轮胎带束层角度测量装置及测量方法与流程

本发明属于轮胎测试技术领域，尤其涉及一种轮胎带束层角度测量装置及测量方法。

背景技术：

为确保车辆行驶的安全性和稳定性，轮胎企业在进行产品设计时，需要对轮胎样件的各部件尺寸进行检测，以保证轮胎样件的性能与设计性能的匹配。在批量生产过程中，为保证轮胎产品性能的一致性，确保产品质量，轮胎企业对于每一批生产的轮胎都要进行取样分析，其中断面分析是对轮胎内部骨架材料及胶料尺寸的分析，而带束层作为承受轮胎负荷的一种重要骨架材料，其角度、材料等对轮胎的安全、操控性有较大的影响。

目前，轮胎企业在对轮胎带束层的角度进行测量时，通常是将轮胎解剖后使用量角仪进行测量，然而，这种测量方式由于需要解剖后才可以进行带束层角度的测量，导致测试过程费时费力，测试效率极低，且轮胎解剖剥离出来的带束层不受轮胎中胶料和帘线的束缚，其形态会发生变化，与在轮胎中的带束层角度存在偏差。

技术实现要素：

本发明针对上述的现有轮胎带束层角度测试费时费力并且测试结果不准确的技术问题，提出一种轮胎带束层角度测量装置及测量方法，无需对带束层进行剥离，测量操作简单，测量效率高且准确度高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种轮胎带束层角度测量装置，包括用于放置轮胎切片的框架箱，所述框架箱安装有分别用于与所述轮胎切片两侧断面中带束层钢丝的端部相接触的第一导电杆和第二导电杆，所述第一导电杆和第二导电杆分别位于所述轮胎切片断面的两侧；所述第一导电杆和第二导电杆之间电连接有电源以形成电路，所述电路中电连接有用于指示所述电路通断的指示器；所述框架箱安装有在水平面内相互垂直的横向标尺和纵向标尺，以读取所述第一导电杆和第二导电杆与带束层钢丝接触点的平面位置；所述横向标尺沿轮胎轴向延伸。

作为优选，所述横向标尺和纵向标尺均为两根，每根所述横向标尺与一根所述纵向标尺构成一组标尺，两组所述标尺分布于所述轮胎切片断面的两侧；每组所述标尺中，所述纵向标尺设置于所述横向标尺靠近所述轮胎切片的一侧。

作为优选，每组所述标尺中，所述纵向标尺滑动连接于所述横向标尺，且可沿所述横向标尺的延伸方向移动。

作为优选，两组所述标尺中，与所述第一导电杆位于同侧的一组标尺为第一组标尺，与所述第二导电杆位于同侧的另一组标尺为第二组标尺；所述第一导电杆通过竖直设置的第一连接杆连接于所述第一组标尺中的纵向标尺上，且所述第一导电杆与该纵向标尺同向设置；所述第二导电杆通过竖直设置的第二连接杆连接于所述第二组标尺中的纵向标尺上，且所述第二导电杆与该纵向标尺同向设置。

作为优选，所述第一导电杆滑动连接于所述第一连接杆，并可沿所述第一连接杆升降；所述第二导电杆滑动连接于所述第二连接杆，并可沿所述第二连接杆升降。

作为优选，所述第一导电杆与第一连接杆、以及第二导电杆与第二连接杆之间均通过连接块连接，所述连接块设有相互垂直的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的孔壁穿设有第一限位顶件，所述第二通孔的孔壁穿设有第二限位顶件，所述第一限位顶件和第二限位顶件均螺纹连接于所述连接块。

作为优选，所述框架箱顶面设有支撑板，所述横向标尺和纵向标尺设置于所述支撑板上，所述支撑板、横向标尺和纵向标尺均采用透明材质制作。

作为优选，所述指示器为灯泡或电流表或电压表。

本发明还提供了利用上述任一项技术方案所述的轮胎带束层角度测量装置的轮胎带束层角度测量方法，包括如下步骤：

将轮胎切片放置于框架箱中，放置时使所述轮胎切片的断面垂直于纵向标尺延伸方向；

利用第一导电杆接触轮胎切片一侧断面中一根带束层钢丝的端部，利用第二导电杆逐个接触轮胎切片另一侧断面中多根带束层钢丝的端部；

当指示器指示电路为通路时，利用横向标尺和纵向标尺，分别读取第一导电杆和第二导电杆与带束层钢丝接触点的平面位置，利用勾股定理计算两个接触点的连线与纵向标尺延伸方向的角度，即为轮胎带束层角度。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1、本发明提供的轮胎带束层角度测量装置，在测量带束层角度时，无需对轮胎切片中的带束层进行剥离，测量操作简单，测量效率高，同时可避免因带束层剥离测量所带来的角度测量偏差，有利于提高测量准确度；

2、本发明提供的轮胎带束层角度测量装置，结构简单，设备成本低，使用方便，准确度高，在轮胎测试领域具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明实施例提供的轮胎带束层角度测量装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的连接块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的轮胎带束层角度测量原理图；

