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专利名称：轮胎耐久性倾角检测装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用于橡胶轮胎高速/耐久性能实验的装置及其方法，特别地提供模拟轮胎安装出现一定的倾斜角度、或是行驶于凹凸不平路面的倾角状态下的检测装置及其检测工艺方法，属于橡胶机械和自动化生产控制领域。
背景技术：
随着国内汽车普及率的提高及城市交通日益拥堵，高速行驶的稳定性与安全性已成为衡量轮胎设计与生产质量的核心参考数据。为准确地检测出轮胎在高速或长期使用状态下的安全性，通常需要在生产环节中进行高速/耐久性能项目检测。基于目前制造技术的不断创新，国内外轮胎生产厂家所采用的轮胎高速/耐久性实验机主要是采用转鼓带动轮胎高速、长时间旋转。即以转鼓的表面模拟活动的路面，在规定的实验条件和环境下，将充好气并放置一段时间后的轮胎固定到车轮轴上，从其后部采用液压伺服加载系统以设定的负荷将轮胎压在转鼓表面上，以测试轮胎的高速耐久性能。 其中，液压伺服加载系统采用测力传感器，可控制并调节施压于转鼓表面的轮胎压力值以实现负荷闭环控制。现有使用的轮胎高速/耐久性实验机，其转鼓平滑、无障碍物且是定轴旋转，轮胎安装与转鼓表面相切无相对倾角和转矩，因此仅能模拟轮胎直线行驶于平整路面状态下的耐久性能，而车辆行驶时的具体条件却是车辆转弯、非直线行驶、或是轮胎安装于车轴处发生倾斜一定角度、路面倾斜与表面凹凸不平等路况，因此缺失上述大部分实际路状的性能检测不具有针对性，检测数据并不能真实地反映轮胎实际使用需求，不利于反馈和提高轮胎生产质量，设计品质有待进一步提升。

发明内容
本发明所述轮胎耐久性倾角检测装置及其方法，在于解决上述现有技术存在的问题而在目前轮胎高速/耐久性实验机增加倾角检测装置，以实现模拟实际路况和针对性提高轮胎磨损跟踪检测手段的检测工艺方法。本发明的目是，主要模拟轮胎安装于车轴处发生倾斜一定角度、以及路面倾斜与表面凹凸不平等路况，增加轮胎行驶过程中发生倾角状态下的高速/耐久性能检测方法。另一发明目的是，针对轮胎倾角状态下的行驶状态，控制并调节倾角发生的方向与具体角度，模拟出多种极限状态下的检测条件，以进一步提高和优化检测精度。发明目的还在于，实现倾角状态检测的负荷、角度控制灵活性，达到动态调整倾角状态各个参数的闭环控制与提高自动化水平。为实现上述发明目的，所述轮胎耐久性倾角检测装置主要包括有一机架，在机架上设置有一个通过电动机驱动以定轴旋转、模拟行驶路面的转鼓，至少在转鼓的一侧工位设置有液压加压装置，
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液压加压装置设置有基座，移动座通过设置于其底部的直线滑轨承载于基座之上，移动座的前端，设置有固定安装被检测轮胎的轮辋固定轴；移动座的后端，通过测力传感器连接提供推动力以将被检测轮胎压在转鼓表面的液压油缸。与现有技术的区别之处在于，在基座上设置一圆弧形水平导轨和一垂向固定的摆转轴，在基座和移动座之间安装一摆转底座，摆转底座的底部滑动连接于水平导轨，摆转底座的一侧端角套设于摆转轴，在基座和摆转底座之间，设置一驱动摆转底座在水平导轨上、以摆转轴为中心倾斜一定角度的倾角驱动液压缸。如上述基本方案，转鼓通过电动机驱动提供模拟行驶路面，在转鼓一侧设置由移动座和液压加压装置构成针对轮胎的基础加载、动力系统。被检测轮胎(包括轮辋组合体)固定于移动座上的轮辋固定轴，移动座由后端的液压油缸推动在基座上往复滑动，从而可将被检测轮胎施压于转鼓表面或是脱离检测状态。液压加压装置中的测力传感器，用于将轮胎施加于转鼓表面的压力负荷转换成电信号送入控制系统中，经放大和比较后通过伺服装置来控制液压油缸内的液压油压力，以动态地调整轮胎负荷并实现闭环控制，在此期间被检测轮胎的转速可通过调节转鼓的转速来调节。