受力輪胎花紋塊與胎體變形量測試裝置的製作方法

2023-12-10 10:35:12

專利名稱：受力輪胎花紋塊與胎體變形量測試裝置的製作方法
技術領域：
受力輪胎花紋塊與胎體變形量測試裝置，涉及輪胎測量裝置的技術，是一種新型的對受力輪胎及輪胎花紋塊與胎體變形量進行測量的裝置。
輪胎是連接車輛與路面的唯一的部件，除空氣作用力外，車輛的其他所有外力幾乎都是由路面傳遞至輪胎後再傳遞至車輛的。輪胎的力學特性對車輛的許多力學特性起主導和決定作用，特別是車輛的操縱穩定性、制動安全性、車輛垂直振動與前輪擺振特性、車輛動力性與通過性，車輛結構的不斷改進與革新，先進的ABS、ASC、4WS、DSC、主動懸架等車輛先進底盤控制系統的設計與分析都依賴於輪胎的力學特性。
正因為如此，國外對輪胎力學試驗研究予以高度重視，大力投資研製出許多高性能、多功用的現代化輪胎室內試驗設備，如外轉鼓式、內轉鼓式、平臺式、帶式試驗臺等，另一面，也建立了如自推動車輛、牽引拖車等路面式驗設備(路面試驗設備雖然是在真實路面上進行試驗，但試驗的重複性往往較差，所以室內試驗設備更加受到重視)。利用這些設備，對輪胎的力學特性開展了全方位、多工況的試驗、測量，但這些設備只是單件生產，造價昂貴。我國曾自行設計了輪胎靜態外特性試驗臺，利用該試驗臺，對輪胎的力學特性進行研究測量。但是國內外的研究主要側重於對輪胎的外特性及接地表面上力的分布方面，很少對輪胎和輪胎花紋塊受力變形進行系統的測量和研究，而且輪胎材料是多層的、不均勻的、各向異性的，輪胎與路面的作用又是複雜多變的，輪胎的載荷、氣壓、速度也是時常變化的。目前所有的試驗臺都無法對受力輪胎花紋塊與胎體變形量進行系統的測量。
針對上述測量輪胎設備的不足，本實用新型提供一種能夠對處在各種工況狀態下輪胎胎體與胎面花紋變形進行測試的裝置。
本實用新型主要由加載部分、測試部分、模擬路面部分三部分組成加載部分由垂直載荷加載裝置、驅動力側向力加載裝置和輪胎前束與外傾角調整裝置組成，通過機械或者液壓方式加載。在垂直載荷作用下，可以測量和研究汽車從動輪輪胎的變形和力學特性；在垂直載荷和側向力作用下，可以測量和研究汽車轉向時輪胎的變形和力學特性；在垂直載荷和切向力作用下，可以測量和研究汽車驅動輪輪胎的變形和力學特性。
測試部分由雷射發生和接收器、驅動力側向力位移測試傳感器、垂直荷載位移傳感器組成，它們分別與計算機控制的數據採集和數據處理器連接，使計算機對測試數據及時進行處理。雷射測試裝置測試輪胎胎面花紋與胎體的變形，力和位移測試裝置可以測試輪胎各方向的剛度參數、輪胎下沉量和滾動半徑，還同時可以監測所加力的大小。
模擬路面部分採用帶縫隙平鋼板或無縫隙平鋼板或平面玻璃剛板或水泥路面模板或瀝青路面模板或各種形狀的路面模板。帶縫隙平鋼板和平面玻璃剛板可以測量輪胎胎面花紋與胎體變形；無縫隙平鋼板、水泥路面模板、瀝青路面模板和各種形狀的路面模板可以測量輪胎與路面之間的摩擦係數以研究輪胎的牽引附著性；各種形狀的路面模板可以研究輪胎的包絡特性及對平順性和牽引附著性的影響規律；無縫隙平鋼板加接地印跡測試部件可以測試在垂直載荷、驅動力和側向力作用下輪胎接地印跡(可以根據需要在輪胎表面、地面和紙上直接顯示)，從接地印跡形狀、顏色深淺和部位可以判斷該輪胎的接地壓力分布是否合理。
本實用新型優點和效果在於採用了多種加載形式，即可以以一種形式加載，也可以以組合方式加載，使輪胎和輪胎胎面花紋在多種模擬路面上承受多種荷載，產生各種變形和力學特性，通過計算機實時對測試到的數據進行處理、顯示可以準確、方便地掌握輪胎受載、變形和輪胎內特性與外特性關係，有利於輪胎力學特性模型的建立，輪胎的結構設計和新產品開發，並且還可為車輛的平順性、通過性、動力性研究提供試驗數據。本實用新型裝置測試面廣，操作方便，價格比進口測試裝置便宜，便於推廣使用。
附圖是本實用新型實施例，其中；

