轮胎性能测试装置的制作方法

本实用新型涉及测试装置技术领域，尤其涉及一种针对大型实心轮胎性能的测试装置。

背景技术：

轮胎的经检测项目一般包括：外缘尺寸、拉伸强度、扯断伸长率、磨耗量(阿克隆)、硬度、耐久性、高速性能、接地系数、无内胎轮胎脱圈阻力、粘合强度、下沉量、下沉率、接地系数、静负荷性能、老化后拉伸强度变化率绝对值等。其中，耐久性、高速性能的测试所使用设备基本上由转鼓系统、液压加载系统、控制系统、防护装制构成，测试原理：通过转鼓转动带动轮胎以一定的速度进行转动，再以液压缸通过光电尺或行程开关控制推动测试轮胎移动到相应距离，与转鼓接触达到一定阻力后以滚动摩擦方式来做性能测试。

但是，现有的测试测试装置所能测试的轮胎性能相对单一，很难通过一台测试装置完成多项性能测试，并且，现有的测试装置也无法对大型工程轮胎在滑动摩擦、超速、超载等极限工况下的性能进行检测。

因此，本领域亟需一种具有多功能测试能力且可以测试轮胎在滑动摩擦、超速、超载等极限工况下的性能测试装置。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有多功能测试能力的轮胎测试装置。

本实用新型的主要目的，是实现一种可以测试轮胎在滑动摩擦、超速、超载等极限工况下的性能测试装置。

本实用新型的又一目的，是提供一种可以测轮胎形变性能的轮胎测试装置。

本实用新型的另一目的，是提供一种可以测轮胎压强的轮胎测试装置。

本实用新型的另一目的，是实现一种可以检测轮胎橡胶耐磨性能的测试装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种轮胎性能测试装置，至少包括驱动机构、连接于所述驱动机构的减速机构、转轴、升降结构以及用于固定转轴的转轴支架，所述转轴支架固定连接于所述升降结构的一侧，所述转轴的一端可旋转地连接于所述减速机构，所述升降结构上设置有用于与测试轮胎外表面接触的各类路况的模拟测试平台，所述轮胎相对所述模拟测试平台的上表面运动时与所述模拟测试平台之间产生的摩擦力为滑动摩擦力。

在一些具体实施方式中，所述升降结构还包括升降台、用于支撑所述升降台的升降台支架以及驱动所述升降台升降的油缸，所述模拟测试平台为可拆卸式结构，所述模拟测试平台固定设置于所述升降台支架的上部，所述模拟测试平台中心位置设置有用于测试所述轮胎局部压强的压力传感器，所述模拟测试平台设计有测量轮胎与平台接触面积的测量装置；所述油缸设置于所述模拟测试平台的下部；所述油缸内设置有用于测量轮胎垂直方向形变的位移感应器，所述油缸的顶部还设置有用于测控所述模拟测试轮胎整体所承受载荷大小的压力传感器。

在一些具体实施方式中，所述升降台的一端还设置有拉杆，所述拉杆上设置有用于检测轮胎与所述模拟测试平台之间滑动摩擦力大小的拉力传感器。

在一些具体实施方式中，所述拉杆的另一端的端部通过螺母固定设置于所述升降结构。

在一些具体实施方式中，所述升降台上还固定设置有用于清理被测轮胎表面橡胶粉末的毛刷。

在一些具体实施方式中，所述油缸的顶部装设有球铰连接器，所述压力传感器设置于球铰连接器上。

在一些具体实施方式中，所述升降结构的侧面设置有导向块。

在一些具体实施方式中，所述驱动机构为超大功率驱动电机，所述减速机构为多档位减速机。

在一些具体实施方式中，所述转轴支架上设置有用于记录所述转轴转数的计数感应器。

在一些具体实施方式中，所述测试装置上还设置有多个非接触式温度传感器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的轮胎测试装置，由于本实用新型采用超大功率驱动电机和多档位变速箱的联合驱动，利用多档位减速机不同档位的减速比，实现了测试机高低速和不同大小扭矩输出之间的转换，实现了检测大跨度范围内不同工况下的轮胎性能的要求，同时实现了在滑动摩擦、超速、超载等极限工况下对轮胎性能进行有效检测，同时也克服了现有测试设备检测只能针对特定类型的轮胎进行检测的功能单一问题，减少了测试设备的种类，降低了成本，提高了经济效益。