以上各图中：1、轮胎切片；2、带束层钢丝；3、框架箱；4、第一导电杆；5、第二导电杆；6、电源；7、指示器；8、横向标尺；9、纵向标尺；10、第一连接杆；11、第二连接杆；12、连接块；121、第一通孔；122、第二通孔；123、第一限位顶件；124、第二限位顶件。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，图2中的水平方向为轮胎轴向，即图2中的水平方向为横向，竖直方向为纵向；术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，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装置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。

如图1所示，本发明实施例涉及一种轮胎带束层角度测量装置，包括用于放置轮胎切片1的框架箱3，框架箱3安装有分别用于与轮胎切片1两侧断面中带束层钢丝2的端部相接触的第一导电杆4和第二导电杆5，第一导电杆4和第二导电杆5分别位于轮胎切片1断面的两侧；第一导电杆4和第二导电杆5之间电连接有电源6以形成电路，电路中电连接有用于指示电路通断的指示器7；框架箱3安装有在水平面内相互垂直的横向标尺8和纵向标尺9，以读取第一导电杆4和第二导电杆5与带束层钢丝2接触点的平面位置；横向标尺8和纵向标尺9位于轮胎切片1上方，且横向标尺8沿轮胎轴向延伸。需要说明的是，轮胎切片1为用于轮胎断面分析时的一种常规轮胎取样试样；带束层的角度是指轮胎带束层中钢丝的延伸方向与轮胎周向之间的角度。

上述轮胎带束层角度测量装置中，通过设置的第一导电杆4和第二导电杆5分别与轮胎切片1两侧断面中带束层钢丝2的端部相接触，当第一导电杆4和第二导电杆5接触的是同一根钢丝时，该钢丝将连通电源6、指示器7、第一导电杆4和第二导电杆5形成的电路，指示器7指示电路为通路；进而通过设置的横向标尺8和纵向标尺9，可获取此时第一导电杆4与带束层钢丝2接触点的平面位置以及第二导电杆5与带束层钢丝2接触点的平面位置，这两个接触点的连线方向即为带束层钢丝2的延伸方向，根据横向标尺8和纵向标尺9读数即可计算获得带束层角度。采用上述轮胎带束层角度测量装置测量带束层角度时，无需对轮胎切片1中的带束层进行剥离，测量操作简单，测量效率高，同时可避免因带束层剥离测量所带来的角度测量偏差，有利于提高测量准确度。该轮胎带束层角度测量装置，结构简单，设备成本低，使用方便，准确度高，在轮胎测试领域具有广阔的市场前景。

为了便于分别获取第一导电杆4与带束层钢丝2的接触点位置以及第二导电杆5与带束层钢丝2的接触点位置，作为一种优选，如图1所示，横向标尺8和纵向标尺9均为两根，每根横向标尺8与一根纵向标尺9构成一组标尺，两组标尺分布于轮胎切片1断面的两侧；每组标尺中，纵向标尺9设置于横向标尺8靠近轮胎切片1的一侧。这样设置的两组标尺中，一组靠近第一导电杆4，而另一组靠近第二导电杆5，便于分别获取第一导电杆4与带束层钢丝2的接触点位置以及第二导电杆5与带束层钢丝2的接触点位置。

如图1所示，每组标尺中，纵向标尺9滑动连接于横向标尺8，且可沿横向标尺8的延伸方向移动。读取接触点的横向坐标时，沿横向标尺8延伸方向移动纵向标尺9，直至待测接触点的竖直投影位于纵向标尺9上时，此时横向标尺8上对应于横向标尺8与纵向标尺9连接处的读数即为接触点的横坐标，这样连接横向标尺8与纵向标尺9，有利于获取接触点的横向坐标读数。需要说明的是，纵向标尺9与横向标尺8的滑动连接方式可采用本领域常规的滑动连接方式，例如：通过滑槽和滑块相配合的方式，在横向标尺8上设置滑槽，在纵向标尺9上设置与滑槽滑动配合的滑块。

进一步的，为了便于获取接触点的纵向坐标读数，如图1所示，两组标尺中，与第一导电杆4位于同侧的一组标尺为第一组标尺，与第二导电杆5位于同侧的另一组标尺为第二组标尺；第一导电杆4通过竖直设置的第一连接杆10连接于第一组标尺中的纵向标尺9上，且第一导电杆4与该纵向标尺9同向设置；第二导电杆5通过竖直设置的第二连接杆11连接于第二组标尺中的纵向标尺9上，且第二导电杆5与该纵向标尺9同向设置。这样连接第一导电杆4和第二导电杆5，使第一导电杆4位于第一组标尺的纵向标尺9正下方，而第二导电杆5位于第二组标尺的纵向标尺9正下方，因而，通过沿竖直方向观察接触点，即可从两根纵向标尺9上准确获取第一导电杆4和第二导电杆5分别与带束层钢丝2接触点的纵向坐标。同时，两根纵向标尺9分别同第一导电杆4和第二导电杆5同步移动，有利于保证接触点横向坐标读数的准确性。

