CN110057529A - 一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,包括:机架、轮胎加速装置、轮胎支撑装置、反向冲击装置;所述机架通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上;所述轮胎加速装置的底座通过螺栓安装在所述机架的侧边框架上;所述轮胎支撑装置的底座通过螺栓安装在所述机架的顶部的内侧面上,并通过轮毂上的半离合器与所述轮胎加速装置的离合齿圈I连接;所述反向冲击装置通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎支撑装置下方的地面基础上;本发明克服了与主轴直连时因冲击变形而无法连接的问题;采用轮缘加速方式实现自动的分离,自动化程度较高,反冲击部分则由下而上冲击,节省了装置的上部空间,增加了冲击距离,实现了高速度大冲力的冲击。
Description
技术领域
本发明涉及到轮胎的加速,对带速轮胎进行冲击以及数据采集的过程,具体涉及一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置。
背景技术
我国经济快速发展,汽车已经成为人们必不可少的交通工具,因此对轮胎的质量也提出了新的要求;我国的路况较为复杂,尤其是偏远山区驾车,对轮胎的冲击破坏更严重,因此轮胎的耐冲击性急待检验;该装置实现了加速、冲击、收集数据的一系列功能的自动化,避免了与主轴直连时因冲击变形而无法连接的难题;该装置的加速部分由特定的驱动轮组成,能够实现自动的分离,自动化程度较高,反冲击部分则由下而上冲击,节省了装置的上部空间,增加了冲击距离,可以实现高速度大冲力的冲击;该装置同时设有传感器,随时采集数据,保证实验的高效、准确、自动。
发明内容
本发明涉及一种高转速、大冲力的轮胎反向冲击装置,过程自动化高,数据采集准确。
为达上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,包括:机架、轮胎加速装置、轮胎支撑装置、反向冲击装置;所述机架通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上;所述轮胎加速装置的底座通过螺栓安装在所述机架的侧边框架上;所述轮胎支撑装置的底座通过螺栓安装在所述机架的顶部的内侧面上,并通过轮毂上的半离合器与所述轮胎加速装置的离合齿圈I连接;所述反向冲击装置通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎支撑装置下方的地面基础上;所述轮胎加速装置对所述轮胎支撑装置的轮胎进行加速,达到指定速度要求后自动迅速与轮胎脱离,所述反向冲击装置向上冲击带有速度的轮胎,并记录双向冲击力值;所述机架由高强度方形钢管焊接而成,焊接前进行去应力处理,减小焊接变形;所述机架整体呈长方体形状,顶部横梁钢板呈“十”字形,用于安装所述轮胎支撑装置;所述机架的中部焊有纵向方形钢板,用来安装所述轮胎加速装置,所述机架的底部焊接长方体形状的固定支脚,固定支脚两端各开有两个通孔,用于与地面基础连接;所述机架的中部侧边横梁上还固定一控制箱,所述控制箱为方形结构,控制整个装置的操作运行。
进一步的,所述轮胎加速装置包括:工作台底座、直线导轨、安装架、步进电机、电机、离合齿圈I、齿轮、齿条;所述工作台底座为两侧各开有五个通孔的长方体钢板,通过螺栓连接固定安装在所述机架中部的方形钢板上;所述直线导轨有两条,通过螺栓对称平行安装在所述工作台底座上;所述安装架为“品”字形结构,所述安装架的底面各开有四个通孔,用于安装所述直线导轨的滑块,所述安装架中间的两个竖直平面焊接一体后水平镗孔,用于安装所述齿轮的支撑轴及轴承,所述安装架的上顶面开有四个螺栓孔,用于安装所述电机的底座;所述步进电机通过螺栓固定安装在所述安装架“品”字结构的一侧孔内,其输出轴通过联轴器与所述齿轮的支撑轴连接,所述步进电机具有自锁功能,保证离合齿圈的啮合。
