结构相同。安装台23下侧的转轴上设有测速刹车盘33，安装台23一侧上设有与测速刹车盘33相配合的测速传感器32；从图中可以看出，所述的测速刹车盘33是在刹车盘的边缘周向均匀分布有检测孔，所述的测速传感器是在刹车盘上下两侧设有与检测孔配合检测的光电对射式传感器；当刹车盘旋转，对传感器对射光线产生影响，从而检测橡胶轮转动速度信息。安装台23另侧上设有与测速刹车盘33相配合的制动器22，制动器22为碟式制动器；设有冲击加载装置和加载复位装置，所述的冲击加载装置包括加载砝码5、传动钢丝绳31和导向滑轮组26，加载砝码5悬挂在台面下方的传动钢丝绳31的一端上，传动钢丝绳31经导向滑轮组26导向后其另一端与冲压板16相连，从图中可以看出，冲压板16下侧设有连接座40，传动钢丝绳31另一端与连接座40相连；所述的加载复位装置是在冲压板16下方的台面上的冲击基板28上设有水平设置与冲压板16平行设置(二者均水平设置)的复位拨柄38，复位拨柄38一端部连接有驱动其转动的转拨电机6、另一端部上侧设有复位拨轮30，复位拨轮30左侧的冲压板16下侧面上设有与其配合的复位挡条39；从图中可以看出，转拨电机6固定设置在冲压板16下侧，转拨电机6由电机和减速器组成。转拨电机6工作，带动复位拨柄38旋转，复位拨轮30与复位挡条39配合，可拨动冲压板16向左运动。所述的台面上设有温度采集装置11，温度采集装置11的测温头位于砂轮摩擦装置一侧，使用时，温度采集装置11的测温头与橡胶轮和砂轮接触处相对，用于对实验过程中橡胶轮试件表面温度进行实时采集；温度采集装置11选用热像仪。

本实用新型进一步改进，所述的台面20下侧设有砝码架2，砝码架2上设有两根上下竖直设置的导向滑杆4，导向滑杆4上设有可上下自由滑动的砝码板3，两根导向滑杆4间的砝码板3上设有上下竖直设置的砝码穿杆7，传动钢丝绳36的一端与砝码板相连。

一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、根据所模拟(使用该航空轮胎)的飞机使用过程中的实际工况获得试验所需参数：

1.1获得被模拟的航空轮胎着陆时的(平均)最大接触压力P；根据航空轮胎标准中的载荷、气压，采用有限元仿真计算得到或使用压力毯测试得到接触压力P。选择选择直径60-100mm、厚度5-20mm的橡胶轮，根据航空轮胎着陆时的最大接触压力P计算所需加载砝码的重量；

1.2、获得航空轮胎着陆时的最大垂直速度v_g，确定复位拨轮的最大冲击加载速度V_load，V_load＝v_g；

根据公式：

计算出复位拨柄转速n_b(即转拨电机的转速，n_b＝30000v_load/πrsinβ)，

式中，n_b为复位拨柄转速(r/min)；r为复位拨柄长度(转拨电机轴线与复位拨轮轴线间距离)(mm)；β为橡胶轮与砂轮接触时，复位拨柄与冲击安装板运动方向(前后方向)的夹角(°)，β通常在30-90°之间一定值。

1.3、根据航空轮胎接地水平线速度v_jd计算砂轮的转速n；

式中v_jd为航空轮胎着陆时接地水平线速度(QAR数据)，n为砂轮转速，π为圆周率，d为砂轮直径，c_yjd为接地升力系数(QAR数据)，m为飞机(总)质量，g为重力加速度，ρ为空气密度，S为飞机机翼面积(实际参数)。

1.4、根据摩擦试验研究需要或航空轮胎着陆时实际的侧偏角度和侧倾角度获得橡胶轮的侧偏角度和侧倾角度(飞机QAR数据中获得)；

步骤二、根据步骤1获取的参数，将试验用的橡胶轮18安装在试件装夹器19上；将加载砝码5放置在砝码板3上，调节侧偏角度、侧倾角度，控制砂轮的转速(使其外周线速度满足要求)；根据复位拨柄转速n控制转拨电机转动、周期性加载，进行冲击试验；

步骤三、一维力传感器一实时采集冲击载荷，由一维力传感器二实时采集砂轮切线方向的摩擦力，由温度采集装置实时采集摩擦界面上的橡胶轮的温度；

步骤四、使用采集到的传感器数据，由砂轮切向力除以砂轮径向力(冲击载荷)即可得到摩擦系数，称重实验前后橡胶轮的质量变化即可得到磨损量，由光学数码显微镜拍摄橡胶轮磨损表面的纹理即可得到磨损形貌，由热像仪采集结果即可得到摩擦表面上橡胶的温升历程及温度场。根据磨损量、磨损形貌、温升历程及温度场分布进行评价航空轮胎胎面材料的质量。本实用新型中可以采用轮胎印痕试验机测定橡胶轮在不同加载力(加载砝码重量)下的(测得接触面积、求得)接触压力。加载砝码的重量除以轮胎印痕面积得到(平均)接触压力。