为了适用于不同厚度的轮胎切片1的检测，如图1所示，第一导电杆4滑动连接于第一连接杆10，并可沿第一连接杆10升降；第二导电杆5滑动连接于第二连接杆11，并可沿第二连接杆11升降。通过第一导电杆4沿第一连接杆10升降、第二导电杆5沿第二连接杆11升降，可调节第一导电杆4和第二导电杆5的高度，使之与轮胎切片1中带束层钢丝2高度相匹配，以便于测量。需要说明的是，如图1和图2所示，第一导电杆4与第一连接杆10、以及第二导电杆5与第二连接杆11之间均通过连接块12连接，连接块12设有相互垂直的第一通孔121和第二通孔122，第一通孔121的孔壁穿设有第一限位顶件123，第二通孔122的孔壁穿设有第二限位顶件124，第一限位顶件123和第二限位顶件124均螺纹连接于连接块12。使用时，将第一连接杆10穿于第一通孔121中，并利用第一限位顶件123将第一连接杆10与连接块12顶紧，将第一导电杆4穿于第二通孔122中，并利用第二限位顶件124将第一导电杆4与连接块12顶紧。通过拧松第一限位顶件123，可使第一导电杆4沿第一连接杆10的升降，以适用于不同厚度的轮胎切片1的检测；通过拧松第二限位顶件124，可使第一导电杆4沿纵向伸缩，以适用于不同宽度的轮胎切片1的检测。可以理解的是，第二导电杆5与第二连接杆11可利用连接块12采用与上述同样的方式安装使用。此外，还需要说明的是，第一导电杆4与第一连接杆10、以及第二导电杆5与第二连接杆11之间的滑动连接方式，也可采用本领域其他常规的滑动连接方式，例如：采用套接的方式进行连接。

为了便于设置横向标尺8和纵向标尺9，如图1所示，框架箱3顶面设有支撑板，横向标尺8和纵向标尺9设置于支撑板上，支撑板、横向标尺8和纵向标尺9均采用透明材质制作。通过设置的支撑板可支撑横向标尺8和纵向标尺9，同时，支撑板、横向标尺8和纵向标尺9均采用透明材质制作，不会影响接触点的观察。需要说明的是，本实施例中的透明材质为本领域常规材质，例如有机玻璃等。

此外，如图1所示，本实施例中采用的电源6具体为电池组，本领域技术人员也可以采用其他类型电源6，只要能够起到供电作用即可。本实施例中采用的指示器7具体为灯泡，本领域技术人员也可以采用电流表、电压表等能够指示电路通断状态的指示器7。

本发明实施例还提供了利用上述轮胎带束层角度测量装置的轮胎带束层角度测量方法，包括如下步骤：

s1：将轮胎切片1放置于框架箱3中，放置时使轮胎切片1的断面垂直于纵向标尺9延伸方向。采用本步骤的放置方式放置轮胎切片1，能够使轮胎轴向平行于横向标尺8，轮胎周向的切线方向平行于纵向标尺9，为后续读取第一导电杆4和第二导电杆5与带束层钢丝2接触点的平面位置建立了平面坐标系。

s2：利用第一导电杆4接触轮胎切片1一侧断面中一根带束层钢丝2的端部，利用第二导电杆5逐个接触轮胎切片1另一侧断面中多根带束层钢丝2的端部。在本实施例中，具体为：沿第一组标尺中横向标尺8延伸方向移动第一导电杆4，使之接触轮胎切片1一侧断面中一根带束层钢丝2的端部，沿第二组标尺中横向标尺8延伸方向移动第二导电杆5，使之逐个接触轮胎切片1另一侧断面中多根带束层钢丝2的端部。

s3：当指示器7指示电路为通路时，利用横向标尺8和纵向标尺9，分别读取第一导电杆4和第二导电杆5与带束层钢丝2接触点的平面位置，利用勾股定理计算两个接触点的连线与纵向标尺9延伸方向的角度，即为轮胎带束层角度。在本实施例中，如图3所示，当两组标尺中横向标尺8的零点在横向上对齐，且每组标尺中纵向标尺9的零点与横向标尺8的边沿对齐时，在水平面内，以第一组标尺中横向标尺8的零点为原点，以第一组标尺中横向标尺8的延伸方向为x轴，建立平面坐标系，则轮胎带束层角度的计算公式如下：

式(1)中，a为第一导电杆4与带束层钢丝2的接触点在第一组标尺中纵向标尺9上的对应读数，b为第二导电杆5与带束层钢丝2的接触点在第二组标尺中纵向标尺9上的对应读数，c为第一导电杆4与带束层钢丝2的接触点在第一组标尺中横向标尺8上的对应读数，d为第二导电杆5与带束层钢丝2的接触点在第二组标尺中横向标尺8上的对应读数，e为第一组标尺中横向标尺8边沿与第二组标尺中横向标尺8边沿之间的距离。