輪胎均勻性測試機驅動裝置的製作方法
2023-09-18 02:32:00 4
專利名稱：輪胎均勻性測試機驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及輪胎均勻性測試機。更具體地說本發明涉及輪胎均勻性測試機的驅動裝置。最具體地說，本發明涉及輪胎均勻性測試機的心軸驅動裝置。
背景技術：
通常，輪胎均勻性測試機用來測試輪胎製成後的性能。此測試包括測量輪胎的尺寸特性和變載荷下輪胎上的作用力。為了完成載荷測試，將輪胎裝到輪胎均勻性測試機的夾盤上，充氣並用與卡盤心軸連接的驅動裝置帶動旋轉，此時加載輪與輪胎周邊接觸。
以前，這些驅動裝置的電動機安裝在輪胎均勻性測試機上並與安裝加載輪或卡盤的心軸保持一段距離。電動機用皮帶或鏈條連接到心軸，以驅動心軸。為了作測量，通常用嵌齒皮帶來連接電動機和心軸。技術上常見的嵌齒皮帶有許多嵌齒或牙，能與連接到電動機傳動軸上的嵌齒輪上的類似嵌齒嚙合。嵌齒間的配合受到加工誤差的制約，給心軸轉動的測量帶來一定誤差。此外，嵌齒皮帶上的嵌齒在嚙合時會產生很大振動，對輪胎上所作測量帶來附加的誤差。
當嵌齒輪或嵌齒皮帶有不良齒形時，這些誤差便加大。不良齒的存在，即尺寸不正確或嵌齒已損壞或磨損使其不能正確與配對齒牙嚙合，會引起嵌齒皮帶相對於與嵌齒輪或心軸的滑移和其他運動，並常常加大振動。不良齒輪的存在可用噪音，經常是轟鳴聲突然加大來發現，或者從機器產生的搖擺來發現。當不良牙齒嚙合時，這種加大的噪聲或搖擺呈周期性。作為一個實際的問題，由於齒引起的振動當有不良齒存在而增加，齒引起的振動帶來輪胎均勻性測試機的測量誤差。例如，這種齒使心軸轉速在輪胎均勻性測試機上測量時不穩定。在作速度測量時，嵌齒皮帶上的齒引起轉速波動，不良牙齒使測量值有尖峰值。
事實上，驅動裝置產生的誤差主要導致心軸轉速讀數的不可靠。由於輪胎均勻性測試機完成的其它測量結果依賴於轉速的準確測量，所以驅動裝置的誤差使輪胎均勻性測試機的整個測量值有偏差，實際上產生不可靠的基線，以後的測量結果要疊加在此基線上。因此，測量輪胎的裝置實際上在測量輪胎及電動機，使這些裝置與輪胎特性無關。
另一個問題是，現有技術的驅動裝置既笨重又對輪胎轉向變化不靈敏。如前所述，典型的驅動裝置具有電動機、嵌輪齒、及與驅動夾盤的心軸相連的嵌齒皮帶。有時在測試過程中需要改變輪胎的轉動方向。在大多數現有技術系統中，加工誤差及這些部件的額外的慣性增加了使電動機倒轉及改變輪胎或加載輪轉向所需時間。雖然輪胎改變轉向的時間為秒或十分之一秒數量級，但這些很短的時間隨著在給定時間內連續生產過程處理大量輪胎而積累起來。減少輪胎均勻性測試機操作過程中改變其方向所需時間可在給定時間內處理更多的輪胎。
發明內容
據上所述，至少本發明的一個目的是提供一種輪胎均勻性測試機的驅動裝置，它減小在機器中對心軸轉速的測量的影響。
本發明另一目的是提供一種驅動裝置，直接帶動心軸而無需嵌齒皮帶和嵌齒輪組件。
根據這些目的中至少一個，本發明提供一種輪胎均勻性測試機，它具有一個可接納被測試輪胎的機架，一個位於機架內的可轉動夾盤組件，此夾盤組件的心軸由電動機組件驅動，電機組件的電機直接連接心軸，可有選擇地使其轉動，因此，輪胎被夾持在夾盤組件內並由電動機組件帶動旋轉以做測試。
