RU2786257C1 - Method for detecting obvious and hidden damage to pneumatic tires and a device for its implementation - Google Patents

Method for detecting obvious and hidden damage to pneumatic tires and a device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2786257C1
RU2786257C1 RU2022108881A RU2022108881A RU2786257C1 RU 2786257 C1 RU2786257 C1 RU 2786257C1 RU 2022108881 A RU2022108881 A RU 2022108881A RU 2022108881 A RU2022108881 A RU 2022108881A RU 2786257 C1 RU2786257 C1 RU 2786257C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tire
axis
static stiffness
lever
wheel
Prior art date
Application number
RU2022108881A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Васильевич Хольшев
Дмитрий Николаевич Коновалов
Александр Васильевич Милованов
Сергей Михайлович Ведищев
Алексей Владимирович Прохоров
Павел Сергеевич Минаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2786257C1 publication Critical patent/RU2786257C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: tires.
SUBSTANCE: method uses the average static stiffness of the tire as a diagnostic parameter and consists in repeatedly measuring the static stiffness of the tire through equal angles of rotation relative to the axis of rotation, averaging the obtained values, obtaining a confidence interval of values with a given probability, and identifying sections of the tire with static stiffness that goes beyond the lower limit obtained confidence interval. The device consists of a frame with a shaft mounted on it, driven through a chain drive by an electric motor. A hub for installing a diagnosed wheel is fixed on the shaft. There is also a lever pivotally connected to the frame through an axle. The axis of the lever is rigidly connected to the handle of the potentiometer, the output contacts of which are connected through a converter to a personal computer. The assessment of the tire stiffness at its different points is carried out by converting the translational movements of the roller into the angular movements of the potentiometer knob.
EFFECT: simplification of tire diagnostics.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к диагностированию автомобильных шин, в частности к способам выявления явных и скрытых повреждений пневматических автомобильных шин.The invention relates to the diagnosis of car tires, in particular to methods for detecting obvious and hidden damage to pneumatic tires.

Известен способ определения наличия дефектов структуры шины (см. заявка № 200116282/28 РФ, МПК G01M 17/02), заключающийся в том, что при проверке целостности внешней поверхности и внутренней структуры шины производят сравнение одноименных параметров оценки состояния структуры смежно расположенных участков шины, причем для проверки целостности структуры холодную шину нагревают до температуры не выше температуры вулканизации этой шины и горячую шину сканируют термовизором, а в качестве параметров оценки используют цветовое отображение температур участка шины. Недостатком данного способы являются технологическая сложность контролируемого нагрева поверхности шины до температуры не выше температуры вулканизации, высокая вероятность повреждения или возгорания шины из-за нагрева, а также необходимость применения дорогостоящего оборудования.A known method for determining the presence of defects in the structure of the tire (see application No. 200116282/28 RF, IPC G01M 17/02), which consists in the fact that when checking the integrity of the outer surface and the internal structure of the tire, a comparison is made of the same parameters for assessing the state of the structure of adjacent sections of the tire, moreover, to check the integrity of the structure, the cold tire is heated to a temperature not higher than the vulcanization temperature of this tire, and the hot tire is scanned with a thermal imager, and color display of the temperatures of the tire section is used as evaluation parameters. The disadvantage of this method is the technological complexity of controlled heating of the tire surface to a temperature not higher than the vulcanization temperature, a high probability of damage or fire of the tire due to heating, as well as the need to use expensive equipment.