进一步的,所述离合齿圈I为圆环形齿圈结构,齿圈上加工有倾斜45度的齿形牙,加速完成后,由于两离合齿圈的转速差,在啮合面上产生的相互作用力分解为圆周力和轴向力,在轴向力的作用两离合齿圈快速分离,所述离合齿圈I的轴孔开有内花键槽,与所述电机的输出轴的外花键连接,实现大扭矩的传递;所述齿条两端开有沉头孔,通过螺栓连接安装在所述工作台底座上,所述齿条与所述齿轮啮合;工作时,所述步进电机驱动所述齿轮在所述齿条上转动,从而使所述离合齿圈I往前移动,实现与所述轮胎支撑装置的离合齿圈II连接,连接后所述步进电机自锁,保证齿圈啮合,所述电机通电驱动所述离合齿圈I高度旋转,实现所述轮胎支撑装置的轮胎加速,加速完成后所述电机断电,同时所述步进电机解除自锁,由于两离合齿圈的转速差,在啮合面上产生的相互作用力分解为圆周力和轴向力,在轴向力的作用两离合齿圈快速分离,使所述轮胎加速装置自动后移,实现与所述轮胎支撑装置的脱离。
进一步的,所述轮胎支撑装置包括:缓冲支臂、轮胎支撑轴、轮胎、离合齿圈II、抱箍、滑动套杆;所述缓冲支臂采用液压式缓冲方式,顶部为固定端,下部为伸缩端,顶部加工带有四个通孔的法兰圆盘,底部加工有连轴孔,通过螺栓固定在所述机架顶部的“十”字架上;所述轮胎支撑轴一端通过过盈配合安装在所述缓冲支臂的连轴孔中,另一端与所述轮胎通过滚动轴承连接,并通过圆螺母加止动垫圈方式进行轴端定位,滚动轴承选用双列深沟球轴承,其轴承内圈与所述轮胎支撑轴过盈配合,外圈与所述轮胎的轮毂轴孔过盈配合,所述轮胎的轮毂两侧外缘各开有八个螺纹孔;所述离合齿环II有两套,为圆环结构,其牙型与所述轮胎加速装置的离合齿圈I的结构相同,并与其进行啮合,所述离合齿环II的圆环内侧开有八个连接通孔,通过螺钉对称安装连接在所述轮胎的轮毂的两侧,实现对称平稳运转;所述抱箍由两个半圆环组成,每个半圆环的两端加工有带有通孔的连接耳,所述抱箍有两对,通过螺栓连接分别紧固在所述缓冲支臂的固定端和伸缩端上;所述滑动套杆有一对,每个所述滑动套杆由套筒、滑杆、滚针轴承组成,套筒有两个,套筒上加工有带有通孔的连接耳,分别与安装在所述缓冲支臂的固定端和伸缩端的抱箍通过螺栓连接,所述滚针轴承有两个,分别装在所述套筒的内壁上,所述滑杆通过滚针轴承与所述套筒连接形成移动副。
进一步的,所述反向冲击装置包括:冲击底座、导向杆、固定项圈、冲击顶板、悬浮顶板、压片、缓冲支柱、安装架、油缸、连杆结构;所述冲击底座采用铸造方式加工成正方形框架结构,中间焊有起加强作用的横梁,框架的每条边上加工有两个垂直向下的固定通孔,纵向的两条边上各自加工有一个安装圆筒和一个连接耳,横向的两条边及横梁的中部加工有螺纹孔,所述冲击底座垂直向下的固定通孔通过螺栓与地面基础连接,并位于轮胎的正下方;所述导向杆有两个,安装在所述冲击底座的安装圆筒中;所述固定项圈有两个,为圆筒形状,并加工带有螺纹孔的连接端面,所述固定项圈通过过盈配合方式安装在所述导向杆上,并通过螺钉连接把连接端面固定在所述机架的中部横梁上,起限位作用;所述冲击顶板采用铸造方式加工成长方体结构,正面有一个方形空槽,背面带有加强筋,并且所述冲击顶板的纵向两侧各加工有一个带有通孔的凸台,低端设有连接耳,横向两侧也各加工有凸台,低端设有安装槽,所述冲击顶板纵向两侧凸台上的通孔通过直线轴承连接在所述导向杆上,横向两侧凸台底端的安装槽安装在所述缓冲支柱上;所述悬浮顶板通过四个均布弹簧连接悬浮在所述冲击顶板的方形空槽内,并且所述悬浮顶板与所述冲击顶板中间均布四个竖直压力传感器,所述悬浮顶板与所述冲击顶板对称的两个侧边各安装有两个水平压力传感器,实现冲击力的垂直量和水平量的获取;所述压片共有四套,所述压片通过螺栓对称固定在所述冲击顶板上,所述压片将被试验样板压紧在所述悬浮顶板上;所述缓冲支柱有两个,通过螺栓固定在冲击底座上;所述连杆结构有两套,分别由两个连杆和一个“凹”型连接耳组成,“凹”型连接耳的端面开有圆孔,所述连杆结构的连杆通过铰接的方式一端连接在所述冲击顶板纵向两侧凸台底面的连接耳上,一端连接在所述冲击底座纵向两侧的连接耳上,“凹”型连接耳通过铰接的方式连接在两连杆的连接处,端面的圆孔安装在所述油缸的推杆上,并通过垫圈和柱销的方式进行固定。
