一种轮胎磨耗综合试验机的制作方法

本发明涉及轮胎磨耗试验机技术领域，详细讲是一种轮胎与路面内接、路面可更换、使用方便，可准确测得轮胎磨耗性能，对轮胎使用具有重大参考价值的轮胎磨耗综合试验机。

背景技术：

我们知道，轮胎的耐磨耗性是决定轮胎耐久性的最为重要因素。现今的汽车轮胎，约有98%以上都是因为使用磨光而更换或报废的。因此，磨损已成为轮胎在设计和生产技术中最受关注的课题。轮胎的磨耗现象不仅决定于胎面橡胶的耐磨耗性，同时受轮胎结构、花纹等的影响也很大。尤其在轮胎使用上，最常见的偏磨现象，多是在轮胎经过几百万次的旋转之后才开始显现的。因此，设计相关试验设备来对轮胎磨耗现象进行监测和研究就十分必要。

现有的轮胎磨耗试验机有三种。（1）平板式轮胎试验机：适用于轮胎在低速时力学特性的研究；只能进行较小速度的试验，导致平板式轮胎试验机基本无法适应轮胎的高速试验，也很少有人使用其作轮胎磨耗试验。（2）平带式轮胎试验机：克服了平板式的缺点，可以进行高速时的力学研究，目前也有一定的应用范围；但其造价很高，多为大的轮胎供应商使用，钢带易疲劳损坏，所以平带式试验机的应用没能大范围推广应用。（3）传统的转鼓式轮胎试验机：适用于轮胎高、低速时稳态及非稳态力学特性的研究；转鼓表面有曲率，与真实路面有区别，只有转鼓直径足够大时才能忽略鼓面曲率的影响，设备体积庞大。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种轮胎与路面相内切，体积小、制造和使用成本低廉，测试结果精准的轮胎磨耗综合试验机。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种轮胎磨耗综合试验机，设有机架，其特征在于：机架上安装有转轴，设有动力源，动力源经传动装置与转轴相连；机架前侧的转轴上设有转鼓，转鼓上设有与转轴同轴的圆形测试槽；转鼓前侧设有侧偏转台，侧偏转台上连接有用于驱动侧偏转台转动的转台驱动装置，侧偏转台上设有轮胎加载架，轮胎加载架上竖直设有导轨，导轨上设有可沿导轨上下滑动的滑座，轮胎加载架上设有滑座驱动装置，滑座驱动装置与滑座相连、用于驱动滑座在导轨上运动，滑座上经轴承安装有轮胎轴，与圆形测试槽相对的轮胎轴的端部设有轮毂安装盘；滑座驱动装置与滑座间设有测力传感器。

本发明中设有与圆形测试槽轴向平行的进给装置，所述的侧偏转台设在进给装置上。进给装置可以带动侧偏转台在圆形测试槽的轴向上前后移动，便于轮胎的装卸操作。

本发明中所述的进给装置是：转鼓前侧设有加载座，加载座上设有与圆形测试槽轴向平行的导轨，导轨上设有可沿导轨轴向滑动的进给滑座，加载座上设有进给电机及与导轨平行的滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母固定安装在进给滑座上，进给电机的输出轴与滚珠丝杠一端相连。侧偏转台设在进给滑座上。

本发明中所述的侧偏转台及转台驱动装置的结构是：设有安装板，安装板上设有圆形滑轨或处于同一圆上的两段相对的圆弧形滑轨，滑轨上方设有偏转台板，偏转台板下方设有与滑轨相配合的滑块；偏转台板下侧上与圆弧形滑轨的圆形心相对处设有偏转轴，偏转轴上设有蜗轮，安装板上设有偏转电机，偏转电机的输出轴上设有与蜗轮配合连接的蜗杆。所述的安装板与进给滑座制成一体。