针对被检测轮胎安装时发生一定角度的倾斜和/或路面凹凸不平等情况，移动座和液压加压装置以基座上的摆转轴为中心，通过摆转底座沿圆弧形水平导轨的摆转，进而控制被检测轮胎围绕与转鼓接触面所处的垂向轴线倾斜一定的角度，实现模拟轮胎在倾角状态下的高速/耐久性能。上述轮胎倾斜角度的调整，可以通过设定并控制倾角驱动液压缸的活塞杆伸出缩回的行程来实现。为进一步提高倾斜角度的准确性、以及形成发出指令-轮胎进入倾角状态-控制倾角范围的动态闭环调整模式，可采取的改进方案是所述的摆转轴设置在邻近转鼓的水平一侧，在摆转轴上安装一用于检测摆转底座倾斜角度的旋转编码器。更为优化的改进措施是，在套设于摆转轴的摆转底座端角上方，安装一端盖。旋转编码器的旋转体设置在端盖上，旋转编码器的连接轴贯穿端盖并插接于摆转轴ο在端盖下方、摆转底座与摆转轴之间套设有轴承。当摆转底座带动轮胎发生倾角时，摆转轴与摆转底座之间形成与轮胎倾斜角度相同的错位夹角，即形成旋转编码器的旋转体与连接轴之间夹角。通过旋转编码器自身的信号感应与反馈即可将软胎发生倾角的方向、角度值动态进行跟踪与反馈。为整体地实现摆转底座在水平导轨上方的摆转灵活性，倾角驱动液压缸的缸体通过支座安装于基座，其活塞杆端部连接于摆转底座上安装的垂向轴。为减少滑动摩擦对于摆转底座进行摆转时的误差，在摆转底座底部设置一弧形滑块条，弧形滑块条啮合于水平导轨。基于上述倾角检测装置的改进设计，本发明还实现了如下轮胎耐久性倾角检测方法。具体地，通过液压加压装置将被检测轮胎以设定的负荷施压于以设定转速定轴旋转的转鼓表面，在模拟行驶路面上检测轮胎高速耐久性能。与现有普遍采用的检测工艺方法不同的改进方案是，在与转鼓摩擦接触而旋转的一段时间内，被检测轮胎围绕与转鼓接触面所处的垂向轴线倾斜一定的角度，以模拟检测轮胎在安装发生倾斜角度的状态下、或轮胎行驶于表面凹凸不平的路面上的耐久性能。为实现不同方向的倾角检测，摆转底座在倾角驱动液压缸的推动下以摆转轴为中心、在圆弧形水平导轨上摆转一定的角度，以带动被检测轮胎沿垂向轴线顺时针或逆时针发生倾斜并持续在转鼓表面进行旋转。为更加真实、准确地模拟实际使用状态，被检测轮胎沿垂向轴线发生倾斜的前后， 在转鼓表面的转速可以保持恒定。即转鼓的转速在倾角状态的前后是恒定的，在其他时间段内，转速可以驱动轮胎进行变速旋转。进一步提高倾角检测精度的改进方案是，使用旋转编码器检测摆转底座围绕摆转轴0 倾斜的角度，以调整被检测轮胎沿垂向轴线顺时针或逆时针倾斜的角度。在实际各项参数与指标的检测时，如分阶段地改变被检测轮胎的负荷、转速以测定轮胎的累计行驶时间、里程或是负荷、行驶速度和摆转半径等，可以在检测过程中，动态地调整转鼓的转速以改变被检测轮胎的转速。调节将被检测轮胎施压于转鼓表面的液压油缸输出动力，以改变被检测轮胎与转鼓之间的摩擦接触作用力。综上内容，本发明轮胎耐久性倾角检测装置及其方法具有如下优点和有益效果1、实现了模拟实际路况和针对轮胎不同磨损情况的跟踪检测方法，轮胎设计与生产质量的检验更为全面。2、能够有效地解决轮胎行驶过程中发生倾角状态下的高速/耐久性能检测，有利于提高轮胎应对不同路况的安全使用。3、准确地控制并调节倾角发生的方向与具体角度，实验条件模拟地更为真实和有针对性，闭环控制与自动化水平较高。


现结合附图对本发明做进一步的说明图1是所述轮胎耐久性倾角检测装置的结构示意图；图2是图1的俯向示意图；图3是所述倾角控制部分的结构示意图；图4是图3的俯向示意图；图5是图3的I部放大示意图；图6是轮胎与转鼓之间三种行驶状态下的对比示意图；如图1至图6所示，转鼓1，液压加压装置2，基座3，直线滑轨4，移动座5，轮辋固定轴6，液压油缸7，测力传感器8，机架10，电动机11，被检测轮胎12，摆转底座20，导轨21，摆转轴22，倾角驱动液压缸23，旋转编码器M，端盖25，连接轴沈，轴承27，支座观，垂向轴四，弧形滑块条30。