进一步的,所述安装架II为方形柱体结构,中间加工有长方体空心,并且在空心两侧对称的加工有六个通孔,通过过盈配合在每个通孔中安装一个圆柱,每个圆柱上又安装一个滚针轴承,形成两排对称布置的滚针轴承,在长方体空心的底部固定有三个并列排布的弹簧,将顶部开有四个通孔的竖直板放置在对称布置的滚针轴承中间,通过六个滚针轴承和空心侧壁进行周向位置固定,所述安装架II底部还加工有法兰盘,通过螺钉连接安装在所述冲击底座的横梁上;所述油缸有两个,通过长杆螺栓对置安装在所述安装架II的竖直板上,冲击时,所述油缸推动所述连杆机构的两个下连杆绕所述冲击底座上的连接耳向上摆动,同时两个下连杆的摆动带动着所述油缸和竖直板一起做上升运动,当冲击完成回弹时,所述油缸的推杆缩回,两个下连杆绕着所述冲击底座上的连接耳向下摆动,同时带动所述油缸和竖直板做下降运动,安装在空心底部的均布弹簧对竖直板的下降进行缓冲;工作时,所述油缸快速推动所述连杆结构展开,使所述冲击顶板上移冲击带有高速的轮胎,冲击瞬间水平压力传感器获取高速旋转的轮胎与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小,竖直压力传感器获取所述悬浮顶板对高速旋转的轮胎的竖直冲击力的大小,根据力值的变化对被试验样板进行性能评价。
实施本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其有益效果在于:
(1)使用本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,自动化高,实验准确;
(2)本发明轮胎加速装置使用一种特定的离合齿圈,啮合加速安全可靠,并且靠其自身产生的轴向力实现快速自动的分离。
(3)本发明的反向冲击装置由下而上冲击,冲击距离长,冲击力大,可以实现不同要求的冲击。
附图说明
图1:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的总装图;
图2:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的轮胎加速装置侧视图;
图3:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的轮胎加速装置后视图;
图4:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的离合齿圈I;
图5:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的安装架I;
图6:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的轮胎支撑装置左视图;
图7:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的轮胎支撑装置右视图;
图8:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的离合齿圈II;
图9:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的反向冲击装置;
图10:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的冲击顶板俯视图;
图11:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的冲击顶板仰视图;
图12:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的悬浮顶板;
图13:本发明一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的安装架II;