Известно устройство (см. а.с. № 1515077 СССР МПК G01L 1/22) для измерения сил на колесе транспортного средства, содержащее раму, соединенную с помощью шарнирного узла со стойкой, жестко закрепленной на фундаменте, ось, установленную в опорных узлах, ступицу для установки колеса с испытуемой шиной и измерительным звеном и два кронштейна, связанные между собой регулируемой тягой, причем один кронштейн жестко закреплен на стойке под шарнирным узлом, а другой на оси, установленной на опорных узлах и ступице посредством сферических подшипников по посадке с гарантированным зазором. Недостатками данного устройства является сложность конструкции, трудоемкость установки колеса на стенд и большие временные затраты на измерение силы сопротивления покрышки в разных ее точках, так как опорная поверхность не подвижна. A device is known (see A.S. No. 1515077 USSR IPC G01L 1/22) for measuring forces on a vehicle wheel, containing a frame connected by a hinge assembly to a rack rigidly fixed to the foundation, an axle installed in the support nodes, a hub for mounting a wheel with a test tire and a measuring link and two brackets interconnected by an adjustable link, one bracket being rigidly fixed on a rack under the hinge assembly, and the other on an axle mounted on the support nodes and the hub by means of spherical bearings for a fit with a guaranteed clearance. The disadvantages of this device are the complexity of the design, the complexity of installing the wheel on the stand and the large time spent on measuring the resistance force of the tire at its various points, since the supporting surface is not movable.

За прототип выбран стенд для исследования шин пневматических колес (см. патент № 192280 U1 РФ МПК G01M 17/00), содержащий раму, механизм нагружения, подвижную опорную поверхность, ее привод, с регулировкой частоты вращения, блок питания, усилитель и преобразователь электрического сигнала, на раме также установлены электродвигатель с двухскоростным редуктором, пульт управления, тензометрическая ось, выполненная с возможностью крепления колеса с шиной, причем подвижная опора имеет вид сменных деформаторов различного профиля, которые соосно закреплены на выходном валу редуктора, а реохордный датчик имеет обкатывающий ролик. Недостатками данного устройства является сложность и металлоемкость конструкции.For the prototype, a stand was chosen for the study of tires of pneumatic wheels (see patent No. 192280 U1 RF MPK G01M 17/00), containing a frame, a loading mechanism, a movable support surface, its drive, with speed control, a power supply, an amplifier and an electrical signal converter , the frame is also equipped with an electric motor with a two-speed gearbox, a control panel, a tensometric axle made with the possibility of mounting a wheel with a tire, and the movable support has the form of replaceable deformers of various profiles, which are coaxially fixed on the output shaft of the gearbox, and the rechord sensor has a rolling roller. The disadvantages of this device is the complexity and intensity of the design.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение простоты и безопасности осуществления диагностирования явных и скрытых повреждений пневматических автомобильных шин за счет использования в качестве оценочного параметра статической жесткости шины и простоты конструкции предлагаемого устройства. The aim of the invention is to reduce the complexity and increase the simplicity and safety of diagnosing obvious and hidden damage to pneumatic tires by using the static stiffness of the tire as an evaluation parameter and the simplicity of the design of the proposed device.

Предлагаемый способ использует в качестве диагностического параметра усредненную статическую жесткость шины и заключается в многократном измерении статической жесткости шины через равные углы ее поворота относительно оси вращения, усреднении полученных значений, получении доверительного интервала значений с заданной вероятностью и выявлении участков шины с статической жесткостью, выходящей за нижнюю границу полученного доверительного интервала. The proposed method uses the average static stiffness of the tire as a diagnostic parameter and consists in repeatedly measuring the static stiffness of the tire through equal angles of rotation relative to the axis of rotation, averaging the obtained values, obtaining a confidence interval of values with a given probability, and identifying sections of the tire with static stiffness that goes beyond the bottom the boundary of the resulting confidence interval.

