轮胎试验机主轴锁紧保护装置及其方法
【专利摘要】本发明所述的轮胎试验机主轴锁紧保护装置及其方法，针对锁紧夹块进行到位检测与进一步的机械保护机构，即强制限定夹块的锁紧状态而防止因气路部件失灵、气压降低或气源意外关闭而导致的锁紧失灵问题，从而有效地保护设备使用及操作人员的安全。主轴锁紧保护装置包括有沿主轴径向分布并用于夹持上轮辋轴的夹块，沿主轴轴向设置有数个销轴，在夹块端面上、沿主轴轴向设置有沉槽，在夹块锁紧上轮辋轴时，销轴的自由端插入到沉槽中；在主轴侧部设置有，用于控制销轴沿主轴轴向位置变化的驱动器、以及检测销轴位置变化的检测器。仅当夹块与上轮辋轴处于锁紧状态下，销轴才能与沉槽配合进而起到限定夹块保持针对上轮辋轴的锁紧状态。
【专利说明】轮胎试验机主轴锁紧保护装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于轮胎试验机(如动平衡试验机、均匀性试验机等)的主轴锁紧保护装置及其方法，属于橡胶机械与工业自动化领域。
【背景技术】
[0002]在制造橡胶轮胎的工艺过程中，需在线进行一系列的检测项目，如在轮胎出厂前必须经过动平衡与均匀性测试，以针对轮胎在制造加工过程中进行检测和评级。
[0003]如动平衡试验机上，通常需将被检测轮胎装卡到上、下轮辋之间，此时上轮辋轴插入到主轴中并被锁紧，然后再进行充气、高速旋转并进行测量。
[0004]在此类测试过程中，若上轮辋轴与主轴锁紧不到位，则轮胎充气后会发生崩轴现象而形成针对上轮辋部分的强力冲击，对设备造成损害。
[0005]另外，上轮辋轴在与主轴锁紧后，轮胎在充气状态下，若出现控制主轴锁紧气缸阀片失灵，或者控制气源关闭的状况，则主轴锁紧失灵，轮胎在气压作用下将上轮辋轴崩出，在主轴高速旋转状态下，会与上轮辋部分发生碰撞。
[0006]如后附图1所示的现有轮胎动平衡试验机部分结构，主轴部(20)的锁紧及松开检测点均为气压检测，不能真实地反应出锁紧夹块(30)的实际位置。若上轮辋轴部(40)插入主轴部(20)的位置不正确，则锁紧夹块(30)与上轮辋轴部(40)之间的沟槽(或螺纹)不能正确配合，而气压检测显示主轴部(20)却为锁紧状态，此时轮胎充气就会造成崩轴现象。
[0007]使用上述现有技术，主轴锁紧装置是由4条气缸分别控制4个锁紧夹块(30)，在锁紧过程中没有相关的进一步机械保护机构。一旦出现上轮辋轴部(40)锁紧不到位就可能会因气缸阀片失灵或控制气源关闭而导致锁紧失灵，对设备及操作人员安全造成严重的危害。
[0008]有鉴于此，特提出本专利申请。
【发明内容】
[0009]本发明所述的轮胎试验机主轴锁紧保护装置及其方法，其目的在于解决上述问题而针对锁紧夹块进行到位检测与进一步的机械保护机构，即强制限定夹块的锁紧状态而防止因气路部件失灵、气压降低或气源意外关闭而导致的锁紧失灵问题，从而有效地保护设备使用及操作人员的安全。
[0010]另一发明目的在于，通过对锁紧保护装置的检测与自动复位，以优化上轮辋轴锁紧与释放的控制精度与自动化水平，从而提高相应检测的整体效率。
[0011]为实现上述发明目的，所述轮胎试验机主轴锁紧保护装置主要包括有:
沿主轴径向分布并用于夹持上轮辋轴的夹块，与现有技术的区别之处在于，
沿主轴轴向设置有数个销轴，
在夹块端面上、沿主轴轴向设置有沉槽，在夹块锁紧上轮辋轴时，销轴的自由端插入到沉槽中； 在主轴侧部设置有，用于控制销轴沿主轴轴向位置变化的驱动器、以及检测销轴位置变化的检测器。
[0012]如上述基本方案，仅当夹块与上轮辋轴处于锁紧状态下，销轴才能与沉槽配合进而起到限定夹块保持针对上轮辋轴的锁紧状态。
[0013]驱动器可改变并控制锁轴的移动方向与定位位置，即当上轮辋轴锁紧时销轴插入沉槽中；而当夹块释放上轮辋轴时，需先控制销轴从沉槽中退出，以允许夹块沿主轴径向移动，夹块与上轮辋轴之间的沟槽(或螺纹)不再配合，上轮辋轴可从主轴中抽离。
[0014]在主轴侧部设置有检测器，可用于检测销轴的自由端相对于夹块的位置变化，以相应地判断上轮辋轴是否被锁紧、是否锁紧到位。即解决气压检测不能真实地反应出夹块实际位置的问题，通过机械结构(即销轴)的准确位置信息(即相对于夹块，是紧抵于夹块端面还是插入夹块的沉槽中)，来反馈上轮辋轴是否处于锁紧状态，进而对轮胎进行充气，防止因气缸阀片失灵或控制气源关闭而导致锁紧失灵，对设备及操作人员安全造成严重危害。
