一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架的制作方法

本实用新型属于汽车制造技术领域，具体涉及一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架，尤其涉及一种新型机械弹性车轮垂向刚度测试试验台架的结构优化改进设计。

背景技术：

目前轮胎垂向刚度是研究轮胎力学特性必不可少的内容，轮胎的结构参数以及力学特性直接决定了其本身的使用性能，同时影响着汽车的行驶性能。轮胎垂向刚度测试试验台架是获取轮胎刚度特性的关键设备之一。而现有的试验台架存在移动、搬运不便以及无法在试验过程中直接获取轮胎自重与沉重等问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架，对一种轮胎垂向刚度测试试验台架的结构进行优化改进设计，用以完善、提高原试验台架的使用性以及适用性。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架，包含由上至下依次连接的顶板、液压缸、移动板、立柱和底板，以及垂直固定在所述移动板上的两侧压板，还包括轮胎称重仪与万向转轮装置，其中，所述轮胎称重仪水平覆盖贴合固定在所述底板上表面，并关于底板中心线对称；所述万向转轮装置对称固定在所述底板下方固设的底座下部。

进一步的，所述轮胎称重仪由液晶显示板和感压称重板组成，所述液晶显示板固定在所述感压称重板上表面；所述感压称重板内置电池。

进一步的，所述轮胎称重仪按照与所述底板以长宽高为(0.7～1):(0.8～1):(0.3～0.7)的比例定制尺寸。即假设底板的尺寸为680×480×30mm，那么设计称重仪的长宽高尺寸根据与底板的长宽高定制为(480～680)mm×(380～480)mm×(10～20)mm。

进一步的，所述轮胎称重仪的称重量程为0-1T，静态精度为±0.5％。

进一步的，所述轮胎称重仪的四角安装孔与所述底板相应位置的通孔使用螺钉连接固定；所述液晶显示板位于所述感压称重板的左侧位置；所述轮胎称重仪内置超重自动报警系统。防止试验台架在使用过程中由于测试轮胎的自重与试验过程中的超额加载对试验台架及轮胎称重仪造成的损伤。

进一步的，所述万向转轮装置包含轴架和转轮，所述轴架的上平面两侧下方固定有对称设置的支架，所述支架末端开孔；所述转轮设于所述支架之间，所述支架末端开孔与所述转轮的中心孔共轴且位于同一平面上，通过轴承、挡圈和轴贯穿连接固定；所述轴架的上平面与底座固定连接。

进一步的，所述转轮选择内部全刚体支撑保持架结构，外部由耐磨橡胶包裹而成；所述转轮半径为40～80mm。转轮半径的选取依据为：一是根据试验台架的总高按照一定比例选取，二是根据试验台架的承重选取，但最主要还是按承重选取。

进一步的，所述轴架与轴均由45#调制钢加工而成；其余零部件均选择尺寸与轴匹配的标准件；所述轴两端均由螺母和垫圈固定。

进一步的，所述万向转轮装置设置有四个，对称均布在试验台架的底座四个边角位置安装；四个楔形实心木块分别置于转轮的侧底部。

一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架的方法，包括以下步骤：

1)开启轮胎称重仪，置零，将测试轮胎滚动至轮胎称重仪表面静置，读取轮胎称重仪的液晶显示板显数，即为测试轮胎的质量；

2)在加载过程中，通过控制移动板或两侧压板的垂向距离，达到给测试轮胎加载的目的，轮胎称重仪显示加载过程中不同时刻的载荷大小；

3)总载荷值与轮胎自身质量值之差，即为实际作用在测试轮胎的载荷大小。

有益效果：本实用新型提供的一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架及方法，与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.轮胎称重仪可以在进行轮胎垂向刚度测试的试验过程中，直接、准确的获得被测试轮胎的基本参数——质量，避免由于测试轮胎质量过大而对试验台架造成损伤以及导致的测量误差等问题；

2.万向转轮装置，彻底解决了此试验台架由于体积、重量过大带来的移动、搬运不便等问题，提升了试验台架整体的经济适用性。

附图说明

图1是本实用新型结构优化后轮胎垂向刚度测试试验台架的结构示意图；

图2是轮胎称重仪外观示意图；

图3是万向转轮示意图；

图中，1-顶板，2-液压缸，3-移动板，4-两侧压板，5-测试轮胎，6-立柱，7-轮胎称重仪，8-底板，9-底座，10-万向转轮装置，11-液晶显示板，12-感压称重板，13-轴架，14-螺母，15-垫圈，16-转轮，17-轴承，18-挡圈，19-轴，20-垫圈，21-螺母。

具体实施方式

本实用新型为一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架，用以完善、提高原试验台架的使用性以及适用性。在原有台架结构的基础上，进行了两方面的结构优化改进设计，包括：安装轮胎称重仪，以及底座万向转轮装置。轮胎称重仪在进行轮胎垂向刚度测试时，不仅能够在此台架上直接获取被测轮胎的精准重量，同时可以避免由于测试轮胎质量过大而对试验台架造成损伤等问题；底座万向转轮装置彻底解决了此试验台架由于体积、重量过大带来的移动、搬运不便等问题，提升其经济适用性。