Для реализации предложенного способа предлагается следующее техническое решение (фиг. 1, фиг. 2). Устройство состоит из рамы 1 с установленным на ней валом 2, приводимым в движение через цепную передачу 3 при помощи электродвигателя 4. На валу 2 закреплена ступица, позволяющая устанавливать диагностируемое колесо 5. С рамой 1 через ось 6 шарнирно соединен рычаг 7, причем сама ось 6 жестко соединена с рычагом 7. На правом конце рычага 7 в вилке установлен ролик 8, который может свободно вращаться вокруг своей оси. На левом конце рычага 7 имеются отверстия 9, которые служат для фиксации подвижной планки 10 с грузом 11, обеспечивающим изменение силы прижатия ролика к колесу 5. Фиксация подвижной планки осуществляется при помощи пальца 12. С осью 6 жестко связана ручка потенциометра 13. Его выходные контакты подключаются через преобразователь 14 к персональному компьютеру. To implement the proposed method, the following technical solution is proposed (Fig. 1, Fig. 2). The device consists of a frame 1 with a shaft 2 mounted on it, driven through a chain transmission 3 by means of an electric motor 4. A hub is fixed on the shaft 2, which allows the installation of a diagnosed wheel 5. A lever 7 is pivotally connected to the frame 1 through the axle 6, and the axle itself 6 is rigidly connected to the lever 7. At the right end of the lever 7, a roller 8 is installed in the fork, which can freely rotate around its axis. At the left end of the lever 7 there are holes 9, which serve to fix the movable bar 10 with the load 11, which provides a change in the pressing force of the roller to the wheel 5. The movable bar is fixed with the help of a pin 12. The handle of the potentiometer 13 is rigidly connected to the axis 6. Its output contacts connected through the converter 14 to a personal computer.

Диагностирование осуществляется следующим образом. Колесо устанавливается на ступицу вала 2 стенда. Затем при помощи подвижной планки 10 с грузом 11 через рычаг 7 производятся прижатие ролика 8 к колесу 5 с усилием примерно равным весу, приходящемуся на колесо, установленное на автомобиль. Регулировка силы прижатия осуществляется за счет перемещения подвижной планки 10 с грузом 11 и фиксации их пальцем 12 в отверстиях 9. После нагружения колеса на персональный компьютер передается значение сопротивления на потенциометре соответствующее некоторому повороту ручки потенциометра 13. Напротив точки контакта колеса 5 и ролика 8 ставят мелом риску - нулевая точка, соответствующая нулевому углу поворота колеса. После включают привод и колесо начинает вращаться с некоторой частотой против хода часовой стрелки. Время включения привода должно обеспечить, как минимум, один полный оборот колеса и будет зависеть от диаметра колеса. При вращении колеса рычаг будет перемещаться вверх или вниз в зависимости от величины статической жесткости шины в конкретном месте, а так как ручка потенциометра 13 жестко связана с осью 6, которая в свою очередь также жестко связана с рычагом 7, то все линейные перемещения ролика будут преобразовываться в некоторый угол поворота ручки потенциометра 13, которому будут соответствовать некоторые значения сопротивления. Значения сопротивления и соответствующий им угол поворота колеса через преобразователь 14 передаются на персональный компьютер и обрабатываются специальной компьютерной программой, которая после остановки электродвигателя 4 привода произведет вычисление среднего значения статической жесткости шины и определит границы доверительного интервала значений с заданной вероятностью, а также выведет значения углов поворота колеса, соответствующие местам на шине со статической жесткостью выходящей за нижнюю границу полученного доверительного интервала. В местах шины, где будет отмечено значительное отклонение статической жесткости шины, предположительно может быть явный или скрытый дефект. Для нахождения данной точки выданное программой значение угла поворота шины откладывают от нулевой точки, а затем производят визуальный осмотр данного места шины и принимают окончательное решение о техническом состоянии шины.Diagnosis is carried out as follows. The wheel is mounted on the hub of the shaft 2 of the stand. Then, using a movable bar 10 with a load 11 through the lever 7, the roller 8 is pressed against the wheel 5 with a force approximately equal to the weight on the wheel mounted on the car. The pressing force is adjusted by moving the movable bar 10 with the load 11 and fixing them with a finger 12 in the holes 9. After loading the wheel, the resistance value on the potentiometer corresponding to some rotation of the potentiometer knob 13 is transmitted to the personal computer. at risk - the zero point corresponding to the zero angle of rotation of the wheel. After the drive is turned on, the wheel begins to rotate at a certain frequency counterclockwise. The turn-on time of the drive must provide at least one complete revolution of the wheel and will depend on the diameter of the wheel. When the wheel rotates, the lever will move up or down depending on the static stiffness of the tire in a particular place, and since the handle of the potentiometer 13 is rigidly connected to the axis 6, which in turn is also rigidly connected to the lever 7, all linear movements of the roller will be converted to a certain angle of rotation of the potentiometer knob 13, which will correspond to some resistance values. The resistance values and the corresponding angle of rotation of the wheel through the converter 14 are transmitted to a personal computer and processed by a special computer program, which, after stopping the electric motor 4 of the drive, will calculate the average value of the static stiffness of the tire and determine the boundaries of the confidence interval of values with a given probability, and also display the values of the angles of rotation wheels corresponding to places on the tire with static stiffness that goes beyond the lower bound of the obtained confidence interval. In areas of the tire where a significant deviation in the static stiffness of the tire will be noted, there may presumably be an obvious or hidden defect. To find this point, the value of the tire rotation angle given by the program is set aside from the zero point, and then a visual inspection of this place of the tire is made and a final decision is made on the technical condition of the tire.