具体实施例方式实施例1，如图1至图6所示，所述轮胎耐久性倾角检测装置应用于轮胎高速/耐久性实验，主要包括有一机架 10 ；在机架10上设置有一个通过电动机11驱动以定轴旋转、模拟行驶路面的转鼓1 ；在转鼓1的两侧工位分别设置有液压加压装置2和移动座5构成的轮胎基础加载和动力系统。液压加压装置2设置有基座3，移动座5通过设置于其底部的直线滑轨4承载于摆转底座20 ；移动座5的前端，设置有固定安装被检测轮胎12的轮辋固定轴6 ；移动座5的后端，通过测力传感器8连接提供推动力以将被检测轮胎12压在转鼓1表面的液压油缸7。位于转鼓1的一侧工位，在基座3上设置一圆弧形水平导轨21和一垂向固定的摆转轴22，摆转轴22设置在邻近转鼓1的水平一侧。在摆转底座20底部设置一弧形滑块条30，弧形滑块条30啮合于水平导轨21。摆转底座20的一侧端角套设于摆转轴22。在基座3和摆转底座20之间，设置一驱动摆转底座20在水平导轨21上、以摆转轴22为中心倾斜一定角度的倾角驱动液压缸23。倾角驱动液压缸23的缸体通过支座28 安装于基座3，其活塞杆端部连接于摆转底座20上安装的垂向轴四。在套设于摆转轴22的摆转底座20端角上方，安装一端盖25。旋转编码器M的旋转体设置在端盖25上，旋转编码器M的连接轴沈贯穿端盖25并插接于摆转轴22。在端盖25下方、摆转底座20与摆转轴22之间套设有轴承27。在进行实验时，转鼓1通过电动机11驱动提供模拟行驶路面，两侧工位的被检测轮胎12分别安装于移动座5上的轮辋固定轴6，移动座5由后端的液压油缸7推动在基座 3上方往复滑动，从而可将被检测轮胎12施压于转鼓1表面或是脱离检测状态。测力传感器8用于将轮胎12施加于转鼓1表面的压力负荷转换成电信号送入控制系统中，经放大和比较后通过伺服装置来控制液压油缸7内的液压油压力。在检测倾角状态的工位，移动座5和液压加压装置2以基座3上的摆转轴22为中心，通过摆转底座20沿圆弧形水平导轨21的摆转，进而控制被检测轮胎12围绕与转鼓1接触面所处的垂向轴线倾斜一定的角度，实现模拟轮胎12在倾角状态下的高速/耐久性能。当摆转底座20带动轮胎12发生倾角时，摆转轴22与摆转底座20之间形成与轮胎12倾斜角度相同的错位夹角，即形成旋转编码器M的旋转体与连接轴沈之间的夹角。 通过旋转编码器M自身的信号感应与反馈即可将软胎12发生倾角的方向、角度值动态进行跟踪与反馈。如上所述的轮胎耐久性倾角检测方法，是通过液压加压装置2将被检测轮胎12以设定的负荷施压于以设定转速定轴旋转的转鼓1表面，在模拟行驶路面上检测轮胎高速耐久性能。在与转鼓1摩擦接触而旋转的一段时间内，被检测轮胎12围绕与转鼓1接触面所处的垂向轴线倾斜一定的角度，以模拟检测轮胎在安装发生倾斜角度的状态下、或轮胎行驶于表面凹凸不平的路面上的耐久性能。其中，摆转底座20在倾角驱动液压缸23的推动下以摆转轴22为中心、在圆弧形水平导轨21上摆转一定的角度，以带动被检测轮胎12沿垂向轴线顺时针或逆时针发生倾斜并持续在转鼓1表面进行旋转。使用旋转编码器M检测摆转底座20围绕摆转轴22倾斜的角度，以调整被检测轮胎12沿垂向轴线顺时针或逆时针倾斜的角度。被检测轮胎12沿垂向轴线发生倾斜的前后，在转鼓1表面的转速可以保持恒定。在整个检测过程中，即连续地实施正常行驶状态与倾角状态的模拟实验中，可动态地调整转鼓1的转速以改变被检测轮胎12的转速。另外，调节将被检测轮胎12施压于转鼓1表面的液压油缸7输出动力，以改变被检测轮胎12与转鼓1之间的摩擦接触作用力。
权利要求
