一种节能型车轮动平衡机的制作方法

本实用新型涉及一种车轮动平衡机及其节能与检测方法，属于汽车检测与维修技术领域。

背景技术：

车轮动平衡机是最重要且最常用的车轮维修与检测设备，对车轮进行检测与维修时需要检测其不平衡质量的大小以及不平衡量的相位；现有车轮动平衡机的硬支撑刚度大，支撑间隔大，会分散不平衡信号的传递，影响最小可达剩余不平衡质量的控制；在车轮动不平衡质量的检测中不平衡质量产生的不平衡信号被检测的次数越多，其检测精度越高，现有车轮动平衡机检测不平衡信号的传感器经传感器轴与硬支撑相连，分别设置一个水平位移传感器和一个垂直位移传感器，这样不平衡信号不能被重复检测，不利于最小可达剩余不平衡质量的减小与控制。现有车轮动平衡机的不平衡相位检测使用过计算机系统检测计算转换，最后经显示器显示，计算机计算分析存在计算上不可避免的误差，再加上信号传递的滞后性，会使相位检测存在误差，影响相位检测的准确性；当车轮动平衡机停机制动时，旋转轴由于惯性继续旋转，现有车轮动平衡机没有将这部分能量充分利用，降低能量利用率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有车轮动平衡机，动不平衡检测数据的不稳定，准确度低，存在目前技术状况难以避免的相位误差，以及无法对制动能量进行回收再利用的缺陷，提供一种动不平衡检测数据稳定，准确度高，可以降低不平衡相位检测时的相位误差，并且可以将制动能量在回收重复利用的车轮动平衡机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括驱动系统，支撑系统，检测系统；其特征在于：驱动系统是液压驱动且能实现制动能量回收，电机通过液压驱动系统驱动旋转轴，当停机制动时旋转轴由于惯性继续带动马达转动并将液压油储存于蓄能器中，并实现制动能量回收；支撑系统采用两个轴承近距离两点支撑并共用一个轴承座，以实现车轮不平衡量产生的振动信号最大化传到硬支撑上；检测系统中的相位检测采用一种机械打点标记的相位检测方法，通过硬支撑上的振动传感器将振动信号，经信号放大转换器通过机械打点的方式直接在车轮上标记不平衡相位，以实现相位检测的稳定性与准确性。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述驱动系统中的启动电机是电磁制动调速电机，可以根据车轮动平衡机检测车轮的需要，不仅可以实现车轮制动且能通过调节电机转速来调节旋转轴的转速，从而实现车轮的不同转速下的检测。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述液压驱动系统中，包括油箱、过滤器、单向阀、电机、液压泵、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、皮囊蓄能器、溢流阀、液压泵-马达；其中电机带动液压泵经单向阀从油箱泵油，再经过第一、第二两个电磁换向阀的控制，最后由液压马达驱动旋转轴，使车轮动平衡机平稳工作。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述在液压驱动系统中实现制动能量回收利用，通过液压蓄能的方式将制动后旋转轴与车轮由于惯性，继续旋转的这部分动能通过液压蓄能的方式储存起来，以供下次车轮动平衡机启动循环利用。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述制动能量回收功能是当电机制动时，液压泵逐渐停止工作，且液压泵从油箱泵的经第四电磁换向阀的控制直接流回油箱；液压泵-马达转速减慢，且开始泵油，经第一电磁换向阀将液压油泵出，再由第二电磁换向阀的控制流经第三电磁换向阀，最后流入蓄能器储存起来，以供下次启动循环利用。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述制动能量回收再利用是当车轮动平衡机再重新启动时，经第三电磁换向阀的控制，皮囊蓄能器中液压油重新进入启动系统，并且在液压泵与油箱之间设有一个单向阀，可有防止皮囊蓄能器中的液压油倒流入油箱中。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述硬支撑系统，包括两个深沟球轴承，一个轴承定位套筒，一个轴承座。其中两个深沟球轴承，共用一个定位轴套及一个轴承座。两个深沟球轴承间距大于5厘米小于15厘米，构成了近距离的两点支撑，不仅能保证硬支撑的支撑刚度及强度且能使车轮不平衡量最大限度地转化为硬支撑的振动量，从而保证车轮动平衡机的检测精度与检测稳定性。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述一种机电打点标记的相位检测方法，包括两个振动传感器，信号传输杆，信号放大转换器，信号传输杆的定位保护筒，打点标记水笔刷；其中振动传感器将检测到的不平衡信号经信号传输杆传到信号放大转换器，信号被放大转化为传输杆的水平位移，最后打点标记水笔刷经信号传输杆的带动，在车轮不平衡位置打点标记，测出不平衡相位；其中信号放大转换器不仅能将竖直振动信号放大，且能将其转换为水平方向的位移信号；定位保护筒不仅能起到，保护带有打点标记水笔刷的信号传输杆的作用，而且能限制信号传输杆在水平方向上的运动位移。从而保证相位打点标记检测法的稳定性与准确性。