本实用新型将转轴直接连接于变速箱，取消了转鼓带动轮胎的方式，转动速度直接通过减速机换挡来实现，同时，通过升降结构直接对被测试轮胎进行加载，且保持升降结构上的模拟测试平台为水平面，测试时水平面不产生位移，使得被测试轮胎与模拟测试平台之间的运动关系为滑动摩擦运动，从而可以很好地模拟轮胎在一定载荷、一定速度条件下制动滑移这一极端工况的综合性能。

另外，由于模拟可测试平台为可拆卸式结构，根据所需测试路况的具体情况，更换不同粗糙程度的模拟测试平台就可以针对不同的路况直接进行测试，大大降低了产品的测试成本，提高了效益。

本实用新型升降平台是利用电液比例控制技术实现油缸的力闭环控制和位移监测，具体地，通过电比例阀和以及油缸中设置的位移感应器来控制检测和控制升降台的位移，进而检测到不同载荷下轮胎垂直方向的形变量；通过设置于油缸顶部的力传感器来检测和控制轮胎所受外力的大小，以及优先地通过压印测量轮胎与平台受载时接触面积，进而得到轮胎整体压强；通过测试平台中心位置设置压力传感器用于测试所述轮胎局部压强；实现了轮胎在不同外力和不同路况下轮胎形变量、加载力、压强、滑动摩擦力、轮胎磨耗、胎温等各项性能，提高了工作效率，节约了测试成本。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为图1中升降平台的分解结构示意图；

图3为图1中油缸系统的轴线剖面结构示意图；

图4为图1中驱动机构结构示意图；

图5为图1中轮胎加载前后的形变状态图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实施例提出了一种轮胎性能测试装置，包括作为驱动机构的电机1，连接于电机1作为变速机构的变速箱2，转轴4，升降结构以及用于固定转轴4的转轴支架41，转轴支架41固定连接于升降结构的一侧。

本实施例中，用作驱动机构的电机1为超大功率驱动电机，变速机构为多档位变速箱2。

由于本实用新型采用超大功率驱动电机和多档位变速箱的联合驱动，利用多档位减速机不同档位的减速比，实现了测试机高低速和不同大小扭矩输出之间的转换，实现了检测大跨度范围内不同工况下的轮胎性能的要求，同时实现了在滑动摩擦、超速、超载等极限工况下对轮胎性能进行有效检测，同时也克服了现有测试设备检测功能单一的问题，减少了测试设备的种类，降低了成本，提高了经济效益。

如图1所述，转轴4的一端可旋转地连接于变速箱2，被测轮胎5设置于转轴4的另一端的端部。转轴支架41上设置有用于记录转轴4转数的计数感应器42。

如图1所示，升降结构包括用于与被测轮胎5外表面接触的模拟测试平台33，模拟测试平台33的上表面为平面。升降结构还包括升降台3、用于支撑升降台3的升降台支架39以及驱动升降台3升降的油缸32中设置的位移感应器321，模拟测试平台33为可拆卸式结构中心位置设置有用于测试所述轮胎局部压强的压力传感器40，模拟测试平台33固定设置于升降台支架39的上表面，升降台支架39的下部还设置有压力感应器38。

如图2、图5所示，通过电比例阀以及油缸32中设置的位移感应器321来控制被测轮胎的位置、控制升降台3的位移，进而检测到不同载荷下轮胎垂直方向的形变量；通过设置于油缸顶部的力传感器38来检测和控制轮胎所受外力的大小，以及优先地通过压印测量轮胎与平台受载时接触面积，进而得到轮胎整体压强；通过测试平台中心位置设置压力传感器40用于测试所述轮胎局部压强。

由于将转轴直接连接于变速箱，取消了转鼓带动轮胎的方式，转动速度直接通过减速机换挡来实现，同时，通过升降结构直接对被测试轮胎进行加载，且保持升降结构上的模拟测试平台为水平面，测试时水平面不产生位移，使得被测试轮胎与模拟测试平台之间的运动关系为滑动摩擦运动，从而可以很好地模拟轮胎在一定载荷、一定速度条件下制动滑移这一极端工况的综合性能。

另外，由于模拟可测试平台为可拆卸式结构，根据所需测试路况的具体情况，更换不同粗糙程度的模拟测试平台就可以针对不同的路况直接进行测试，大大降低了产品的测试成本，提高了效益。

