一种落轮式车轮不圆度测量装置和方法与流程

技术特征：

1.一种落轮式车轮不圆度测量装置，其特征在于：包括定位装置(1)、端盖(2)、传感器支架(3)、激光位移传感器(4)；所述定位装置(1)上设置三个定位销，该三个定位销与轮轴端面上已有的三个定位孔位置相对应以定位车轮的圆心；传感器支架(3)呈台阶状，包括两端平行的纵梁以及垂直连接二者的横梁，传感器支架(3)一条纵梁的末端与定位装置(1)固定连接、另一条纵梁与车轮的外端面紧贴且末端设置激光位移传感器(4)；端盖(2)与定位装置(1)通过螺纹连接，使得传感器支架(3)不能沿车轮的轴向移动，激光位移传感器(4)的激光原点距离车轮内端面的距离为L₁；所述定位装置(1)的中心轴线距离激光原点的距离为L₂。

2.根据权利要求1所述的落轮式车轮不圆度测量装置，其特征在于：所述传感器支架(3)的横梁可伸缩调节，使定位面能够和不同半径的车轮外端面紧贴。

3.根据权利要求1所述的落轮式车轮不圆度测量装置，其特征在于：所述激光位移传感器(4)的激光原点距离车轮内端面距离L₁，小于车轮内端面与外端面之间的距离。

4.根据权利要求1所述的落轮式车轮不圆度测量装置，其特征在于：所述定位装置(1)的中心轴线距离激光原点的距离L₂大于车轮半径。

5.根据权利要求1所述的落轮式车轮不圆度测量装置，其特征在于：所述激光位移传感器(4)为基恩士公司生产的LK-H055型一维激光位移传感器。

6.一种基于权利要求1所述落轮式车轮不圆度测量装置的落轮式车轮不圆度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

第1步，以激光位移传感器(4)的激光原点为坐标系原点，以激光光束为y轴，以平行于轮对中心线为x轴，建立坐标系xoy；

第2步，将车轮匀速旋转一周，激光位移传感器(4)的测量的点数为n，测量频率为fs；

第3步，根据落轮式车轮不圆度测量装置的结构参数，将激光位移传感器(4)测量的原始数据转化为车轮在不同位置的半径值；

第4步，以车轮圆心为原点建立平行于车轮端面的坐标系x’o’y’，将车轮半径值按照所对应的车轮旋转角度关系在坐标系x’o’y’中描绘出车轮滚动圆，进行多项式曲线拟合，完成车轮滚动圆的不圆度测量，并计算车轮半径的最大差值D_max，将D_max作为不圆度量化指标。

7.根据原理要求6所述的落轮式车轮不圆度测量方法，其特征在于，第3步所述将激光位移传感器(4)测量的原始数据转化为车轮在不同位置的半径值，具体如下：

激光位移传感器(4)的输出为y_i，则y_i对应的车轮滚动圆半径r_i为：

r_i＝L₂-y_i (1)

其中，i＝1,2,…n为激光位移传感器(4)所测量的原始数据标号，n为原始数据总数。

8.根据原理要求6所述的落轮式车轮不圆度测量方法，其特征在于，第4步所述将车轮半径值按照所对应的车轮旋转角度关系在坐标系x’o’y’中描绘出车轮滚动圆，进行多项式曲线拟合，完成车轮滚动圆的不圆度测量，并计算车轮半径的最大差值D_max，将D_max作为不圆度量化指标，具体如下：

(4.1)相邻两个车轮半径值相对车轮圆心的间隔的角度θ为：

$\mathrm{\θ}=\frac{2\mathrm{\π}}{n}---\left(2\right)$

(4.2)每个车轮半径值在坐标系x’o’y’中对应的横纵坐标(x_i,y_i)为：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i=(L_2-y_i)cos\left(\right(i-1\left)\mathrm{\θ}\right)\\ y_i=(L_2-y_i)sin\left(\right(i-1\left)\mathrm{\θ}\right)\end{array}\right.,i=1,2...n---\left(3\right)$

(4.3)车轮半径最大差值D_max为：

D_max＝2(r_max-r_min) (4)

其中，r_max和r_min分别为车轮滚动圆半径r_i的最大值和最小值。