Предлагаемые способ и устройство для его реализации позволяют снизить трудоемкость и упростить процесс выявления явных и скрытых повреждений шин, а также исключить вероятность повреждения или воспламенения шины за счет исключения необходимости нагрева ее поверхности при диагностировании и простоты конструкции предлагаемого устройства.The proposed method and device for its implementation make it possible to reduce labor intensity and simplify the process of detecting obvious and hidden tire damage, as well as to exclude the possibility of damage or ignition of the tire due to the elimination of the need to heat its surface during diagnosis and the simplicity of the design of the proposed device.

Claims (4)

1. Способ выявления явных и скрытых повреждений пневматических автомобильных шин, заключающийся в многократном измерении статической жесткости шины через равные углы ее поворота относительно оси вращения, усреднении полученных значений, получении доверительного интервала значений с заданной вероятностью и выявлении участков шины со статической жесткостью, выходящей за нижнюю границу полученного доверительного интервала, отличающийся тем, что в качестве диагностического параметра используется усредненная статическая жесткость шины.1. A method for detecting obvious and hidden damage to pneumatic tires, which consists in repeatedly measuring the static stiffness of the tire through equal angles of rotation relative to the axis of rotation, averaging the obtained values, obtaining a confidence interval of values with a given probability, and identifying sections of the tire with static stiffness that goes beyond the bottom the boundary of the obtained confidence interval, characterized in that the average static stiffness of the tire is used as a diagnostic parameter. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заключение о наличии повреждения в конкретном месте шины делается при выходе значения ее статической жесткости в этом месте за нижнюю границу доверительного интервала, полученного с заданной вероятностью по результатам многократно произведенных измерений статической жесткости шины, выполненных через равные углы ее поворота относительно оси вращения.2. The method according to claim 1, characterized in that the conclusion about the presence of damage in a particular place of the tire is made when the value of its static stiffness in this place goes beyond the lower limit of the confidence interval obtained with a given probability from the results of repeated measurements of the static stiffness of the tire, performed through equal angles of its rotation relative to the axis of rotation. 3. Устройство для выявления явных и скрытых повреждений пневматических автомобильных шин, реализующее способ по п. 1, состоящее из рамы с установленным на ней валом, приводимым в движение через цепную передачу при помощи электродвигателя, причем на валу закреплена ступица, позволяющая устанавливать диагностируемое колесо, а также шарнирно соединенного с рамой через ось жестко связанного с ней рычага, причем ось рычага жестко соединена с ручкой потенциометра, выходные контакты которого подключены через преобразователь к персональному компьютеру, на правом конце рычага в вилке установлен ролик, который может свободно вращаться вокруг своей оси, а на левом конце рычага имеются отверстия, служащие для фиксации пальцем подвижной планки с грузом, обеспечивающим изменение силы прижатия ролика к колесу, отличающееся тем, что оценка жесткости шины в разных ее точках осуществляется путем преобразования поступательных движений ролика в угловые перемещения ручки потенциометра. 3. A device for detecting obvious and hidden damage to pneumatic tires, implementing the method according to claim 1, consisting of a frame with a shaft mounted on it, driven through a chain drive by an electric motor, and a hub is fixed on the shaft, which allows you to install a diagnosed wheel, as well as pivotally connected to the frame through the axis of the lever rigidly connected to it, and the axis of the lever is rigidly connected to the handle of the potentiometer, the output contacts of which are connected through a converter to a personal computer, at the right end of the lever in the fork there is a roller that can freely rotate around its axis, and at the left end of the lever there are holes that serve to fix the movable bar with a load with a finger, which provides a change in the force of pressing the roller to the wheel, characterized in that the assessment of the tire stiffness at its different points is carried out by converting the translational movements of the roller into angular movements of the potentiometer handle. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что привод диагностируемого колеса осуществляется через цепную передачу.4. The device according to claim 3, characterized in that the drive of the wheel being diagnosed is carried out through a chain drive.
RU2022108881A 2022-04-04 Method for detecting obvious and hidden damage to pneumatic tires and a device for its implementation RU2786257C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786257C1 true RU2786257C1 (en) 2022-12-19