图中:1—机架,2—轮胎加速装置,3—轮胎支撑装置,4—反向冲击装置,21—工作台底座,22—直线导轨,23—安装架I,24—步进电机,25—电机,26—离合齿圈I,27—齿轮,28—齿条,31—缓冲支臂,32—轮胎支撑轴,33—轮胎,34—离合齿圈II,35—抱箍,36—滑动套杆,41—冲击底座,42—导向杆,43—固定项圈,44—冲击顶板,45—悬浮顶板,46—压片,47—缓冲支柱,48—安装架,49—油缸,50—连杆结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13所示,一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其特征在于,包括:机架1、轮胎加速装置2、轮胎支撑装置3、反向冲击装置4;所述机架1通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上;所述轮胎加速装置2的底座通过螺栓安装在所述机架1的侧边框架上;所述轮胎支撑装置3的底座通过螺栓安装在所述机架1的顶部的内侧面上,并通过轮毂上的半离合器与所述轮胎加速装置2的离合齿圈I 26连接;所述反向冲击装置4通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎支撑装置3下方的地面基础上;所述轮胎加速装置2对所述轮胎支撑装置3的轮胎进行加速,达到指定速度要求后自动迅速与轮胎脱离,所述反向冲击装置4向上冲击带有速度的轮胎,并记录双向冲击力值;所述机架1由高强度方形钢管焊接而成,焊接前进行去应力处理,减小焊接变形;所述机架1整体呈长方体形状,顶部横梁钢板呈“十”字形,用于安装所述轮胎支撑装置3;所述机架1的中部焊有纵向方形钢板,用来安装所述轮胎加速装置2,所述机架1的底部焊接长方体形状的固定支脚,固定支脚两端各开有两个通孔,用于与地面基础连接;所述机架的中部侧边横梁上还固定了一控制箱11,所述控制箱11为方形结构,控制整个装置的操作运行;所述轮胎加速装置2包括:工作台底座21、直线导轨22、安装架23、步进电机24、电机25、离合齿圈I 26、齿轮27、齿条28;所述工作台底座21为两侧各开有五个通孔的长方体钢板,通过螺栓连接固定安装在所述机架1中部的方形钢板上;所述直线导轨22有两条,通过螺栓对称平行安装在所述工作台底座21上;所述安装架I 23为“品”字形结构,所述安装架I 23的底面各开有四个通孔,用于安装所述直线导轨22的滑块,所述安装架I 23中间的两个竖直平面焊接一体后水平镗孔,用于安装所述齿轮27的支撑轴及轴承,所述安装架I 23的上顶面开有四个螺栓孔,用于安装所述电机25的底座;所述步进电机24通过螺栓固定安装在所述安装架I 23“品”字结构的一侧孔内,其输出轴通过联轴器与所述齿轮27的支撑轴连接,所述步进电机24具有自锁功能,保证离合齿圈的啮合;所述离合齿圈I 26为圆环形齿圈结构,齿圈上加工有倾斜45度的齿形牙,加速完成后,由于两离合齿圈的转速差,在啮合面上产生的相互作用力分解为圆周力和轴向力,在轴向力的作用两离合齿圈快速分离,所述离合齿圈I 26的轴孔开有内花键槽,与所述电机25的输出轴的外花键连接,实现大扭矩的传递;所述齿条28两端开有沉头孔,通过螺栓连接安装在所述工作台底座21上,所述齿条28与所述齿轮27啮合;工作时,所述步进电机24驱动所述齿轮27在所述齿条28上转动,从而使所述离合齿圈I 26往前移动,实现与所述轮胎支撑装置3的离合齿圈II 34连接,连接后所述步进电机24自锁,保证齿圈啮合,所述电机25通电驱动所述离合齿圈I 26高度旋转,实现所述轮胎支撑装置3的轮胎加速,加速完成后所述电机25断电,同时所述步进电机24解除自锁,由于两离合齿圈的转速差,在啮合面上产生的相互作用力分解为圆周力和轴向力,在轴向力的作用两离合齿圈快速分离,使所述轮胎加速装置2自动后移,实现与所述轮胎支撑装置3的脱离;所述轮胎支撑装置3包括:缓冲支臂31、轮胎支撑轴32、轮胎33、离合齿圈II 