在本实用新型所述的一种节能型车轮动平衡机中，所述传感器为两个振动传感器，直接与硬支撑相连，分别固定于轴承座的竖直位置，上下各一个，这样可使车轮同一动不平衡量，在旋转轴旋转一周被检测打点标记两次；从而使动不平衡量的检测更加精确，并有效地控制最小可达剩余不平衡质量。

本实用新型较现有技术所具有的优点：

1、驱动系统采用液压系统，更易于实现调速功能，传递运动较为平稳，能有效的防止过载，当制动调速时对各零件的冲击较小，降低零件间的磨损，提高了各零件的使用寿命，从而保证了动平衡机的检测精度。

2、液压驱动系统可以实现制动能量回收再利用，可以将车轮动平衡机停止工作后，旋转轴由于惯性而具有的动能储存起来，以供下次开机使用，实现能量回收再利用，实现节能减排。

3、支撑系统采用近距离两点支撑，使车轮不平衡量最大限度地转化为硬支撑的振动量，从而保证车轮动平衡机的检测精度与检测稳定性。

4、机电打点标记的相位检测方法，避免计算机计算分析所带来的计算误差，提高了相位检测的稳定性与准确性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中；

图1是本实用新型一种节能型车轮动平衡机的结构示意图；

图2是本实用新型一种节能型车轮动平衡机液压驱动系统的工作示意图。

具体实施方式

1、液压泵-马达，2、显示器，3、第一联轴器，4、旋转轴，5、端盖，6、轴承，7、轴承定位套筒，8、轮罩，9、轮胎，10、定位旋转筒，11、圆螺母，12、快速锁紧螺母，13、定位椎体，14、平键，15、打点标记水笔刷，16、信号传输杆，17、定位保护筒，18、信号放大转换器，19、振动传感器，20、轴承座，21、单向阀，22、过滤器，23、油箱，24、电机，25、第二联轴器，26、第四电磁换向阀，27、液压泵，28、溢流阀，29、第三电磁换向阀，30、第一电磁换向阀，31、第二电磁换向阀，32、皮囊蓄能器。

下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述车轮动平衡机，包括三大系统：驱动系统，支撑系统，检测系统。其中支撑系统包括轴承6，轴承定位套筒7，轴承座20，支撑系统中由两个深沟球轴承6构成小距离的两点支撑，两个深沟球轴承之间的距离大于5厘米小于15厘米，在保证满足支撑刚度的同时，使车轮不平衡而产生的离心力能最大限度的转化为硬支撑的微小振动，使振动传感器19能感应到明显信号；两个深沟球轴承内环之间由两个轴肩，分别进行一侧轴向定位，外环由轴承定位套筒7轴向定位，轴承定位套筒7卡在轴承座20的内侧，在旋转轴的最左端设有端盖5，端盖5将轴承定位套筒7与轴承座20进一步固定在一起，且端盖5通过螺钉链接与轴承座固定，并且起到一定的遮挡作用，轴承座20以螺栓连接的方式与机架相连，实现支撑系统的固定以及旋转轴的轴向定位，从而构成硬支撑系统。检测系统包括：15、打点标记水笔刷，16、信号传输杆，17、定位保护筒，18、信号放大转换器，19、振动传感器；驱动系统包括：1、液压泵-马达，21、单向阀，，22、过滤器，23、油箱，24、电机，25、联轴器，26、第四电磁换向阀，27、液压泵，28、溢流阀，29、第三电磁换向阀，30、第二电磁换向阀，31、第一电磁换向阀，32、皮囊蓄能器；其连接方式如图1、图2所示，液压泵通过第二联轴器与电机相连，液压泵入口与油箱相连，在液压泵与邮箱之间串联一个过滤器，在过滤器与液压泵之间串联有一个单向阀，液压泵出口与第一电磁换向阀的I口相连，在油箱与第一电磁换向阀之间并联有溢流阀，防止液压泵超载，同时有第四电磁换向阀与溢流阀并联，M为进油口，K为出油口，可以保证当电机制动时液压泵泵出的液压油可以通过第四电磁换向阀的控制直接流回油箱而不经过溢流阀。第一电磁换向阀的D口又与第二电磁换向阀的A口相连，第二电磁换向阀的B口与液压马达的入口相连，液压马达通过第一联轴器与旋转轴相连，液压马达的出口与第二电磁换向阀的H口相连，第三电磁换向阀的E口与第二电磁换向阀的I口相连，第三换向阀的F口与皮囊蓄能器相连，第三换向阀的G口连接于液压马达与单向阀之间，其中第一换向阀为二位三通电磁换向阀，第二换向阀为三位四通电磁换向阀，第三换向阀为二位三通电磁换向阀，第四换向阀为二位二通电磁换向阀。