本發明還提供一種輪胎均勻性測試機，它有接納被測試輪胎的機架，和一個位於機架內的可旋轉夾盤組件，此夾盤組件包括上夾盤組件和下夾盤組件，可沿軸向移動以夾住進入機架要做測試的輪胎，上夾盤組件包括一根由機架軸向支承但可在其中自由轉動的心軸；一直接和心軸連接的電動機組件，該電動機組件具有能接納一部分心軸的環形定子組件和一可在定子組件產生的磁場作用下旋轉的轉子組件，轉子組件與心軸鍵連接，因此當驅動電流通到定子組件時心軸便旋轉，因而將輪胎夾在上、下夾盤組件內並在電動機組件通電時產生旋轉。
本發明還提供一種輪胎均勻性測試機的驅動裝置，該測試機有一接納被測試輪胎的機架，測試時通過可轉動的加載輪施加模擬作用力，該驅動裝置包括一根心軸，該心軸軸向支承在機架上並可在其內自由轉動；一個電動機組件，它具有一環形定子組件，它限定了一個接納該心軸的孔，和一轉子組件，它與心軸連接並鄰近該定子組件，因而該轉子組件和心軸被通電的電動機組件帶動轉動。
因此，一種具有機架、電機、夾盤組件的輪胎均勻性測試的驅動裝置的製造便成為本發明的主要目的，其中的機架用於接納被試輪胎，電動由機架攜帶，可轉動夾盤組件設置在機架中，且該可轉動夾盤的心軸直接連接電機，為了有選擇地轉動夾盤組件，因而，被測試輪胎可以安裝在夾盤組件上並由電機將其轉動以做測試，該主要目的和本發明的其它目的從閱讀以下簡單說明並參看附圖便能相當明白。
圖1是根據本發明所述輪胎均勻性測試機的頂視圖；圖2是其正視圖；圖3-圖3A是部分去掉之後沿圖1中3-3線的剖視圖，詳細描繪出本發明的直接驅動電機組件和夾盤組件。
具體實施例方式
從圖1可見，輪胎均勻性測試機10通常包括垂直側框架構件11，通常為水平的頂框架構件12，通常為水平的底框架構件13，它們形成測試機10的機架F。框架構件11、12、13形成一大致呈盒狀的結構，輪胎T置於其中並測試。
圖1清楚顯示，輪胎T可用輸送機15送進測試機10的機架F中並在測試後從中撤出，輸送機15可包括多個輥子16，這些輥子16可轉動的支承在平行的兩側梁17中間，形成輥道。輸送機15的側梁17、17及測試機10的側框架構件11、11通常均相隔一段距離，能接納各種直徑的輪胎，一旦輪胎T進入測試機10的機架F，輪胎T便被夾住並準備測試。
關於這一點再作簡單說明，上框架構件12支承一個上夾盤組件20，如圖3所示，上夾盤組件20通常包括夾盤21和心軸22，心軸22可做成中空，形成通道24向輪胎T送氣或放氣，以使其保持適當充氣。為此，可將接頭26與心軸22的第一端27可轉動地連接，因而心軸22可以在接頭26內轉動，在轉動上夾盤組件20時有利於從氣源28向輪胎T送氣(見圖1及2)。
上夾盤組件20由電機組件30直接驅動，電機組件30在靠近心軸22的第一端27處有效地連接於心軸22。顯然，電機組件30也可以與心軸22在其他位置有效地連接，或者用來驅動下夾盤組件90使輪胎T同樣轉動。
電動機組件30包括無刷電動機31，其環形定子組件32形成的孔內接納轉子組件33和心軸22。為了直接驅動心軸22，轉子組件33用鍵與心軸22連接。電動機由伺服傳動電子設備供電，它以比現有技術的電機組件少的齒槽效應控制轉速和轉向。電動機組件30可包括這種伺服驅動裝置，它產生被控制器C應用的合成正交編碼器輸出信號來測量轉速和轉動距離，不用單獨的編碼器。另一方面，單獨的編碼器或分解器E，例如中空軸編碼器，可用來測量軸的轉速和轉角。中空軸編碼器可以是符號編碼器。據信，合成正交編碼器與伺機服驅動裝置的組合可在很大轉速範圍內，如0-1000rpm，產生精確的速度和位置控制，這對瞬時半徑測量十分重要。