34、抱箍35、滑动套杆36;所述缓冲支臂31采用液压式缓冲方式,顶部为固定端,下部为伸缩端,顶部加工带有四个通孔的法兰圆盘,底部加工有连轴孔,通过螺栓固定在所述机架1顶部的“十”字架上;所述轮胎支撑轴32一端通过过盈配合安装在所述缓冲支臂31的连轴孔中,另一端与所述轮胎33通过滚动轴承连接,并通过圆螺母加止动垫圈方式进行轴端定位,滚动轴承选用双列深沟球轴承,其轴承内圈与所述轮胎支撑轴32过盈配合,外圈与所述轮胎33的轮毂轴孔过盈配合,所述轮胎33的轮毂两侧外缘各开有八个螺纹孔;所述离合齿环II 34有两套,为圆环结构,其牙型与所述轮胎加速装置2的离合齿圈I 26的结构相同,并与其进行啮合,所述离合齿环II 34的圆环内侧开有八个连接通孔,通过螺钉对称安装连接在所述轮胎33的轮毂的两侧,实现对称平稳运转;所述抱箍35由两个半圆环组成,每个半圆环的两端加工有带有通孔的连接耳,所述抱箍35有两对,通过螺栓连接分别紧固在所述缓冲支臂31的固定端和伸缩端上;所述滑动套杆36有一对,每个所述滑动套杆36由套筒、滑杆、滚针轴承组成,套筒有两个,套筒上加工有带有通孔的连接耳,分别与所述缓冲支臂31的固定端和伸缩端的抱箍35上通过螺栓连接,所述滚针轴承有两个,分别装在所述套筒的内壁上,所述滑杆通过滚针轴承与所述套筒连接形成移动副;所述反向冲击装置4包括:冲击底座41、导向杆42、固定项圈43、冲击顶板44、悬浮顶板45、压片46、缓冲支柱47、安装架II 48、油缸49、连杆结构50;所述冲击底座41采用铸造方式加工成正方形框架结构,中间焊有起加强作用的横梁,框架的每条边上加工有两个垂直向下的固定通孔,纵向的两条边上各自加工有一个安装圆筒和一个连接耳,横向的两条边及横梁的中部加工有螺纹孔,所述冲击底座41垂直向下的固定通孔通过螺栓与地面基础连接,并位于轮胎的正下方;所述导向杆42有两个,安装在所述冲击底座41的安装圆筒中;所述固定项圈43有两个,为圆筒形状,并加工带有螺纹孔的连接端面,所述固定项圈43通过过盈配合方式安装在所述导向杆42上,并通过螺钉连接把连接端面固定在所述机架1的中部横梁上,起限位作用;所述冲击顶板44采用铸造方式加工成长方体结构,正面有一个方形空槽,背面带有加强筋,并且所述冲击顶板44的纵向两侧各加工有一个带有通孔的凸台,低端设有连接耳,横向两侧也各加工有凸台,低端设有安装槽,所述冲击顶板44纵向两侧凸台上的通孔通过直线轴承连接在所述导向杆42上,横向两侧凸台底端的安装槽安装在所述缓冲支柱47上;所述悬浮顶板45通过四个均布弹簧连接悬浮在所述冲击顶板44的方形空槽内,并且所述悬浮顶板45与所述冲击顶板44中间均布四个竖直压力传感器,所述悬浮顶板45与所述冲击顶板44对称的两个侧边各安装有两个水平压力传感器,实现冲击力的垂直量和水平量的获取;所述压片46共有四套,所述压片46通过螺栓对称固定在所述冲击顶板44上,所述压片46将被试验样板压紧在所述悬浮顶板45上;所述缓冲支柱47有两个,通过螺栓固定在冲击底座41上;所述安装架48II为方形柱体结构,中间加工有长方体空心,并且在空心两侧对称的加工有六个通孔,通过过盈配合在每个通孔中安装一个圆柱,每个圆柱上又安装一个滚针轴承,形成两排对称布置的滚针轴承,在长方体空心的底部固定有三个并列排布的弹簧,将顶部开有四个通孔的竖直板放置在对称布置的滚针轴承中间,通过六个滚针轴承和空心侧壁进行周向位置固定,所述安装架48II底部还加工有法兰盘,通过螺钉连接安装在所述冲击底座41的横梁上;所述油缸49有两个,通过长杆螺栓对置安装在所述安装架48II的竖直板上,冲击时,所述油缸49推动所述连杆机构50的两个下连杆绕所述冲击底座41上的连接耳向上摆动,同时两个下连杆的摆动带动着所述油缸49和竖直板一起做上升运动,当冲击完成回弹时,所述油缸49的推杆缩回,两个下连杆绕着所述冲击底座41上的连接耳向下摆动,同时带动所述油缸49和竖直板做下降运动,安装在空心底部的均布弹簧对竖直板的下降进行缓冲;所述连杆结构50有两套,分别由两个连杆和一个“凹”型连接耳组成,“凹”型连接耳的端面开有圆孔,所述连杆结构50的连杆通过铰接的方式一端连接在所述冲击顶板44纵向两