[0015]为更准确地控制销轴插入夹块的沉槽中、或是从沉槽中抽离，以及提高数个销轴沿主轴轴向移动的同步性、一致性，可采取的进一步改进方案是，
所述销轴的固定端连接于一连接盘，驱动器的输出端连接一控制杆；
沿销轴往复移动的方向，控制杆端部的投影位于连接盘之内。
[0016]即由连接盘同步地带动数个销轴，由驱动器驱动控制杆、由控制杆压下或抬高连接盘，以带动销轴插入或抽离夹块的沉槽中。
[0017]为优化销轴插入沉槽时具备足够的力量，以保证销轴自由端能够完全地插入或抽离沉槽，可将所述的销轴设置于主轴轴向的固定块内部，销轴外部套设有弹簧。
[0018]当销轴的自由端从沉槽中抽离过程中，即夹块释放上轮辋轴(夹块与上轮辋轴之间的沟槽或螺纹不再配合)时，控制杆压下或抬高连接盘过程中，弹簧被压缩以积蓄能量；而在销轴的自由端插入沉槽中，夹块夹持并锁紧上轮辋轴(夹块与上轮辋轴之间的沟槽或螺纹相互配合、咬合)时，依靠弹簧的复位弹力而向销轴提供足够的力量以完全地插入，并且具备足够的限制力以防止夹块松动而意外地与上轮辋轴相脱离。
[0019]较为优选与精细化的结构选择是，所述的检测器为一组对称设置的光电开关。
[0020]
基于上述设计构思与主轴锁紧保护装置的结构改进，本发明同时还可实现下述轮胎试验机主轴锁紧保护方法:
上轮辋轴沿垂向插入主轴中，夹块沿径向夹持以锁紧上轮辋轴，
当上轮辋轴被锁紧时，销轴的自由端插入到夹块端面的沉槽中，以限定夹块径向夹持上轮辋轴的状态；
当销轴的自由端从沉槽退出时，夹块可沿主轴径向移动而释放上轮辋轴。
[0021]具体地控制步骤与细化补充如下，
将数个销轴的固定端均安装于连接盘，销轴沿主轴轴向的移动同步；由控制杆控制连接盘沿主轴轴向的移动方向。
[0022]在夹块沿径向夹持并锁紧上轮辋轴的过程中，依靠弹簧的复位弹力，销轴的自由端从夹块的端面插入到沉槽中。[0023]通过主轴两侧的光电开关，检测连接盘在沿主轴轴向的相对位置，以判断上轮辋轴是否被锁紧或释放。
[0024]
如上所述，本发明轮胎试验机主轴锁紧保护装置及其方法具有的优点是:
1、通过机械保护机构及其相对位置的检测，既能够准确地检测出上轮辋轴是否被锁紧、以及有效地避免因气路部件失灵、气压降低或气源意外关闭而导致的锁紧失灵问题，从而综合地、全面地起到安全防护作用。
[0025]2、对锁紧保护装置的检测与复位控制均可实现自动化，从而相应地提高气路控制水平与准确度，提高轮胎整体试验检测的精度与效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]现结合附图对本发明做进一步的说明:
图1是现有技术所使用上轮辋轴锁紧结构示意图；
图2是使用本发明所述主轴锁紧保护装置及其方法的示意图；
图3是图2中C-C向的剖面示意图；
图4是相对于图2在上轮辋轴被释放状态下的示意图；
如图1所示，主轴部20，锁紧夹块30，上轮辋轴部40，气缸50 ；
如图2至图4所示，上轮辋轴1，夹块2，主轴3，销轴4，固定块5，弹簧6，连接盘7，锁紧气缸8，驱动器9，控制杆10，沉槽11，检测器12。
【具体实施方式】
[0027]实施例1，如图2至图4所示，在轮胎动平衡试验机上应用所述的主轴锁紧保护装置主要包括有:
沿主轴3径向分布并用于夹持上轮辋轴I的夹块2，由锁紧气缸8驱动夹块2实施上轮辋轴I的锁紧或释放；
沿主轴3轴向设置有4个销轴4，每个销轴4设置于主轴3轴向的一个固定块5内部，在销轴4外部套设有弹簧6;
在夹块2端面上、沿主轴3轴向设置有沉槽11，在夹块2锁紧上轮辋轴I时，销轴4的自由端插入到沉槽11中；在夹块2释放上轮辋轴I后，销轴4的自由端紧抵于夹块2的下端面；
4个销轴4的固定端连接于一连接盘7 ；
在主轴3侧部设置有，用于控制销轴4沿主轴3轴向位置变化的驱动器9、以及检测销轴4位置变化的一组对称设置的、检测信号能够对射的光电开关；
