CN109991021B - 一种多角度轮胎动态刚度试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多角度轮胎动态刚度试验装置，包括支撑装置、扇形板、T型轴和冲压装置，所述支撑装置与地面或安装面固定，所述扇形板角度可调式的设置于所述支撑装置右端，所述支撑装置与所述T型轴铰接，所述扇形板与所述T型轴固定，轮胎套设于所述T型轴上，所述轮胎设置在所述冲压装置内侧，所述冲压装置顶部设有驱动装置，所述冲压装置上部作用物与所述轮胎顶表面可解除式相抵，所述冲压装置下部与地面或安装面滑动连接，所述冲压装置上设有测量装置。本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其操作简单，实验精度高，成本较低，且能够多角度测试轮胎的动态刚度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车轮胎性能测试技术领域，特别是涉及一种多角度轮胎动态刚度试验装置。
背景技术
目前，大多数厂商的轮胎试验机一般只针对轮胎单一方向进行加载，测量单一方向的刚度数据，如只对轮胎径向90°进行动载荷加载与静载荷加载或者在轮胎轴向进行加载，并且在径向刚度测试中只关注轮辋的变形以及对轮胎进行加载后轮胎漏气程度，且冲锤形状不一样，如目前国内现有的车轮径向冲击性能试验机(ITM-6)，冲锤为150°的锥形块，其试验关注是冲锤在90°冲击下，轮辋的变形以及轮胎泄气情况；国内《道路车辆轻铝合金车轮冲击试验方法》是将轮胎固定在某装置上，与地面成夹角30度，对轮辋进行冲击，考察轮辋开裂情况、泄气情况。实际中，轮胎普遍受到多个方向的载荷作用，目前国内对于轮胎偏向一定角度姿态下的动态刚度以及外胎、内胎和垫带总成变形缺乏严格测试。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其结构简单、操作方便、实验精度高且成本较低，可对轮胎动态情况下实现不同角度的测试。
本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，包括支撑装置、扇形板、T型轴和冲压装置，所述支撑装置与地面或安装面固定，所述扇形板角度可调式设置于所述支撑装置右端，所述支撑装置与所述T型轴铰接，所述扇形板与所述T型轴固定，轮胎套设于所述T型轴右端上，所述轮胎设置在所述冲压装置内，所述冲压装置顶部设有驱动装置，所述驱动装置与所述冲压装置上部作用物连接，所述冲压装置上部作用物与所述轮胎顶表面可解除式相抵，所述冲压装置下部与地面或安装面滑动连接，所述冲压装置上设有测量装置。
本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置还可以是：
所述冲压装置包括导轨支架、导轨底板和冲锤，所述冲锤为所述支撑装置上部作用物，所述冲锤与所述驱动装置连接，所述导轨支架内侧设有导轨滑道，所述冲锤两侧与所述导轨滑道纵向滑动连接，所述冲锤与所述轮胎顶表面可解除式相抵，所述导轨支架内侧设有限位板，所述导轨支架底部与所述导轨底板固定，所述导轨底板呈“工”字型，所述导轨底板与所述地面或安装面水平滑动连接。
所述支撑装置包括悬臂梁和碟状弹簧，所述碟状弹簧上端与所述悬臂梁固定，所述碟状弹簧下端与所述地面或安装面固定，所述悬臂梁左端与所述地面或安装面固定，所述悬臂梁右端外侧与所述扇形板左端角度可调式连接，所述悬臂梁右端内侧与所述T型轴铰接，所述扇形板右端与所述T型轴固定。
所述悬臂梁上设有至少两个支撑销孔，所述扇形板上设有至少三个限位销孔，所述支撑销孔与所述限位销孔通过销钉插接，所述悬臂梁与所述扇形板角度可调式销接。
所述测量装置包括六分力传感器和激光仪，所述六分力传感器与所述冲锤固定，所述激光仪与所述导轨底板固定。
所述支撑装置通过固定装置固定于所述地面或安装面上，所述固定装置包括固定支架和固定底板，所述固定支架底部与所述固定底板一端固定，所述固定支架顶部设有夹板，所述固定支架中间设有通槽，所述固定支架与所述支撑装置固定，所述固定底板两侧设有开槽，所述冲压装置滑动设置于所述固定底板上。
所述固定支架内侧设有肋板，所述肋板垂直固定于所述固定支架内侧和所述固定底板上。
所述悬臂梁左端呈“工”字型，所述悬臂梁左端与所述固定支架卡接。
所述导轨支架内侧设有加强筋。
所述驱动装置为电机。