如图2所示，模拟测试平台33的一端还设置有拉杆35，拉杆35上设置有用于检测轮胎5与模拟测试平台33之间摩擦力大小的拉力传感器36，拉杆35的另一端的端部通过螺母6固定设置于升降台支架39。拉力传感器36用于检测不同加载力下的滑动摩擦力的大小，以用于轮胎摩擦阻力研究。

如图2所示，升降台3上还固定设置有用于清理被测轮胎表面橡胶粉末的毛刷34，可以通过毛刷34对轮胎5表面的橡胶粉末及时清理，以便收集。

作为优选，为了对粉末及时进行收集，该装置还设置有轮胎橡胶粉末收集装置，并通过精密称重仪器准确测量出轮胎磨耗数据，实现对轮胎橡胶耐磨性能的检测。

如图2所示，升降结构的侧面设置有导向块37。

如图3和图4所示，油缸32设置于模拟测试平台33的下部，油缸32通过油缸安装底座324固定连接于升降台3的底部，并通过油缸固定板325进行固定，以保证油缸轴326处于垂直位置。

油缸32的油缸轴326内设置有位移传感器321，油缸32的顶部还设置有用于测控模拟测试平台载荷大小的力传感器36。油缸轴326的顶部装设有球铰连接器323，球铰连接器323通过球绞压盖322固定，压力传感器38固定设置于球铰连接器323上。

本实施例是利用电液比例控制技术实现油缸的力闭环控制和位移监测，具体地，通过电比例阀以及油缸32中设置的位移感应器321来控制被测轮胎的位置、控制升降台3的位移，进而检测到不同载荷下轮胎垂直方向的形变量；通过设置于油缸顶部的力传感器38来检测和控制轮胎所受外力的大小，以及优先地通过压印测量轮胎与平台受载时接触面积，进而得到轮胎整体压强；通过测试平台中心位置设置压力传感器40用于测试所述轮胎局部压强；实现了轮胎在不同外力和不同路况下轮胎形变量、加载力、压强、滑动摩擦力、轮胎磨耗、胎温等各项性能，提高了工作效率，节约了测试成本。

具体使用时，如图1至图4所示,通过电机1带动变速箱2使转轴支架41中的转轴4与轮胎5一同转动，油缸32与球绞连接器323固定连接于力传感器322，力传感器322与升降台3固定连接，通过油缸32的升缩可使升降台3垂直上下移动，通过模拟测试平台33给轮胎施加负载，进而实现对被测轮胎各项性能的测试。

球绞连接器323、拉杆35与导向块37的联动保证了升降台3在垂直方向的位移精度。位移传感器321、力传感器322与拉力传感器36获取所需求的测试数值，通过计数感应装置42记录转轴的圈数，进而计算出计算里程数据，并根据下述的计算公式完成被测试轮胎在静止状态下，在外力作用下轮胎形变量、加载力的静载试验。

具体公式如下：

f＝(p1+p2-2p0)*a/9800

＝f1+f2-m

其中：

f—轮胎油缸加载力(t)；

f1—升降平台力传感器；

f2—升降平台力传感器；

p—实际油缸压力(mpa)；

p0—空载油缸压力(mpa)；

a—油缸无杆腔面积(mm^2)；

m—升降台自重(t)。

压缩变形检测：模拟测试平台的下部设置有两个油缸，两个油缸上均设有位移传感器，假设两个油缸分别检测到的的位移量为y1、y2，则；

△x＝y-c

△x—轮胎压缩变形数值；

y—升降油缸上升位移量:y＝(y1+y2)/2；

c—各规格轮胎与升降台接触时固定位移；

利用电机直接驱动轮胎，利用电液比例控制技术实现油缸的力闭环控制和位移监测推动升降结构做动载试验,公式如下：

f＝(p1+p2-2p0)*a/9800

＝f1+f2-m

f—轮胎油缸加载力(t)；

f1—升降平台力传感器；

f2—升降平台力传感器；

p—实际油缸压力(mpa)；

p0—空载(与轮胎不接触)油缸压力(mpa)；

a—油缸无杆腔面积(mm^2)；

m—升降台自重(t)。

通过对转轴的感应器获取轮台所转圈数通过计算获取所运行的里程，计算公式如下：

s＝πd*n/1000000；其中：

s—里程(km)；

d—轮胎直径(mm)；

n—圈数。

在其他实施例中，测试装置外还设置有多个非接触式温度传感器，对本测试轮胎的各方位温度进行检测，达到了监测被测试轮胎在极端工况下滑动时产生的热量的具体情况。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。