实施例

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示为一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架，本实用新型公开了一种结构优化的轮胎垂向刚度测试试验台架，结构优化后的轮胎垂向刚度测试试验台架，在原有结构包含顶板1、液压缸2、移动板3、两侧压板4、立柱6以及底板8的基础上，安装了轮胎称重仪7与万向转轮装置10。

其中，轮胎称重仪7的大小根据试验台架底板8的实际尺寸，定制台面尺寸长×宽×高为480mm×480mm×15mm；其长宽高的设置是根据测试轮胎5在底板8实际的工作面积所决定的。底板8的尺寸为680×480×30mm，设计轮胎称重仪7的长宽高尺寸根据与底板8的长宽高定制，按比例0.7:1:0.5定制而成，得到称重仪的台面尺寸是：480×480×15mm。

轮胎称重仪7根据底板8的大小以及立柱6的位置限定，同时综合考虑试验台架在使用过程中测试轮胎5的实际接地面积大小以及经济性，将轮胎称重仪7的台面设计为正方形。内置高容量可充电式锂电池，以及电池低电量报警装置，维持其正常工作使用。

轮胎称重仪7主要由液晶显示板11和感压称重板12组成；内置高容量电池。轮胎称重仪7的称重量程0-1T，静态精度±0.5％，满足所有被测试轮胎的称重要求以及数据的精度要求。

轮胎称重仪7位于四个边的角安装孔，与底板8相应位置的通孔使用螺钉连接，固定于试验台架底板之上，安装方向如图2所示，即液晶显示板11位于左侧，方便数据的读取。

万向转轮装置10的结构包含轴架13、螺母14/21、垫圈15/20、转轮16、轴承17、挡圈18、轴19，其中轴架13与轴19均由45#调制钢加工而成，其余零部件包含螺母14/21、垫圈15/20、轴承17、挡圈18均选择尺寸与轴19匹配的标准件。万向转轮装置10依据试验台架的沉重要求，转轮16选择内部全刚体支撑保持架结构，外部由耐磨橡胶包裹而成；转轮16半径为50mm。

万向转轮装置10的螺母14/21、垫圈15/20、轴承17、挡圈18、轴19与转轮16按图3所示顺序，依次装配于轴架12上。完成装配后的转轮装置，通过轴架13上的四个安装孔，通过螺栓与底座9完成连接。轮胎垂向刚度测试试验台架，装有四个万向转轮装置10，均布在试验台架的底座9四个边角位置安装。万向转轮装置10设置有四个，在使用过程中，将试验台架推至平整无杂质的试验地面后，为防止试验台架发生移动、倾斜等可能造成试验误差的情况产生，需用四个楔形实心木块分别置于转轮16的侧底部，达到稳定、不移动、不侧滑的目的。

本实用新型是一种结构优化了的轮胎垂向刚度测试试验台架，在进行某轮胎垂向刚度试验的过程中，开启轮胎称重仪7的工作启动按钮，待系统自调整数置零，将测试轮胎5滚动至轮胎称重仪7表面，待轮胎静置以及液晶显示板的显数稳定不变，直接读取，即为测试轮胎5的质量；在加载过程中，通过控制移动板3或两侧压板4的垂向距离，达到给测试轮胎5加载的目的，轮胎称重仪7可及时准确的显示加载过程中不同时刻的载荷大小，总载荷值与轮胎自身质量值之差，计算得到实际作用在测试轮胎5的载荷大小。

轮胎称重仪7可以承受并测量两种方式施加在测试轮胎5的载荷，一种是垂向加载，通过液压缸输出的动力控制移动板3缓慢向下移动，直至与测试轮胎5的胎面接触，继续增大载荷，实现垂向加载过程，根据轮胎称重仪7可以及时准确直接的读取并记录不同时刻测试轮胎5所受垂向载荷的大小；另一种是通过侧压板3直接加载至测试轮胎5，轮胎称重仪7同样能够及时准确直接的读取并记录不同时刻测试轮胎5所受垂向载荷的大小。

在轮胎垂向刚度测试试验前，要对所述轮胎称重仪7进行电量的检查与精度校准工作；对万向转轮装置10，进行定期检查，特别是在需要移动轮胎垂向刚度测试试验台架前，确定每个轴架13与底座9固定连接的安全可靠性以及转轮16外圈橡胶的磨损、破损情况，及时进行维护与更换。

本实用新型是一种结构优化了的轮胎垂向刚度测试试验台架，优化改进后的试验台架不仅能够直接获取被测轮胎的精准重量，而且可以避免由于测试轮胎质量过大而对试验台架造成损伤等问题；同时彻底解决了此试验台架由于体积、重量过大带来的移动、搬运不便等问题，使其更具良好的经济适用性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。