所述的轮胎加载架安装在偏转台板后侧上，偏转轴的轴线位于轮毂安装盘正前方，轮毂安装盘经轮毂安装轮胎后，偏转轴的轴线经过轮胎中央与轮胎轴线正交。

本发明中所述的滑座驱动装置是在偏转台板上设有双向液压缸，双向液压缸的活塞杆与滑座相连；所述的偏转轴下端部可自由转动的与安装板固定连接。安装板上设有滑孔，偏转轴下端穿过滑孔、位于安装板下方，安装板下方的偏转轴上设有定位轴肩，定位轴肩与安装板间设有推力球轴承。

本发明使用时，将轮胎经轮毂安装在轮毂安装盘上，进给装置的进给电机驱动进给滑座、带动侧偏转台向转鼓靠近，使轮胎位于圆形测试槽内、与圆形测试槽的内壁正对，将进给装置锁死；此时偏转台板位于转鼓下侧。双向液压缸带动滑座下移，带动轮胎安装座下移，进而带动轮胎轴、轮毂安装盘及轮胎下移，将轮胎压靠在圆形测试槽内、与其内切；通过双向液压缸对轮胎加载到指定载荷，并通过测力传感器采集实际载荷值。伺服电机工作，带动机架上的转轴转动，带动转鼓转动，达到设定速度后保持恒定；检测轮胎磨耗性能。需要模拟车辆转向、测试轮胎侧偏工况下的磨耗性能时，偏转电机工作，通过蜗轮蜗杆带动偏转轴转动，带动偏转台板转动，进而带动安装板及其上的轮胎加载架转动，带动轮胎偏转、与圆形测试槽的内壁的转动方向呈一定角度，模拟轮胎侧偏工况。圆形测试槽的内壁可以更换模拟路面，测试不同路面下的轮胎磨耗性能。本发明轮胎与圆形测试槽的内壁内切时，它们的接触情况比外切好，也更符合实际情况，测试效果也更好；测试过程中，转鼓与轮胎表面可能存在飞出的异物，若是外接的试验机，则该现象可能存在安全隐患，而对于内接式试验机，则可以避免这种安全隐患；本发明可实现不同载荷、不同速度及不同路面工况下的正常行驶和侧偏工况下的轮胎磨耗试验，更加真实地模拟在行驶中的轮胎的运动。本发明具有体积小、制造和使用成本低廉，测试结果精准等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的立体结构示意图。

图4是本发明中侧偏转台及转台驱动装置的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1-4所示的轮胎磨耗综合试验机，设有机架6，机架6上经轴承安装有转轴2，转轴2后侧的机架上设有动力源1，动力源1经传动装置与转轴2相连，从图1中可以看出，动力源1为伺服电机，伺服电机的输出轴上设有主动带轮，机架后侧的转轴2上设有从动带轮，主动带轮与从动带轮间设有传动皮带；机架6前侧的转轴上固定连接有转盘4，转盘4上固定有转鼓5，转鼓5前侧上设有与转轴2同轴的圆形测试槽3；转鼓5前侧的机架上设有侧偏转台，侧偏转台上连接有用于驱动侧偏转台转动的转台驱动装置，本实施例中侧偏转台及转台驱动装置的结构是：设有安装板14，安装板14上设有圆形滑轨或处于同一圆上的两段相对的圆弧形滑轨，滑轨上方设有偏转台板10，偏转台板10下方设有与滑轨相配合的、可沿其滑动的滑块20，从图中可以看出滑轨是处于同一圆上的两段相对的圆弧形滑轨21，偏转台板10下方设有两块分别与两段圆弧形滑轨21相配合的、可沿其滑动的滑块20；偏转台板10上与圆弧形滑轨21的圆形心相对处固定有偏转轴15，偏转轴15下部经轴承安装在安装板14上，偏转轴15上设有蜗轮，安装板上设有偏转电机11，偏转电机11的输出轴上设有与蜗轮配合连接的蜗杆。侧偏转台10上设有轮胎加载架9，轮胎加载架9上竖直设有两根相互平行的导轨18，导轨18上设有可沿导轨上下滑动的滑座17，轮胎加载架9上设有滑座驱动装置，滑座驱动装置与滑座17相连、用于驱动滑座17在导轨18上滑动，滑座驱动装置是在偏转台板10上设有双向液压缸19，双向液压缸19的活塞杆与滑座17相连；所述的偏转轴下端部可自由转动的与安装板固定连接。滑座上设有向转鼓侧凸起的轮胎安装座8，轮胎安装座8上经轴承安装有轮胎轴，轮胎安装座前侧（轮胎安装座前侧为与圆形测试槽相对侧）的轮胎轴端部设有轮毂安装盘7；滑座驱动装置与滑座间设有测力传感器，测力传感器为拉压力传感器。