侧凸台底面的连接耳上,一端连接在所述冲击底座41纵向两侧的连接耳上,“凹”型连接耳通过铰接的方式连接在两连杆的连接处,端面的圆孔安装在所述油缸49的推杆上,并通过垫圈和柱销的方式进行固定;工作时,所述油缸49快速推动所述连杆结构50展开,使所述冲击顶板44上移冲击所述轮胎支撑装置3的带有高速的轮胎33,冲击瞬间水平压力传感器获取高速旋转的轮胎33与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小,竖直压力传感器获取所述悬浮顶板46对高速旋转的轮胎33的竖直冲击力的大小,根据力值的变化对被试验样板进行性能评价。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13所示,一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置的具体工作步骤:包括:将机架1、轮胎加速装置2、轮胎支撑装置3、反向冲击装置4按相对位置进行安装;所述轮胎加速装置2开始工作,所述步进电机24通电驱动所述齿轮27在所述齿条28上转动,所述齿轮28带动所述电机25和所述离合齿圈I 26做横向的进给运动,当所述离合齿圈I 26与所述离合齿圈II 34啮合后,所述步进电机24自锁保证离合齿圈的啮合,同时所述电机25开始通电,通过啮合的所述离合齿圈I 26和所述离合齿圈II 34带动所述轮胎支撑装置3上的所述轮胎33高速转动,当达到规定转速后,所述电机25断电,所述离合齿圈I 26和所述离合齿圈II 34产生相对转速差,所述离合齿圈I 26靠惯性力和曲线齿形牙产生的轴向力往后退,同时所述步进电机24开始反转,带动所述齿轮27在所述齿条28上转动,所述齿轮28带动所述电机25和所述离合齿圈I 26做横向的退出运动;所述反向冲击装置4开始工作,所述油缸49快速推动所述连杆结构50展开,使所述冲击顶板44上移冲击所述轮胎支撑装置3的带有高速的所述轮胎33,所述缓冲支臂31对冲击进行缓冲,冲击瞬间,安装在所述冲击顶板44上的水平压力传感器获取高速旋转的所述轮胎33与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小,安装在所述悬浮顶板45底部的竖直压力传感器获取所述悬浮顶板46对高速旋转的所述轮胎33的竖直冲击力的大小,冲击完成后,所述油缸49的推杆缩回,带动所述连杆结构50复位,然后根据所测力值的变化对被试验样板进行性能评价。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其特征在于,包括:机架(1)、轮胎加速装置(2)、轮胎支撑装置(3)、反向冲击装置(4);所述机架(1)通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上;所述轮胎加速装置(2)的底座通过螺栓安装在所述机架(1)侧边;所述轮胎支撑装置(3)的底座通过螺栓安装在所述机架(1)的顶部的内侧上,并通过轮毂上的离合齿圈II(34)与所述轮胎加速装置(2)的离合齿圈I(26)连接;所述反向冲击装置(4)通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎支撑装置(3)下方的地面基础上;所述轮胎加速装置(2)对所述轮胎支撑装置(3)的轮胎进行加速,达到指定速度后自动迅速与轮胎脱离,所述反向冲击装置(4)向上冲击带有速度的轮胎,并记录双向冲击力值;所述机架(1)由高强度方形钢管焊接而成,焊接前进行去应力处理,减小焊接变形;所述机架(1)整体呈长方体形状,顶部横梁钢板呈“十”字形,用于安装所述轮胎支撑装置(3);所述机架(1)的中部焊有纵向方形钢板,用来安装所述轮胎加速装置(2),所述机架(1)的底部焊接长方体形状的固定支脚,固定支脚两端各开有两个通孔,用于与地面基础连接;所述机架(1)的中部侧边横梁上还固定一控制箱(11),所述控制箱(11)为方形结构,控制整个装置的操作运行。