具体工作过程如下：车轮的安装与固定：如图1所示，本实用新型所述的车轮动平衡机是离车式、卧式、硬支撑式节能型车轮动平衡机，首先机器工作前，先将需要被检测的车轮安装至外悬的旋转轴4上，旋转轴上车轮右侧由定位旋转筒10来定位，左侧定位椎体13及快速锁紧螺母12来定位。其中定位旋转筒10通过平键14固定连接于旋转轴上，其左侧卡在轴承的内环上同时起到了固定轴承的作用，其右侧由一个大的圆螺母11拧在旋转轴上，使定位旋转筒10进一步轴向固定。

驱动方法过程：兼有制动能量回收功能的液压驱动系统驱动旋转轴4，如图2，首先电机24通过联轴器25直接与液压泵27相连，当电机启动时直接带动液压马达从油箱23中泵油，液压泵27与油箱23之间设有过滤器22保证液压系统中液压油的清洁，在液压泵27与过滤器22之间还设有单向阀21，液压泵与第一电磁换向阀30之间设有溢流阀，可以防止液压泵27过载，其中本发明采用的驱动电机24是可变速的电磁制动电机，这样可以同时实现变速及制动功能，提高机构的紧凑性；液压油经液压泵泵出后经液压管路流经第一电磁换向阀30及第二电磁换向阀31，然后到达液压马达驱动旋转轴，其中两个电磁换向阀均处于左侧位，从而完成驱动工作。

检测方法过程：旋转轴带动被检测车轮9旋转至稳定转速，如图1，车轮的不平衡质量以离心力的方式经旋转轴传至硬支撑，从而将车轮的不平衡质量转化为硬支撑的微小振幅；检测系统中被直接连接在硬支撑上的振动传感器19，可以检测硬支撑上由车轮不平衡质量转化来的微小振幅，振动传感器19检测到微小振幅后，一方面将其转化为电信号，传给计算机系统经分析计算后，由显示器显示车轮的不平衡质量，另一方面此微小振幅经振动传感器19的检测后，经信号传输杆16，传至信号放大转换器18，信号放大转换器将此振幅放大且将垂直方向的位移转化为水平方向上的位移；此快速位移经信号传输杆16带动打点标记水笔刷15在车轮轮毂上直接打点，检测出车轮不平衡质量的相位；根据显示器显示的不平衡质量及机械打点标记机构检测的不平衡相位在车轮上加上相应的配重块，且需多次重复检测直至车轮平衡；其中信号传输杆外有定位保护筒17，不仅可以起到保护信号传输杆的作用，而且可以防止信号传输杆水平位移大而导致打点标记水笔刷受损；而且打点标记水笔刷为泡沫浸墨式，可以保证不管不平衡质量多大都可以在车轮上成功打点；振动传感器、信号传输杆，信号放大转换器，定位保护筒在旋转轴的竖直面上，上下各安装一套，这样可以使车轮的不平衡质量在旋转轴旋转一周过程中被检测两次，从而提高车轮不平衡质量以及不平衡相位检测的准确性和稳定性，减小了最小可达剩余不平衡质量以及相位误差。

节能方法过程：待检测完成后，结合图1，图2，电机24制动，此时启动时的液压回路被切断，液压泵-马达1转速减慢且泵油，液压油流经第二电磁换向阀31和第一电磁换向阀30，此时均处于右侧位，又经第三电磁换向阀29的控制后流入皮囊蓄能器32，将制动能量以储存液压油的方式储存起来以供下次启动时循环利用，此时液压泵转速减慢逐渐停止工作，且第四电磁换向阀导通，其中M为进油口，K为出油口，在此期间液压泵所泵的液压油经第四电磁换向阀的控制流回油箱，提高系统的能量利用率；当旋转轴稳定制动到停止，根据显示器显示的车轮不平衡质量及机电打点标记机构在车轮上通过打点标记水笔刷15在车轮上打的点即车轮不平衡相位，在车轮上加相应的配重块，且需重复检测直至车轮平衡；当车轮检测时显示器显示的不平衡质量为零，且机电打点标记机构不再有位移变化，打点标记水笔刷不在车轮轮毂上打点，即可视为被检测车轮已达平衡。

当下次需要启动时，同样是电机带动启动，但由于压力及第三电磁换向阀29的控制，液压泵首先从皮囊蓄能器32中泵油，因为在油箱前设有单向阀21，可以保证皮囊蓄能器中的液压油不会留入油箱；待皮囊蓄能器中液压油耗尽，液压泵即可再从油箱中直接泵油，以此重复第一次启动时的过程，充分完成制动能量回收，实现节能减排。