本发明进一步改进，所述的转鼓前侧的机架上设有与圆形测试槽轴向平行的进给装置，所述的侧偏转台设在进给装置上；所述的进给装置的结构为：转鼓前侧的机架上设有加载座22，加载座22上设有两根平行的、与圆形测试槽轴向平行的导轨12，导轨12上设有可沿导轨12轴向滑动的进给滑座，加载座22上设有进给电机13及与导轨12平行的滚珠丝杠16，滚珠丝杠16的螺母固定安装在进给滑座上，进给电机13的输出轴与滚珠丝杠的螺杆一端相连；侧偏转台设在进给滑座上。从图中可以看出，本实施例中所述的安装板14与进给滑座制成一体，侧偏转台设在安装板上。进给装置可以带动侧偏转台在圆形测试槽的轴向上前后移动，便于轮胎的装卸操作。

本发明进一步改进，所述的轮胎加载架安装在偏转台板后侧上，偏转轴15的轴线位于轮毂安装盘7正前方，轮毂安装盘经轮毂安装轮胎后，偏转轴的轴线经过轮胎（轴向的）中央与轮胎轴线正交；所述转鼓正下方的机架上设有加载座安装槽，加载座22前部设在加载座安装槽内、位于转鼓的下侧，可将偏转轴移动至转鼓的正下方。模拟车辆转向行驶时，轮胎与圆形测试槽的接触平稳、不倾斜，真实反映轮胎与路面的接触关系，测试数据更精准。

使用时，将轮胎经轮毂安装在轮毂安装盘上，进给装置的进给电机驱动进给滑座、带动侧偏转台向转鼓靠近，使轮胎位于圆形测试槽内、与圆形测试槽的内壁正对，将进给装置锁死；此时偏转台板位于转鼓下侧。双向液压缸（滑座驱动装置）带动滑座下移，带动轮胎安装座下移，进而带动轮胎轴、轮毂安装盘及轮胎下移，将轮胎压靠在圆形测试槽内、与其内切；通过双向液压缸对轮胎加载到指定载荷，并通过测力传感器采集实际载荷值。伺服电机（动力源）工作，带动机架上的转轴转动，带动转鼓转动，达到设定速度后保持恒定；检测轮胎磨耗性能。需要模拟车辆转向、测试轮胎侧偏工况下的磨耗性能时，偏转电机工作，通过蜗轮蜗杆带动偏转轴转动，带动偏转台板转动，进而带动安装板及其上的轮胎加载架转动，带动轮胎偏转、与圆形测试槽的内壁的转动方向呈一定角度，模拟轮胎侧偏工况。圆形测试槽的内壁可以更换模拟路面，测试不同路面下的轮胎磨耗性能。本发明轮胎与圆形测试槽的内壁内切时，它们的接触情况比外切好，也更符合实际情况，测试效果也更好；测试过程中，转鼓与轮胎表面可能存在飞出的异物，若是外接的试验机，则该现象可能存在安全隐患，而对于内接式试验机，则可以避免这种安全隐患；本发明可实现不同载荷、不同速度及不同路面工况下的正常行驶和侧偏工况下的轮胎磨耗试验，更加真实地模拟在行驶中的轮胎的运动。本发明具有体积小、制造和使用成本低廉，测试结果精准等优点。