電動機組件30支承在機架F的頂框架構件12上，並用螺栓34固定，從圖1和圖2清楚地顯示，電動機組件30可位於二個側框架構件11的中心，並在頂框架構件12的中心35處。由於電動機組件30放在中心，電動機組件作用在框架構件11上的力矩起動時可互相抵消。顯然從前的測試機的電動機組件與框架中心有一段距離，還常常裝在框架構件外面。
電動機組件30可以有一塊環形蓋板37，用螺栓39固定到電機31的側壁38，防止灰塵或其它碎屑進入電機內部。外罩40包住電機31，對電機31進一步保護。如圖所示，外罩40可以有蓋板41，底板42，環形側板43，它們用普通方法，包括如圖上所示沿徑向間隔分布的螺栓44，固定在一起。底板42上可以有一套筒45沿軸向向下伸展，與心軸套46配合併用螺栓47連接。套筒45和心軸套46上分別有孔48、49用於接納心軸22和第一軸承組件50，軸承是滾柱軸承，心軸22在其中可轉動，可用推力軸承51，抵抗電機組件30產生的軸向力。
心軸22在第一軸承組件51附近收縮，在鄰近心軸中央段54的地方形成縮徑段53，這樣，其內徑小於中央段54外徑的環形轉子組件33便可與心軸22連接並在定子組件32形成的孔內自由轉動。從縮徑段53上伸出一徑向凸緣56，它也可用防松螺母與墊圈構成，固定到轉子組件33和第一軸承組件50之間的心軸22上的。第一密封件57緊靠徑向凸緣56，使軸承組件50與電機組件30隔離開。第二密封件58將軸承組件50與心軸22的中央段54隔離開，縮徑段53沿軸向向下延伸，穿過第二密封件58形成的孔59，進入心軸孔49中。
在心軸孔49內，心軸22的中央段54由縮徑段53沿徑向向外擴大到基本上到達孔49的邊緣。中央段54伸到與心軸孔49鄰接的上心軸外殼組件60中並可在其中自由轉動。上心軸外殼組件60的凸緣段61緊接心軸套46並有一上心軸外殼孔62，其直徑基本上和心軸孔49相同，用於接納心軸22中央段54的其餘部分。凸緣段61沿徑向從心軸套46向外擴大，緊靠心軸套46形成一環形平臺肩63。上心軸外殼60的主體段65從凸緣段61沿軸向向下延伸，並沿徑向縮進在凸緣段61的下側形成第二平臺肩64。主體段65從第二臺肩段64沿軸向向下伸，在主體段65外部形成徑向表面66。在上心軸外殼組件60中，主體段65形成一小室67，它從上心軸外殼孔62沿徑向向外擴大，以接納心軸22的加大段68及第二軸承組件70。
第二軸承組件70基本上和第一軸承組件50一樣，但它適合心軸22的加大段68，而不是軸套56。與第一軸承組件50的情況一樣，推力軸承71用來抵抗測試時產生的推力，包括電機組件30、輪胎T或下夾盤組件90產生的推力。因此，推力軸承71專門用於承受這些載荷。密封件72位於加大段68和小室67附近，將軸承組件70與上心軸外殼孔62隔開。蓋板73成為小室67的下面部件74，並用螺栓連接到上心軸外殼組件60上。
帽蓋組件75沿軸向向下穿過蓋板73並用螺栓76連接於心軸22。帽蓋組件75的徑向尺寸大於心軸22的加大段68並放進蓋板73的帽蓋孔78中，密封件79緊靠帽蓋孔78和帽蓋組件75，用於密封小室67。
帽蓋組件75有一個環形主體80，它形成有一個帽蓋孔8 1與氣路24相通。從帽蓋組件75下端徑向向外伸出帽蓋凸緣82，其上形成第一和第二平直臺肩83、84。接受器85從環形主體80沿軸向向下伸出並從臺肩84徑向裡面形成向外張開的喇叭接收口86，它從上夾盤組件20在端部87向外張開。向外的錐孔86的尺寸和形狀可接受下夾盤組件90上的鼻端，下面將詳細描述。