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4550598A (en) * 1983-10-31 1985-11-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Apparatus and method adapted to test tires by eliminating jitter from data signals without losing data
RU2382346C1 (en) * 2008-12-08 2010-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Method of determination of stiffness and nonelastic resistance of automobile tyre and test bench for automobile tyres tests
RU192280U1 (en) * 2019-03-25 2019-09-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" STAND FOR RESEARCH OF TIRES OF PNEUMATIC WHEELS

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4550598A (en) * 1983-10-31 1985-11-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Apparatus and method adapted to test tires by eliminating jitter from data signals without losing data
RU2382346C1 (en) * 2008-12-08 2010-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Method of determination of stiffness and nonelastic resistance of automobile tyre and test bench for automobile tyres tests
RU192280U1 (en) * 2019-03-25 2019-09-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" STAND FOR RESEARCH OF TIRES OF PNEUMATIC WHEELS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5450748A (en) Multiple function chassis dynamometer and method
US7765858B2 (en) Method of measuring torsional dynamics of a steering column at small dynamic amplitudes
RU2786257C1 (en) Method for detecting obvious and hidden damage to pneumatic tires and a device for its implementation
CN101419220B (en) Dynamic simulation test method and device for bearing lubrication grease in high temperature environment
CN108692961B (en) Chassis dynamometer test bed driven by permanent magnet synchronous motor
KR101252123B1 (en) Apparatus and method for testing composite wheel
CN105319068A (en) Testing machine for fatigue life of automobile hub bearing
CN111721810B (en) Turbine blade defect infrared detection system integrated with constant temperature heating box
RU130706U1 (en) STAND FOR DETERMINING STATIC CHARACTERISTICS OF TIRES OF WHEELED VEHICLES
JP6992077B2 (en) Tire tester, how to test tires, and computer programs
CN109073512A (en) The evaluating apparatus and evaluation method of the rolling resistance of tire
CN113092277B (en) Device and method for detecting high-temperature resistance of asphalt on asphalt pavement
CN113267561A (en) Real-time detection device for fatigue cracks of cylinder sleeve
RU2766269C1 (en) Method for diagnostics of mechanical transmission elements
KR101172746B1 (en) Apparatus for testing wheel of roller coaster
CN220912892U (en) Accompanying test device for high-speed light-load fatigue test of steel ball
CN216525239U (en) Automobile body transition section wire harness endurance test equipment
Chai et al. Application of Infrared Imaging Technology in Fatigue Failure Prediction of Vehicle Wheel in Wheel Bending Fatigue Test
JP2002214102A (en) Load moving test device
KR100570144B1 (en) Testing apparatus of durability for controlling surface temperature of tire
KR101015581B1 (en) Tire structure transformation measurement apparatus using X-ray
RU133299U1 (en) STAND FOR DIAGNOSTIC AND TEST OF HUB BEARINGS
CN213633243U (en) Thermal insulation testing device
RU2755626C1 (en) Method for monitoring technical condition of dynamic system of course stability of car at stands with running drums and device for its implementation
CN220982889U (en) Traction fixture for steel bar test