一种轮胎力学性能测试试验台的制作方法

本发明涉及轮胎测试领域，尤其涉及一种轮胎力学性能测试试验台。

背景技术：

工程车辆行业中，大多数厂家都应用专用的轮胎试验台对轮胎的耐迟滞损失性能进行试验，但是现有的轮胎实验台中，轮胎均采用静止状态下的受力分析，这样的测试结果并不准确；即使采用转动换台下的受力分析，其中传动轴与轮胎的连接均采用一体式，在被测试轮胎受损或者更换被测试轮胎型号时拆卸困难、严重损耗工时。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种轮胎力学性能测试试验台：包括试验台支撑架、升降传动机构、旋转传动机构、第一支撑板以及压力传感器；

所述试验台支撑架包括上支撑架、下支撑板、承载架；所述上支撑架与所述下支撑板通过所述承载板连接形成矩形支架结构，所述第一支撑板连接所述上支架中相互对称的两边；

所述升降机构包括龙门架、两个导轨以及液压缸；两个所述导轨竖直设于所述下支撑板上，所述龙门架的两侧支架侧壁开有滑槽，两个所述导轨侧壁设有滑块，所述滑槽与所述滑块相配合使所述旋转传动机构可升降移动；所述液压缸的液压杆与所述龙门架的中间支架相连接，驱动所述龙门架在所述导轨上做升降往复运动；

所述旋转传动机构，包括传动轴、驱动电机、轮毂固定单元；所述轮毂固定单元包括第一固定盘、第二固定盘，所述第一固定盘、所述第二固定盘套设于所述传动轴上用于固定轮毂，所述传动轴设有凸起限位部，所述第一固定盘开有与所述凸起限位部配合限位的凹陷限位部；

所述传动轴与所述驱动电机相连接，所述传动轴包括第一转轴、第二转轴；所述第一转轴与所述第二转轴螺纹连接，所述螺纹连接的方向与所述传动轴旋转的方向相反；

所述压力传感器设于所述传动轴与所述轮毂相接触的轴面上。

作为进一步改进，所述试验台进一步包括滚筒，所述滚筒穿过所述下支撑板与所述轮毂固定单元上轮胎的受力面相接触。

作为进一步改进，所述轮胎受力面与所述滚筒的接触面积占所述轮胎受力面的10％-95％。

作为进一步改进，所述滚筒与所述轮胎受力面的接触面设有若干凸起部。

作为进一步改进，所述第一固定盘、所述第二固定盘、轮毂上分别开有位置相对应的限位孔。

作为进一步改进，所述支撑架的固有频率高于在所述转轴旋转测试时所述支撑架的频率10hz-20hz，所述固有频率取值范围为80hz-100hz。

作为进一步改进，所述固有频率的取值范围为85hz-95hz。

作为进一步改进，所述驱动电机采用交流变频调速电动机，所述交流变频调速电动机的变频范围为2-200hz；所述驱动电机的转速范围为0-300km/h。

作为进一步改进，所述传动轴采用碳素钢。

作为进一步改进，所述碳素钢材料采用型号为q235、35、45的碳素钢。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1.本发明通过所述驱动电机驱动所述传动轴，带动所述轮胎旋转，增加了摩擦力等因素考量，模拟了真实情况下轮胎的行进情况，使得试验测量结果更准确。

2.在本发明中所述传动轴包括第一转轴、第二转轴；所述第一转轴与所述第二转轴螺纹连接，所述螺纹连接的方向与所述传动轴旋转的方向相反；这种连接的方式在保证两个所述转轴稳定连接的前提下，也使得装配在所述传动轴上的轮毂固定单元更方便拆卸，节省工时。

3.在本发明中通过设计轮胎受力面与滚筒的接触面积占所述轮胎受力面的范围，模拟相同压力下，不同受力面积，不同压强下，轮胎的承受能力。

附图说明

图1是本发明一种轮胎力学性能测试试验台第一固定盘的整体结构示意图。

图2是本发明一种轮胎力学性能测试试验台传动轴的整体示意图。

图3是本发明一种轮胎力学性能测试试验台的传动轴示意图。

图4是本发明一种轮胎力学性能测试试验台的整体结构示意图。

图5是本发明一种轮胎力学性能测试试验台龙门架的整体结构示意图。

图6是本发明一种轮胎力学性能测试试验台轮毂固定单元的整体结构示意图。

主要元件符号说明

试验台支撑架1

支撑架110

下支撑板120

承载架130

升降传动机构2

龙门架210

两侧支架211

中间支架212

导轨220

液压缸230

旋转传动机构3

传动轴310

第一转轴311

第二转轴312

凸起限位部313

驱动电机320

轮毂固定单元330

第一固定盘331

凹陷限位部331a

第二固定盘332

第一支撑板4

压力传感器5

滚筒6

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图6所示，本实施例提供一种轮胎力学性能测试试验台，包括试验台支撑架1、升降传动机构2、旋转传动机构3、第一支撑板以及压力传感器5；

所述试验台支撑架1包括上支撑架110、下支撑板120、承载架130；所述上支撑架110与所述下支撑板120通过所述承载板连接形成矩形支架结构，所述第一支撑板连接所述上支架中相互对称的两边；