圖1.是本實用新型結構示意圖；圖2.是本實用新型結構側視圖；圖3.是本實用新型工作示意圖。
根據上述附圖對本實用新型作進一步的描述。
本實用新型裝置由驅動力側向力加載裝置1，驅動力側向力位移測試傳感器2、垂直荷載位移傳感器3、垂直載荷加載裝置4、輪胎前束與外傾角調整器6、模擬路面平板7、雷射發生和接收器8、切向步進電機9和側向步進電機10組成。驅動力側向力加載裝置1、驅動力側向力位移測試傳感器2固定設置在本實用新型裝置的下部，垂直載荷位移傳感器3與垂直載荷加載裝置4連接在一起，輪胎5固定在與垂直載荷加載裝置4固定連接成一體的架子中，輪胎前束與外傾角調整器6設在與垂直載荷加載裝置4固定連接成一體的架子的一側，模擬路面平板7設在輪胎5的底部，在加載作用下與輪胎5緊密接觸，雷射發生和接收器8和切向步進電機9和側向步進電機10設在本實用新型裝置的底部。
本實用新型工作時將被測試輪胎5安裝在到測試裝置上，通過輪胎前束與外傾角調整器6按要求調整輪胎的前束和外傾角，採用機械方式給輪胎施加垂直載荷、側向力和驅動力。通過與本實用新型裝置連接的計算機調整雷射發生和接收器8與被測試輪胎5之間的距離、調試好測試的範圍和測試參數。進行測試時，雷射發生和接收器8發射雷射束透過模擬路面平板7，然後接收反射雷射束記錄測試數據。當切向步進電機9使雷射發生和接收器8切向方向移動時計算機記錄下被測試輪胎5一個斷面花紋塊的變形，當側向步進電機10使雷射發生和接收器8側向方向移動時計算機記錄下被測試輪胎5接觸地面時所有輪胎花紋塊的變形。在進行輪胎測試時，計算機同時記錄下相應各方向上的力和力矩，經過分析計算即可繪製和輸出輪胎胎體和胎面花紋的變形，輪胎的下沉量，滾動半徑和剛度及可以計算出輪胎花紋溝槽體積的變形量，測出各種條件下輪胎接地印跡和摩擦係數。
權利要求1.受力輪胎花紋塊與胎體變形量測試裝置，包括加載部分、測試部分、模擬路面部分加載部分由驅動力側向力加載裝置(1)，垂直載荷加載裝置(4)、輪胎前束與外傾角調整器(6)組成，測試部分由驅動力側向力位移測試傳感器(2)、垂直荷載位移傳感器(3)、雷射發生和接收器(8)組成，模擬路面部分採用模擬路面平板(7)，以及切向步進電機(9)和側向步進電機(10)，其特徵在於驅動力側向力加載裝置(1)、驅動力側向力位移測試傳感器(2)固定設置在裝置的下部，垂直載荷位移傳感器(3)與垂直載荷加載裝置(4)連接在一起，輪胎(5)固定在與垂直載荷加載裝置(4)固定連接成一體的架子中，輪胎前束與外傾角調整器(6)設在與垂直載荷加載裝置(4)固定連接成一體的架子的一側，模擬路面平板(7)設在輪胎(5)的底部，在加載作用下與輪胎(5)緊密接觸，雷射發生和接收器(8)和切向側向步進電機(9)和側向步進電機(10)機械連接，設在裝置的底部。
2.根據權利要求1所述的受力輪胎花紋塊與胎體變形量測試裝置，其特徵在於模擬路面平板(7)可採用帶縫隙平鋼板或無縫隙平鋼板或平面玻璃剛板或水泥路面模板或瀝青路面模板或其他各種形狀路面模板。
專利摘要受力輪胎花紋塊與胎體變形量測試裝置,主要由加載部分、測試部分、模擬路面部分三部分組成,採用機械或者液壓方式加載,雷射測試,使輪胎和輪胎胎面花紋在多種模擬路面上承受多種荷載,產生各種變形和力學特性,通過計算機實時對測試到的數據進行處理、顯示,可以準確、方便地掌握輪胎受載、變形和輪胎內特性與外特性關係,輪胎的結構設計和新產品開發。本實用新型裝置測試面廣,操作方便,價格比進口測試裝置便宜,便於推廣使用。
文檔編號G01M17/02GK2468032SQ01211100
公開日2001年12月26日 申請日期2001年3月13日 優先權日2001年3月13日
發明者葛劍敏, 王佐民, 謝青, 丁琪餘, 孫世銘 申請人:上海輪胎橡膠(集團)股份有限公司