本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，包括支撑装置、扇形板、T型轴和冲压装置，所述支撑装置与地面或安装面固定，所述扇形板角度可调式设置于所述支撑装置右端，所述支撑装置与所述T型轴铰接，所述扇形板与所述T型轴固定，轮胎套设于所述T型轴右端上，所述轮胎设置在所述冲压装置内，所述冲压装置顶部设有驱动装置，所述驱动装置与所述冲压装置上部作用物连接，所述冲压装置上部作用物与所述轮胎顶表面可解除式相抵，所述冲压装置下部与地面或安装面滑动连接，所述冲压装置上设有测量装置。由于支撑装置固定在地面或安装面上，支撑装置右端与扇形板角度可调式连接，扇形板与T型轴固定，T型轴又与支撑装置铰接，当轮胎固定在T型轴上时，可调节扇形板与支撑装置的角度来改变轮胎与地面之间夹角的不同接触角度，由于冲压装置在地面或安装面上左右滑动，冲压装置上的测量装置也随着冲压装置在地面或安装面上移动，因此测量装置在测量数据时，可以保证随着轮胎处于每个不同的旋转角度，冲压装置上的作用物中心都能对准轮胎的最高点，获得精准的实验数据。本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，结构简单、操作方便、实验精度高且成本较低，可测得模拟轮胎在实际翻滚过程中，轮胎与地面不同的接触角度下轮胎的动态刚度。
附图说明
图1是本发明一种多角度轮胎动态刚度试验装置的90°结构示意图。
图2是本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置的30°结构示意图。
图3是本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置的60°结构示意图。
图4是本发明一种多角度轮胎动态刚度试验装置的局部结构示意图。
图号说明
1…轮胎 2…固定底板 3…固定支架 4…悬臂梁
5…碟状弹簧 6…导轨底板 7…导轨支架 8…电机
9…夹板 10…冲锤 11…六分力传感器
12…激光仪 13…肋板 14…加强筋 15…限位销孔
16…扇形板 17…T型轴 18…开槽
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置作进一步详细说明。
本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，请参考附图1-4，包括支撑装置、扇形板16、T型轴17和冲压装置，所述支撑装置与地面或安装面固定，所述扇形板16角度可调式设置于所述支撑装置右端，所述支撑装置与所述T型轴17铰接，所述扇形板16与所述T型轴17固定，轮胎1套设于所述T型轴17右端上，所述轮胎1设置在所述冲压装置内，所述冲压装置顶部设有驱动装置，所述驱动装置与所述冲压装置上部作用物连接，所述冲压装置上部作用物与所述轮胎1顶表面可解除式相抵，所述冲压装置下部与地面或安装面滑动连接，所述冲压装置上设有测量装置。这样，由于支撑装置固定在地面或安装面上，支撑装置右端与扇形板16角度可调式连接，扇形板16与T型轴17固定，T型轴17又与支撑装置铰接，当轮胎1固定在T型轴17右端上时，可调节扇形板16与支撑装置的角度来改变轮胎1与地面的不同接触角度，由于冲压装置在地面或安装面上左右滑动，冲压装置上的测量装置也随着冲压装置在地面或安装面上移动，可以保证轮胎1的每个旋转角度，冲压装置上的作用物中心都能对准轮胎1的最高点，获得精准的实验数据。本发明的一种多角度轮胎1动态刚度试验装置，其结构简单，操作方便、实验精度高、成本较低，且可以测得模拟轮胎1在实际翻滚过程中，轮胎1与地面不同的接触角度下轮胎1的动态刚度。
本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，请参考附图1-4，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述冲压装置包括导轨支架7、导轨底板6和冲锤10，所述冲锤10为所述支撑装置上部作用物，所述冲锤10与所述驱动装置连接，所述导轨支架7内侧设有导轨滑道，所述冲锤10两侧与所述导轨滑道纵向滑动连接，所述冲锤10与所述轮胎1顶表面可解除式相抵，所述导轨支架7内侧设有限位板，所述导轨支架7底部与所述导轨底板6固定，所述导轨底板6呈“工”字型，所述导轨底板6与所述地面或安装面水平滑动连接。这样，导轨支架7内侧有与冲锤10两端匹配的导轨，冲锤10沿着导轨上下移动，避免冲锤10在冲击的过程中位置发生偏移，不论轮胎1与地面形成任何角度，都能够准确对准轮胎1的最高点，保证了实验数据的精确度，而在导轨支架7内侧设有限位板，限位板可以防止冲锤10进行二次冲击。