本实用新型中所述的v_g＝v_A-ωLcosα；

式中，v_A为飞机ADIRU处的垂直速度，ω为飞机俯仰变化率，L为飞机ADIRU到主起落架的距离，α为飞机俯仰角。v_A，ω，L，α均可从飞机QAR数据中获得。根据民航规章中要求迫降过程等极限工况中垂直速度v_g不超过1.524m/s，模拟试验民航航空轮胎时，拨轮的最大冲击加载速度(V_loadmax)为1.524m/s。

本实用新型进一步改进，根据(被模拟的)航空轮胎着陆时的刹车制动参数及飞机参数，计算轮胎的航空轮胎滑移率S_g

式中：

为滑移率，

为滑移率一阶算式，v_jd为飞机着陆滑行速度，D为气动阻力，k为主轮载荷分配系数(飞机参数手册)，L_s为飞机升力(飞机参数手册)，r为轮胎半径，J为主机轮转动惯量(飞机参数手册)，μ为轮胎与路面间的摩擦系数(测试获得)，T为刹车力矩(飞机参数手册)；C_D为飞机的升力系数，C_L为飞机的阻力系数，m为飞机(总)质量，g为重力加速度，ρ为空气密度，S为飞机机翼面积(实际参数)。

砂轮线速度与橡胶轮线速度差值除以砂轮线速度为滑移率；制动器根据得到的滑移率控制。可确定试验的橡胶轮同等滑移率下进行试验。

通过公式

为滑移率，修改公式，计算出砂轮与橡胶轮接触表面线速度V，

式中，Ω为橡胶轮角速度(rad/s)；R_e为橡胶轮滚动半径(mm)；V为砂轮与橡胶轮接触表面线速度(m/s)。

n-πd/V为橡胶轮的目标转速，根据橡胶轮的目标转速和测速传感器检测的橡胶轮实际转速(使用PID控制器)来控制制动器工作。制动器为与刹车盘相配合的气动碟式制动器；气动碟式制动器与气源相连，当气源输出不同气压时，即可实现刹车气缸对刹车盘不同的夹紧力，实现橡胶轮与砂轮间不同的滑移率。

本实用新型中可以采用轮胎印痕试验机测定橡胶轮在不同加载力(加载砝码重量)下的接触压力。加载砝码的重量除以轮胎印痕面积得到(平均))接触压力(单位面积压力即压强)

本实用新型中本实用新型中所述的v_g＝v_A-ωLcosα；

式中，v_A为飞机ADIRU处的垂直速度，ω为飞机俯仰变化率，L为飞机ADIRU到主起落架的距离，α为飞机俯仰角(α为橡胶轮与砂轮接触时，复位拨柄与冲击安装板运动方向(前后方向)的夹角(°))。v_A，ω，L，α均可从飞机QAR数据中获得。飞机俯仰角α上极限理论数据为11度。根据民航规章中要求迫降过程等极限工况中垂直速度v_g不超过1.524m/s，模拟试验民航航空轮胎时，拨轮的最大冲击加载速度(V_loadmax)为1.524m/s。

本实用新型可根据航空轮胎标准中的载荷、气压，采用有限元仿真法计算航空轮胎着陆时的(平均)最大接触压力P，也可以使用压力毯测试得到接触压力P。采用有限元方法计算时，建立橡胶轮与模拟路面的仿真模型，具体如图2所示；根据GB/T9746-2013标准，获取对应航空轮胎的最大负荷及额定充气压力，采用轮胎印痕试验机测定对应的接触面积；由航空轮胎的最大负荷下轮胎(与地面)测得的接触面积的比值，计算获得航空轮胎的最大接触压力P；参考GB/T 1689-2014标准，为方便磨耗，确定橡胶轮标准外径为80mm，宽度为18mm，采用有限元方法，建立橡胶轮与模拟路面的仿真模型，可计算出不同载荷下的接触压力，基于此，由航空轮胎的计算的最大接触压力P，可确实施加到橡胶轮上的载荷F，取安全倍数为1.5，可得到实际的最大加载砝码重量(载荷)。

实施例1

根据航空轮胎国家标准GB/T9746,以波音737-800型飞机为例，46X17R20主轮最大载荷20870kg，结合实际接触面积可求得最大接触压力在2.5Mpa左右；受天气等因素影响，航空轮胎着陆时会存在一定的侧倾和侧偏，据统计(二者)最大不会超过10度。

选用尺寸为直接80mm，厚度18mm，最大接触面积300mm²左右(实测获得)的橡胶轮开展模拟试验，设置橡胶轮的侧偏角10°、外倾角10°；经计算得加载砝码650N；根据公式