2.如权利要求1所述的一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其特征在于,所述轮胎加速装置(2)包括:工作台底座(21)、直线导轨(22)、安装架I(23)、步进电机(24)、电机(25)、离合齿圈I(26)、齿轮(27)、齿条(28);所述工作台底座(21)为两侧各开有五个通孔的长方体钢板,通过螺栓连接固定安装在所述机架(1)中部的方形钢板上;所述直线导轨(22)有两条,通过螺栓对称平行安装在所述工作台底座(21)上;所述安装架(23)为“品”字形结构,所述安装架I(23)的底面各开有四个通孔,用于安装所述直线导轨(22)的滑块,所述安装架I(23)中间的两个竖直平面焊接一体后水平镗孔,用于安装所述齿轮(27)的支撑轴及轴承,所述安装架I(23)的上顶面开有四个螺栓孔,用于安装所述电机(25)的底座;所述步进电机(24)通过螺栓固定安装在所述安装架I(23)“品”字结构的一侧孔内,其输出轴通过联轴器与所述齿轮(27)的支撑轴连接,所述步进电机(24)具有自锁功能,保证离合齿圈的啮合。
3.如权利要求1或2所述的一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其特征在于,所述离合齿圈I(26)为圆环形齿圈结构,齿圈上加工有倾斜45度的齿形牙,所述离合齿圈I(26)的轴孔开有内花键槽,与所述电机(25)的输出轴的外花键连接,实现大扭矩的传递;所述齿条(28)两端开有沉头孔,通过螺栓连接安装在所述工作台底座(21)上,所述齿条(28)与所述齿轮(27)啮合;工作时,所述步进电机(24)驱动所述齿轮(27)在所述齿条(28)上转动,从而使所述离合齿圈I(26)往前移动,实现与所述轮胎支撑装置(3)的离合齿圈II(34)连接,连接后所述步进电机(24)自锁,保证齿圈啮合,所述电机(25)通电驱动所述离合齿圈I(26)高度旋转,实现所述轮胎支撑装置(3)的轮胎加速,加速完成后所述电机(25)断电,同时所述步进电机(24)解除自锁,由于两离合齿圈的转速差,在啮合面上产生的相互作用力分解为圆周力和轴向力,在轴向力的作用两离合齿圈快速分离,使所述轮胎加速装置(2)自动后移,实现与所述轮胎支撑装置(3)的脱离。
4.如权利要求1所述的一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其特征在于,所述轮胎支撑装置(3)包括:缓冲支臂(31)、轮胎支撑轴(32)、轮胎(33)、离合齿圈II(34)、抱箍(35)、滑动套杆(36);所述缓冲支臂(31)采用液压式缓冲方式,顶部为固定端,下部为伸缩端,顶部加工带有四个通孔的法兰圆盘,底部加工有连轴孔,通过螺栓固定在所述机架(1)顶部的“十”字架上;所述轮胎支撑轴(32)一端通过过盈配合安装在所述缓冲支臂(31)的连轴孔中,另一端与所述轮胎(33)通过滚动轴承连接,并通过圆螺母加止动垫圈方式进行轴端定位,滚动轴承选用双列深沟球轴承,其轴承内圈与所述轮胎支撑轴(32)过盈配合,外圈与所述轮胎(33)的轮毂轴孔过盈配合,所述轮胎(33)的轮毂两侧外缘各开有八个螺纹孔;所述离合齿环II(34)有两套,为圆环结构,其牙型与所述轮胎加速装置(2)的离合齿圈I(26)的结构相同,并与其进行啮合,所述离合齿环II(34)的圆环内侧开有八个连接通孔,通过螺钉对称安装连接在所述轮胎(33)的轮毂的两侧,实现对称平稳运转;所述抱箍(35)由两个半圆环组成,每个半圆环的两端加工有带有通孔的连接耳,所述抱箍(35)有两对,通过螺栓连接分别紧固在所述缓冲支臂(31)的固定端和伸缩端上;所述滑动套杆(36)有一对,每个所述滑动套杆(36)由套筒、滑杆、滚针轴承组成,套筒有两个,套筒上加工有带有通孔的连接耳,分别与安装在所述缓冲支臂(31)的固定端和伸缩端的抱箍(35)通过螺栓连接,所述滚针轴承有两个,分别装在所述套筒的内壁上,所述滑杆通过滚针轴承与所述套筒连接形成移动副。