由于导轨支架7底部与导轨底板6固定，导轨底板6与地面或安装面水平滑动连接，因此导轨底板6的“工”字型结构可以带动导轨支架7在地面或安装面上进行左右移动，实现轮胎1无论摆动任何角度，都能保证冲锤10中心线与轮胎1的最高点对应，确保数据的精确度。在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述支撑装置包括悬臂梁4和碟状弹簧5，所述碟状弹簧5上端与所述悬臂梁4固定，所述碟状弹簧5下端与所述地面或安装面固定，所述悬臂梁4左端与所述地面或安装面固定，所述悬臂梁4右端外侧与所述扇形板16左端角度可调式连接，所述悬臂梁4右端内侧与所述T型轴17铰接，所述扇形板16右端与所述T型轴17固定。这样，碟状弹簧5主要是支撑悬臂梁4以及模拟汽车板簧、悬架作用。碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，碟形弹簧应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果，其作用就是模拟汽车悬架作用。由于悬臂梁4右端内侧与T型轴17是通过连接套铰接，而悬臂梁4右端外侧与扇形板16左端通过销钉连接，将轮胎1固定在T型轴17上后，通过改变扇形板16与悬臂梁4之间的连接位置，可以实现轮胎1不同角度的旋转。在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述悬臂梁4上设有至少两个支撑销孔，所述扇形板16上设有至少三个限位销孔15，所述支撑销孔与所述限位销孔15通过销钉插接，所述悬臂梁4与所述扇形板16角度可调式销接。优选的扇形板16上有七个限位销孔15，从下至上分别是第一限位至第七限位销孔15，优选的悬臂梁4上有三个支撑销孔，通过改变扇形板16上不同位置的限位销孔15与悬臂梁4的销接，可以实现轮胎1总成角度旋转，来模拟轮胎1的实际翻滚过程，测得轮胎1与地面不同的接触角度下轮胎1的动态刚度以及轮胎1的变形情况。当扇形板16上第三限位销孔15、第四限位销孔15、第五限位销孔15与悬臂梁4上的支撑销孔对应时，通过销钉连接，使轮胎1与地面成90°，此时冲压装置位于地面或安装面右端，利用测量装置，测得轮胎1径向刚度；当扇形板16上第四限位销孔15、第五限位销孔15、第六限位销孔15与悬臂梁4上的支撑销孔对应时，通过销钉连接，T型轴17向上转动，使轮胎1与轮胎1径向成30°，此时冲压装置位于地面或安装面的中间位置，利用测量装置记录数据，可测得轮胎1与轮胎1径向成30°时的动态刚度；当扇形板16上第五限位销孔15、第六限位销孔15、第七限位销孔15与悬臂梁4上的支撑销孔对应时，通过销钉连接，T型轴17向上转动，使轮胎1与轮胎1径向成60°，此时冲压装置位于地面或安装面最左端，利用测量装置记录数据，测得轮胎1与轮胎1径向成60°时的动态刚度。
本发明的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，请参考附图1-4，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述测量装置包括六分力传感器11和激光仪12，所述六分力传感器11与所述冲锤10固定，所述激光仪12与所述导轨底板6固定。这样，六分力传感器11和激光仪12分别于冲锤10和导轨底板6固定，激光仪12随着导轨底板6移动，六分力传感器11作为测量冲锤10位移的传感器，冲锤10与轮胎1即将接触位置为零点，向下作为测量的正方向，六分力传感器11与冲锤10固定，测量冲锤10冲击过程冲击力大小，利用可变分辨率激光仪12，合成力-位移刚度曲线，保证实验数据的精确度。在前面描述的技术方案的基础上进一步优选的方案是：所述支撑装置通过固定装置固定于所述地面或安装面上，所述固定装置包括固定支架3和固定底板2，所述固定支架3底部与所述固定底板2一端固定，所述固定支架3顶部设有夹板9，所述固定支架3中间设有通槽，所述固定支架3与所述支撑装置固定，所述固定底板2两侧设有开槽18，所述冲压装置滑动设置于所述固定底板2上。这样，支撑装置左端与固定支架3固定，固定支架3由两块竖板组成，形成卡槽，以便于安装固定支撑装置，方便拆卸，同时方便调整支撑装置的高度位置，在固定支架3顶部还设有夹板9，这样可以减少固定支架3在轮胎1冲击过程中的摆动幅度。