驱动器9为输出端连接控制杆10的驱动气缸，控制杆10沿主轴3径向而水平地设置，控制杆10的末端处于连接盘7沿垂向升降的投影面积之内；也就是说，沿销轴4往复移动的方向，控制杆10端部的投影位于连接盘7之内。
[0028]
基于上述主轴锁紧保护装置而可实施下述轮胎试验机主轴锁紧保护方法:
上轮辋轴I沿垂向插入主轴3中，夹块2沿径向夹持以锁紧上轮辋轴1， 将数个销轴4的固定端均安装于连接盘7，销轴4沿主轴3轴向的移动同步；由控制杆10控制连接盘7沿主轴3轴向的移动方向；
当上轮辋轴I被锁紧时，依靠弹簧6的复位弹力，销轴4的自由端从夹块2的端面插入到沉槽11中，以限定夹块2径向夹持上轮辋轴I的状态；
当销轴4的自由端从沉槽11退出时，夹块2可沿主轴3径向移动而释放上轮辋轴I ;通过主轴3两侧的光电开关，检测连接盘7在沿主轴3轴向的相对位置，以判断上轮辋轴I是否被锁紧或释放。
[0029]具体的控制过程是:
锁紧过程
驱动器9的输出轴缩回，以通过连接盘7带动销轴4下降，夹块2在锁紧气缸8的作用下沿主轴3径向伸出以与上轮辋轴I锁紧；
驱动器9的输出轴伸出，销轴4在弹簧6的作用下弹回到夹块2的沉槽11内。
[0030]安装于连接盘7两侧的光电开关检测到连接盘7上升到位，即判断上轮辋轴I锁紧到位。
[0031]松开过程
驱动器9的输出轴缩回，以通过连接盘7带动销轴4下降，夹块2在锁紧气缸8的作用下沿主轴3径向缩回以释放上轮辋轴I ;
驱动器9的输出轴伸出，销轴4在弹簧6的作用下弹回到夹块2的下端面；
安装于连接盘7两侧的光电开关检测到连接盘7下降到位，即判断上轮辋轴I已被完全地释放到位。
【权利要求】
1.一种轮胎试验机主轴锁紧保护装置，包括沿主轴(3)径向分布并用于夹持上轮辋轴(O的夹块(2)，其特征在于: 沿主轴(3 )轴向设置有数个销轴(4 )， 在夹块(2)端面上、沿主轴(3)轴向设置有沉槽(11)，在夹块(2)锁紧上轮辋轴(I)时，销轴(4)的自由端插入到沉槽(11)中； 在主轴(3)侧部设置有，用于控制销轴(4)沿主轴(3)轴向位置变化的驱动器(9)、以及检测销轴(4)位置变化的检测器(12)。
2.根据权利要求1所述的轮胎试验机主轴锁紧保护装置，其特征在于:所述销轴(4)的固定端连接于一连接盘(7)，驱动器(9)的输出端连接一控制杆(10)； 沿销轴(4)往复移动的方向，控制杆(10)端部的投影位于连接盘(7)之内。
3.根据权利要求2所述的轮胎试验机主轴锁紧保护装置，其特征在于:所述的销轴(4)设置于主轴(3)轴向的固定块(5)内部，销轴(4)外部套设有弹簧(6)。
4.根据权利要求1、2或3所述的轮胎试验机主轴锁紧保护装置，其特征在于:所述的检测器(12)为一组对称设置的光电开关。
5.如权利要求1至4中任意权项所述轮胎试验机主轴锁紧保护装置的方法，上轮辋轴(1)沿垂向插入主轴(3)中，夹块(2)沿径向夹持以锁紧上轮辋轴(1)，其特征在于:当上轮辋轴(1)被锁紧时，销轴(4)的自由端插入到夹块(2)端面的沉槽(11)中，以限定夹块(2)径向夹持上轮辋轴(1)的状态； 当销轴(4)的自由端从沉槽(11)退出时，夹块(2)可沿主轴(3)径向移动而释放上轮辋轴(I)。
6.根据权利要求5所述的轮胎试验机主轴锁紧保护方法，其特征在于:将数个销轴(4)的固定端均安装于连接盘(7)，销轴(4)沿主轴(3)轴向的移动同步； 由控制杆(10 )控制连接盘(7 )沿主轴(3 )轴向的移动方向。
7.根据权利要求5或6所述的轮胎试验机主轴锁紧保护方法，其特征在于:在夹块(2)沿径向夹持并锁紧上轮辋轴(I)的过程中，依靠弹簧(6)的复位弹力，销轴(4)的自由端从夹块(2)的端面插入到沉槽(11)中。
8.根据权利要求7所述的轮胎试验机主轴锁紧保护装置，其特征在于:通过主轴(3)两侧的光电开关，检测连接盘(7)在沿主轴(3)轴向的相对位置，以判断上轮辋轴(I)是否被锁紧或释放。
【文档编号】G01M1/04GK103900761SQ201210571166
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月24日 优先权日:2012年12月24日
【发明者】房伟, 郭永吉, 贝超, 陆超群 申请人:软控股份有限公司