5.如权利要求1所述的一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其特征在于,所述反向冲击装置(4)包括:冲击底座(41)、导向杆(42)、固定项圈(43)、冲击顶板(44)、悬浮顶板(45)、压片(46)、缓冲支柱(47)、安装架II(48)、油缸(49)、连杆结构(50);所述冲击底座(41)采用铸造方式加工成正方形框架结构,中间焊有起加强作用的横梁,框架的每条边上加工有两个垂直向下的固定通孔,纵向的两条边上各自加工有一个安装圆筒和一个连接耳,横向的两条边及横梁的中部加工有螺纹孔,所述冲击底座(41)垂直向下的固定通孔通过螺栓与地面基础连接,并位于轮胎的正下方;所述导向杆(42)有两个,安装在所述冲击底座(41)的安装圆筒中;所述固定项圈(43)有两个,为圆筒形状,并加工带有螺纹孔的连接端面,所述固定项圈(43)通过过盈配合方式安装在所述导向杆(42)上,并通过螺钉连接把连接端面固定在所述机架(1)的中部横梁上,起限位作用;所述冲击顶板(44)采用铸造方式加工成长方体结构,正面有一个方形空槽,背面带有加强筋,并且所述冲击顶板(44)的纵向两侧各加工有一个带有通孔的凸台,低端设有连接耳,横向两侧也各加工有凸台,低端设有安装槽,所述冲击顶板(44)纵向两侧凸台上的通孔通过直线轴承连接在所述导向杆(42)上,横向两侧凸台底端的安装槽安装在所述缓冲支柱(47)上;所述悬浮顶板(45)通过四个均布弹簧连接悬浮在所述冲击顶板(44)的方形空槽内,并且所述悬浮顶板(45)与所述冲击顶板(44)中间均布四个竖直压力传感器,所述悬浮顶板(45)与所述冲击顶板(44)对称的两个侧边各安装有两个水平压力传感器,实现冲击力的垂直量和水平量的获取;所述压片(46)共有四套,所述压片(46)通过螺栓对称固定在所述冲击顶板(44)上,所述压片(46)将被试验样板压紧在所述悬浮顶板(45)上;所述缓冲支柱(47)有两个,通过螺栓固定在冲击底座(41)上;所述连杆结构(50)有两套,分别由两个连杆和一个“凹”型连接耳组成,“凹”型连接耳的端面开有圆孔,所述连杆结构(50)的连杆通过铰接的方式一端连接在所述冲击顶板(44)纵向两侧凸台底面的连接耳上,一端连接在所述冲击底座(41)纵向两侧的连接耳上,“凹”型连接耳通过铰接的方式连接在两连杆的连接处,端面的圆孔安装在所述油缸(49)的推杆上,并通过垫圈和柱销的方式进行固定。
6.如权利要求5所述的一种轮缘加速式轮胎冲击试验装置,其特征在于,所述安装架(48)II为方形柱体结构,中间加工有长方体空心,并且在空心两侧对称的加工有六个通孔,通过过盈配合在每个通孔中安装一个圆柱,每个圆柱上又安装一个滚针轴承,形成两排对称布置的滚针轴承,在长方体空心的底部固定有三个并列排布的弹簧,将顶部开有四个通孔的竖直板放置在对称布置的滚针轴承中间,通过六个滚针轴承和空心侧壁进行周向位置固定,所述安装架(48)II底部还加工有法兰盘,通过螺钉连接安装在所述冲击底座(41)的横梁上;所述油缸(49)有两个,通过长杆螺栓对置安装在所述安装架(48)II的竖直板上,冲击时,所述油缸(49)推动所述连杆机构(50)的两个下连杆绕所述冲击底座(41)上的连接耳向上摆动,同时两个下连杆的摆动带动着所述油缸(49)和竖直板一起做上升运动,当冲击完成回弹时,所述油缸(49)的推杆缩回,两个下连杆绕着所述冲击底座(41)上的连接耳向下摆动,同时带动所述油缸(49)和竖直板做下降运动,安装在空心底部的均布弹簧对竖直板的下降进行缓冲;工作时,所述油缸(49)快速推动所述连杆结构(50)展开,使所述冲击顶板(44)上移冲击带有高速的轮胎(33),冲击瞬间水平压力传感器获取高速旋转的轮胎(33)与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小,竖直压力传感器获取所述悬浮顶板(46)对高速旋转的轮胎(33)的竖直冲击力的大小,根据力值的变化对被试验样板进行性能评价。
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