计算出电机驱动复位拨柄转速n_b＝86.8r/min(以86.8r/min的转速进行冲击加载)；

根据波音737-800型飞机等商用飞机最大着陆速度为270km/h，实际测得砂轮直径为400mm，根据公式

计算砂轮的转速n＝3582.8r/min

步骤二、根据步骤1获取的参数，将试验用的橡胶轮18安装在试件装夹器19上；将加载砝码5放置在砝码板3上，调节侧偏角度、侧倾角度，控制砂轮的转速(使其外周线速度满足要求)；根据复位拨柄转速n控制转拨电机转动、周期性加载，进行冲击试验；

步骤三、一维力传感器一实时采集冲击载荷，由一维力传感器二实时采集砂轮切线方向的摩擦力，由温度采集装置实时采集摩擦界面上的橡胶轮的温度；

步骤四、使用采集到的传感器数据，由砂轮切向力除以砂轮径向力(冲击载荷)即可得到摩擦系数，称重实验前后橡胶轮的质量变化即可得到磨损量，由光学数码显微镜拍摄橡胶轮磨损表面的纹理即可得到磨损形貌，由热像仪采集结果即可得到摩擦表面上橡胶的温升历程及温度场。根据磨损量、磨损形貌、温升历程及温度场分布进行评价航空轮胎胎面材料的质量。本实用新型中可以采用轮胎印痕试验机测定橡胶轮在不同加载力(加载砝码重量)下的(测得接触面积、求得)接触压力。加载砝码的重量除以轮胎印痕面积得到(平均)接触压力。

根据本实用新型的装置结构及试验方法可知，本实用新型可以实现航空轮胎不同模拟实际着陆工况下冲击摩擦及不同侧偏及倾角下的高速摩擦，获取温度分布，摩擦力及温度历程曲线等重要参数，为航空轮胎胎面配方设计与评价提供依据，也为高性能航空轮胎研制提供技术支撑。从图6、图7可知，本实用新型可具体测量不同材质的橡胶轮在不同工况下的冲击摩擦数据，数据精准可靠，可为航空轮胎胎面配方设计与评价提供具体的数据支持。

Claims (6)

1.一种航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，包括支撑台架，支撑台架包括支撑架和台面，其特征在于台面上侧设有砂轮摩擦装置，砂轮摩擦装置左侧的台面上设有两个冲击导轨，两个冲击导轨上分别设有左滑块和右滑块，两个左滑块上设有冲压板，两个右滑块上设有冲击负载板，冲压板和冲击负载板间经一维力传感器一相连，冲击负载板上设有侧向力导轨，侧向力导轨上设有冲击安装板，冲击安装板上设有冲击安装板，冲击安装板前侧的冲击负载板上设有传感器安装座，传感器安装座与冲击安装板前侧经一维力传感器二相连；冲击安装板上设有冲击支柱，冲击支柱上装夹有高度调节块，高度调节块上装夹有前后方向设置的倾角调节轴，倾角调节轴上装夹有倾角调节臂，倾角调节臂上设有前后方向设置的连接臂，连接臂上装夹有左右方向设置的侧偏调节轴，侧偏调节轴上与砂轮摩擦装置相对侧设有安装台，安装台上设有转轴，安装台上侧的转轴上设有试件装夹器，安装台下侧的转轴上设有测速刹车盘，安装台一侧上设有与测速刹车盘相配合的测速传感器和制动器；设有冲击加载装置和加载复位装置，所述的冲击加载装置包括加载砝码、传动钢丝绳和导向滑轮组，加载砝码悬挂在台面下方的传动钢丝绳的一端上，传动钢丝绳经滑轮组导向后其另一端与冲压板相连；所述的加载复位装置是在冲压板下方的台面上设有复位拨柄，复位拨柄一端部设有转拨电机、另一端部上侧设有复位拨轮，复位拨轮左侧的冲压板下侧面上设有与其配合的复位挡条。

2.根据权利要求1所述的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，其特征在于所述的砂轮摩擦装置包括伺服电机、轴承座、砂轮和砂轮紧固装置。

3.根据权利要求1所述的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，其特征在于所述的一维力传感器一、一维力传感器二为S型拉压力传感器。

4.根据权利要求1所述的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，其特征在于所述的台面下侧设有砝码架，砝码架上设有两根导向滑杆，导向滑杆上设有可上下自由滑动的砝码板，两根导向滑杆间的砝码板上设有砝码穿杆，传动钢丝绳的一端与砝码板相连。

5.根据权利要求1所述的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，其特征在于所述的测速刹车盘是在刹车盘的边缘周向均匀分布有检测孔，所述的测速传感器是在刹车盘上下两侧设有与检测孔配合检测的光电对射式传感器。

6.根据权利要求1所述的航空轮胎着陆冲击摩擦磨损的试验装置，其特征在于所述的台面上设有温度采集装置，温度采集装置的测温头位于砂轮摩擦装置一侧，用于对实验过程中橡胶轮试件表面温度进行实时采集。

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