1.一种轮胎耐久性倾角检测装置，应用于轮胎耐久性实验，包括有，机架(10)，在机架(10)上设置有一个通过电动机(11)驱动以定轴旋转、模拟行驶路面的转鼓⑴，至少在转鼓(1)的一侧工位设置有液压加压装置(2)，液压加压装置( 设置有基座(3)，移动座( 通过设置于其底部的直线滑轨(4)承载于基座⑶之上，移动座( 的前端，设置有固定安装被检测轮胎(1 的轮辋固定轴(6)；移动座(5)的后端，通过测力传感器(8)连接提供推动力以将被检测轮胎(1 压在转鼓(1)表面的液压油缸(7)，其特征在于在基座C3)上设置一圆弧形水平导轨和一垂向固定的摆转轴(22)， 在基座( 和移动座( 之间安装一摆转底座00)，摆转底座OO)的底部滑动连接于水平导轨(21)，摆转底座OO)的一侧端角套设于摆转轴(22)，在基座C3)和摆转底座OO)之间，设置一驱动摆转底座OO)在水平导轨上、以摆转轴0 为中心倾斜一定角度的倾角驱动液压缸03)。
2.根据权利要求1所述的轮胎耐久性倾角检测装置，其特征在于所述的摆转轴02) 设置在邻近转鼓(1)的水平一侧，在摆转轴0 上安装一用于检测摆转底座OO)倾斜角度的旋转编码器04)。
3.根据权利要求2所述的轮胎耐久性倾角检测装置，其特征在于在套设于摆转轴 (22)的摆转底座OO)端角上方，安装一端盖05)；旋转编码器04)的旋转体设置在端盖0 上，旋转编码器04)的连接轴06)贯穿端盖05)并插接于摆转轴02)；在端盖0 下方、摆转底座OO)与摆转轴0 之间套设有轴承07)。
4.根据权利要求2或3所述的轮胎耐久性倾角检测装置，其特征在于倾角驱动液压缸(23)的缸体通过支座08)安装于基座(3)，其活塞杆端部连接于摆转底座00)上安装的垂向轴(29) 0
5.根据权利要求2或3所述的轮胎耐久性倾角检测装置，其特征在于在摆转底座 (20)底部设置一弧形滑块条(30)，弧形滑块条(30)啮合于水平导轨01)。
6.一种轮胎耐久性倾角检测方法，通过液压加压装置( 将被检测轮胎(1 以设定的负荷施压于以设定转速定轴旋转的转鼓(1)表面，在模拟行驶路面上检测轮胎高速耐久性能，其特征在于在与转鼓(1)摩擦接触而旋转的一段时间内，被检测轮胎(1 围绕与转鼓(1)接触面所处的垂向轴线倾斜一定的角度，以模拟检测轮胎在安装发生倾斜角度的状态下、或轮胎行驶于表面凹凸不平的路面上的耐久性能。
7.根据权利要求6所述的轮胎耐久性倾角检测方法，其特征在于摆转底座OO)在倾角驱动液压缸的推动下以摆转轴0 为中心、在圆弧形水平导轨上摆转一定的角度，以带动被检测轮胎(1 沿垂向轴线顺时针或逆时针发生倾斜并持续在转鼓(1)表面进行旋转。
8.根据权利要求7所述的轮胎耐久性倾角检测方法，其特征在于被检测轮胎(12)沿垂向轴线发生倾斜的前后，在转鼓(1)表面的转速保持恒定。
9.根据权利要求6、7或8所述的轮胎耐久性倾角检测方法，其特征在于使用旋转编码器04)检测摆转底座OO)围绕摆转轴0 倾斜的角度，以调整被检测轮胎(1 沿垂向轴线顺时针或逆时针倾斜的角度。
10.根据权利要求9所述的轮胎耐久性倾角检测方法，其特征在于在检测过程中，动态地调整转鼓(1)的转速以改变被检测轮胎(1 的转速；调节将被检测轮胎(12)施压于转鼓⑴表面的液压油缸(7)输出动力，以改变被检测轮胎(1 与转鼓(1)之间的摩擦接触作用力。
全文摘要
本发明轮胎耐久性倾角检测装置及其方法，增加倾角检测装置和针对性提高轮胎磨损跟踪检测手段的工艺方法。主要模拟轮胎安装发生倾斜、以及路面倾斜与表面凹凸不平等路况，增加轮胎行驶过程中发生倾角状态下的高速/耐久性能检测方法。主要包括有一机架，在机架上设置有一个通过电动机驱动以定轴旋转、模拟行驶路面的转鼓，在转鼓两侧工位设置有液压加压装置和移动座。在基座上设置一圆弧形水平导轨和一垂向固定的摆转轴，在基座和移动座之间安装一摆转底座，摆转底座的底部滑动连接于水平导轨，摆转底座的一侧端角套设于摆转轴，在基座和摆转底座之间，设置一驱动摆转底座在水平导轨上、以摆转轴为中心倾斜一定角度的倾角驱动液压缸。
文档编号G01M17/02GK102401744SQ20101028943
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者吕浦伟, 张炎, 张艾贞, 房伟, 杭柏林, 王书全 申请人:软控股份有限公司