下夾盤組件90(見圖3A)安裝在下框架組件13、13上且至少有一部分支承在軸91上，軸91連接於液壓機構92。液壓機構92包括活塞93氣缸94，工作時可使夾盤組件90升降。換言之，液壓機構92沿軸向將下夾盤組件90移向或離開上夾盤組件30。這樣，輪胎T便能在沿輸送機15送進測試機10之後夾住在上、下夾盤組件20，90之間測試。
下夾盤組件90和上夾盤組件20相似，但不是由本發明形式的電機組件30直接驅動。下夾盤組件90可自由轉動，並在電機組件30產生的力矩作用下通過上夾盤組件20和夾持的輪胎發生轉動。鼻端組件95從下夾盤組件90向上伸出，它有一個環形端部96，它形成一個鼻端孔97與帽蓋孔81一致，環形端部96的外壁98向裡斜，與接收器組件85的內壁配合，鼻端組件95可滑動地安裝於下夾盤組件90中，因此對具有不同胎圈間距的輪胎可以進行軸向調節。
如圖3A所示，鼻端組件95放入下夾盤外殼組件100中，它和上述的上夾盤20的外殼組件相似，因此只作概述。如圖所示，鼻端組件95由軸承組件110帶動轉動。
當輪胎T放進測試機10，下夾盤組件90沿軸向移動，將輪胎夾在上、下夾盤組件20、90之間，準備測試。顯而易見，當下夾盤組件90處在後退位置，即低於輸送機組件15，則輪胎T可沿輸送機15與下夾盤90一起移動到刻度處。然後抬高下夾盤組件90，使輪胎T與上夾盤組件20的下夾盤外殼段75接觸，將輪胎夾緊。輪胎T再由氣源28經氣道24來的空氣充氣到要求的壓力。充氣後，輪胎T轉動，上面所述的加載輪移動到與輪胎T接合，以完成測試。
還有一個加載輪組件120，由裝在框架F上的託架121支撐。加載輪組件120包括加載輪122，可轉動地裝在心軸123上，心軸123位於託架121上。心軸123、123上有與其相連的測力傳感器(未示)，測力傳感器用來測量輪胎T的某些特性，如將要說明的。在加載輪電機組件125的動力作用下託架121移向或離開輪胎T。
操作時，輪胎T沿輸送機15送到輪胎均勻性測試機10。當輪胎T與夾盤組件20、90對齊，使用電機組件30夾住輪胎並使之轉動。加載輪122與輪胎T接觸，因此與輪胎T一起旋轉。與加載輪122相關聯的測力傳感器測量從輪胎T傳到加載輪122的力，並將此數據再送到控制器C。這些力及測試機10的其他測量結果使控制器C評估輪胎T的特性，並在必要時作修正。
權利要求
1.一種測試輪胎的輪胎均勻性測試機，包括；a)一個接納被試輪胎的機架；b)一個由所述機架支承的電動機；c)一個設置在所述機架內的可旋轉夾盤組件；d)所述可旋轉夾盤組件包括一根直接與所述電動機連接的心軸，用於使所述夾盤組件可選擇地旋轉1)因而所述將被測試的輪胎可安裝於所述可旋轉夾盤組件並由所述電機帶動旋轉以便測試。
2.如權利要求1所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述的電動機組件有一個定子組件，該定子組件有一孔，所述心軸放置在此孔中；還有一個轉子組件設置在緊靠所述定子組件並與所述心軸連接。
3.如權利要求2所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述的心軸在靠近所述定子組件有一細徑段以接納所述的轉子組件。
4.如權利要求1所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述電動機組件位於所述機架內中心。