由于固定底板2两侧设有开槽18，冲压装置底部在所述的开槽18内水平滑动。在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述固定支架3内侧设有肋板13，所述肋板13垂直固定于所述固定支架3内侧和所述固定底板2上。这样，优选的是固定支架3内侧设有两个肋板13，减少支架在轮胎1冲击过程中的摆动幅度，起加固的作用。在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述悬臂梁4左端呈“工”字型，所述悬臂梁4左端与所述固定支架3卡接。这样，由于固定支架3由两块板构成，中间形成通槽与悬臂梁4左端的“工”字型结构配合，方便拆卸，便于对设备进行维护，降低了维修成本。在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述导轨支架7内侧设有加强筋14。这样，在冲击力的作用下，加强筋14可以保证导轨支架7的稳定性，避免在冲击过程中造成导轨支架7晃动，影响试验数据的准确性。在前面技术方案的基础上更进一步的优选方案是：所述驱动装置为电机8。这样，电机8通过链条与冲锤10连接，作为牵引冲锤10的动力源，实现冲锤10的高度定位。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其特征在于：包括支撑装置、扇形板、T型轴和冲压装置，所述支撑装置与地面或安装面固定，所述扇形板角度可调式设置于所述支撑装置右端，所述支撑装置与所述T型轴铰接，所述扇形板与所述T型轴固定，轮胎套设于所述T型轴右端上，所述轮胎设置在所述冲压装置内，所述冲压装置顶部设有驱动装置，所述驱动装置与所述冲压装置上部作用物连接，所述冲压装置上部作用物与所述轮胎顶表面可解除式相抵，所述冲压装置下部与地面或安装面滑动连接，所述冲压装置上设有测量装置；
所述冲压装置包括导轨支架、导轨底板和冲锤，所述冲锤为所述支撑装置上部作用物，所述冲锤与所述驱动装置连接，所述导轨支架内侧设有导轨滑道，所述冲锤两侧与所述导轨滑道纵向滑动连接，所述冲锤与所述轮胎顶表面可解除式相抵，所述导轨支架内侧设有限位板，所述导轨支架底部与所述导轨底板固定，所述导轨底板呈“工”字型，所述导轨底板与所述地面或安装面水平滑动连接；
所述支撑装置包括悬臂梁和碟状弹簧，所述碟状弹簧上端与所述悬臂梁固定，所述碟状弹簧下端与所述地面或安装面固定，所述悬臂梁左端与所述地面或安装面固定，所述悬臂梁右端外侧与所述扇形板左端角度可调式连接，所述悬臂梁右端内侧与所述T型轴铰接，所述扇形板右端与所述T型轴固定；
所述悬臂梁上设有至少两个支撑销孔，所述扇形板上设有至少三个限位销孔，所述支撑销孔与所述限位销孔通过销钉插接，所述悬臂梁与所述扇形板角度可调式销接。
2.根据权利要求1所述的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其特征在于：所述测量装置包括六分力传感器和激光仪，所述六分力传感器与所述冲锤固定，所述激光仪与所述导轨底板固定。
3.根据权利要求1所述的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其特征在于：所述支撑装置通过固定装置固定于所述地面或安装面上，所述固定装置包括固定支架和固定底板，所述固定支架底部与所述固定底板一端固定，所述固定支架顶部设有夹板，所述固定支架中间设有通槽，所述固定支架与所述支撑装置固定，所述固定底板两侧设有开槽，所述冲压装置滑动设置于所述固定底板上。
4.根据权利要求3所述的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其特征在于：所述固定支架内侧设有肋板，所述肋板垂直固定于所述固定支架内侧和所述固定底板上。
5.根据权利要求4所述的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其特征在于：所述悬臂梁左端呈“工”字型，所述悬臂梁左端与所述固定支架卡接。
6.根据权利要求1所述的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其特征在于：所述导轨支架内侧设有加强筋。
7.根据权利要求1所述的一种多角度轮胎动态刚度试验装置，其特征在于：所述驱动装置为电机。
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