所述升降机构包括龙门架210、两个导轨220以及液压缸230；两个所述导轨220竖直设于所述下支撑板120上，所述龙门架210的两侧支架211侧壁开有滑槽，两个所述导轨220侧壁设有滑块，所述滑槽与所述滑块相配合使所述旋转传动机构3可升降移动；所述液压缸230的液压杆与所述龙门架210的中间支架212相连接，驱动所述龙门架210在所述导轨220上做升降往复运动；与此同时在测试中，所述液压缸230可以为所述轮胎提供持续相同的压力，也可以为所述轮胎提供渐渐增加的压力或者渐渐减弱的压力或者忽大忽小的压力，对轮胎的性能做进一步的测量，模拟现实情况中轮胎遇到的不同状况。

所述旋转传动机构3，包括传动轴310、驱动电机320、轮毂固定单元330；所述轮毂固定单元330包括第一固定盘331、第二固定盘332，所述第一固定盘331、所述第二固定盘332套设于所述传动轴310上用于固定轮毂，所述传动轴310设有凸起限位部313，所述第一固定盘331开有与所述凸起限位部313配合限位的凹陷限位部331a；所述第一固定盘331、所述第二固定盘332、轮毂上分别开有位置相对应的限位孔。本实施例中通过固定件固定连接所述第一固定盘331、第二固定盘332、第三固定盘，通过所述凸起限位部313以及所述凹陷限位部331a配合，使得所述传动轴310带动所述第一传动盘，所述第一传动盘带动所述第二固定盘332以及设于所述轮毂固定单元330上的轮毂。

优选的，所述凸起限位部313包括限位键以及限位键槽，所述限位键槽开设于所述传动轴310上，所述限位件与所述限位槽形状适配，所述凹陷限位部331a与所述装配至所述限位槽之后的所述限位件形状适配。所述限位件的强度能够承载速度在0-300km/h的电机转速。可拆卸的限位键防止在使用过程中因老化或连接不当的问题导致的限位键断裂，可以在不更换限位轴的条件下直接更换限位键。

所述传动轴310与所述驱动电机320相连接，所述传动轴310包括第一转轴311、第二转轴312；所述第一转轴311与所述第二转轴312螺纹连接，所述螺纹锁紧方向与所述传动轴310旋转的方向相反；在本实施例中，通过螺纹锁紧方向与所述传动轴310旋转方向(即，所述驱动电机转动轴转动的方向)相反的螺纹连接方式，使得所述轮毂固定单元330易拆卸，方便更换轮毂、传动轴310、限位键或者驱动电机320。

所述压力传感器5设于所述传动轴310与所述轮毂相接触的轴面上，优选的所述压力传感器5采用黏贴式应变传感器，当所述试验台在测试过程中，所述液压缸230给所轮毂固定单元330上的轮胎提供压力，所述轮胎受力变形，与此同时所述黏贴式应变传感器给出不同的电阻值、根据所述电阻值得出所述轮胎承受的压力值，这样的方式可以检测出不同轮胎，在承载相同外部压力情况下的轮胎受力情况。

所述试验台进一步包括滚筒6，所述滚筒6穿过所述下支撑板120与所述轮毂固定单元330上轮胎的受力面相接触。本实施例通过增设滚筒6，节省了在试验时的场地，例如在跑步机上跑步和在操场上跑步的区别。

所述轮胎受力面与所述滚筒6的接触面积占所述轮胎受力面的10％-95％，这样的设计模仿实际生活中，轮胎形式在复杂路面情况下时，轮胎的受力面不可能时刻与地面百分百相接触，在压力相同的情况下，受力面积不同，产生的压强也会不同，这样的设计解决了在不同压力或不同受力面积情况下，轮胎所能承受的压强。

所述滚筒6与所述轮胎受力面的接触面设有若干凸起部。这样的设计模拟了真实路面中带石砂的路面，更符合真实情况。

所述支撑架110的固有频率高于在所述转轴旋转测试时所述支撑架110的频率10hz-20hz，避免所述支撑架110与其余部件产生共振使得结构不稳定。所述固有频率的取值，首先应考虑到能保证轮胎测试试验台的稳定性，故所述固有频率的取值范围选为80hz-100hz，优选的，当所述固有频率的取值范围为85hz-95hz所述支撑架110的稳定型最佳。

所述驱动电机320采用调速平稳、不产生共振的变频范围在2-200hz的交流变频调速电动；所述驱动电机320的转速范围为0-300km/h，基本满足了现有车辆的速度范围。

所述传动轴310采用碳素钢，根据转动轴的扭切应力与所述传动轴310转矩不同所述碳素钢材料采用型号也不相同，当所述转动轴的扭切应力与所述传动轴310的转矩比值为12-20时.采用q235型号的碳素钢；当所述转动轴的扭切应力与所述传动轴310的转矩比值为20-30时，采用35型号的碳素钢；当所述转动轴的扭切应力与所述传动轴310的转矩比值为30-40时，采用45型号的碳素钢。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。