5.如權利要求1所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述機架包括四個側構件，且所述電動機組件的中心與各所述側構件等距離。
6.如權利要求1所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述電動機組件包括一個無刷電動機，它有一環形定子組件安裝在所述機架上，和一轉子組件，在定子組件產生的電磁力的作用下可自由轉動。
7.如權利要求6所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述的心軸有第一段和第二細徑段，該細徑段的直徑比與其鄰近的主段小，且所述轉子組件在該細徑段處與心軸連接。
8.如權利要求7所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於還包括與此心軸一起運動的第一軸承組件，使其能自由轉動，所述第一軸承組件位於所述轉子組件軸向向外。
9.如權利要求8所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述第一軸承組件包括緊靠所述心軸徑向間隔的滾柱軸承。
10.如權利要求9所述的輪胎均勻性測試機，其特徵在於所述滾柱軸承是推力軸承。
11.一種測試輪胎的輪胎均勻性測試機，包括a)一個接納被測試輪胎的機架；b)一個位於機架內的可轉動的夾盤組件，該夾盤組件包括一個上夾盤組件和一個可軸向移動的下夾盤組件，以夾持進入機架的輪胎以便測試；c)所述上夾盤組件包括一心軸，由所述機架軸向支承但可在其中自由轉動；d)一個直接與心軸連接的電動機組件，所述電動機組件有一個可接納一部分心軸的環形定子組件和一個在定子組件產生的電磁場作用下可轉動的轉子組件；e)所述轉子組件與心軸用鍵連接，因而當向定子組件施加驅動電流使所述心軸轉動，並且輪胎被夾持在上、下夾盤組件內，並且電機組件通電可使輪胎轉動。
12.一種輪胎均勻性測試機的驅動裝置，該測試機有一個用於接納被測試輪胎的機架，通過可轉動加載輪施加模擬力進行測試，該驅動裝置包括a)一心軸，它軸向地支承在機架上與並可在其中自由轉動；b)一電機組件，它有一環形定子組件，該定子組件形成有一個用來接納心軸的孔；和c)一轉子組件，它靠近定子組件且與心軸連接，因而所述電機組件通電可使心軸轉動。
13.如權利要求12所述的驅動裝置，其特徵在於所述電機組件包括一無刷電動機。
14.如權利要求12所述的驅動裝置，其特徵在於所述的心軸有一細徑段，與中心段相鄰，並且所述細徑段被放置在所述孔內，所述轉子組件與所述細徑段連接。
15.如權利要求12所述的驅動裝置，其特徵在於所述心軸可轉動地支承在第一軸承組件上，第一軸承組件位於電動機組件軸向外側，所述第一軸承組件包括多個與所述心軸一起轉動的滾柱軸承。
16.如權利要求15所述的驅動裝置，其特徵在於所述滾柱軸承是推力軸承，其布置方向可抵抗所述電動機組件引起的所述心軸的軸向運動。
全文摘要
一種輪胎均勻性測試機,有一用於接納被測試輪胎的機架,一個位於機架內的可轉動夾盤和一個由與該心軸連接的電機直接驅動的心軸,因而該輪胎被夾持在夾盤組件內並由該電機帶動旋轉。電機設置成軸向與心軸對齊。
文檔編號B60C19/00GK1384346SQ0113100
公開日2002年12月11日 申請日期2001年8月27日 優先權日2001年5月7日
發明者D·老波林, R·L·德爾莫羅, D·P·克勞斯 申請人:阿克羅恩特種機械公司