一种航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损测试装置及测试方法

本发明涉及航空轮胎摩擦性能测试，特别是涉及一种航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损测试装置及测试方法。

背景技术：

1、摩擦磨损性能是航空轮胎的重要指标，飞机的起飞、着陆、滑行等功能都是通过轮胎与地面的摩擦作用实现的；磨损则是轮胎失效的主要原因，关系到轮胎的使用寿命及飞机的使用安全性。航空轮胎使用工况与一般车用轮胎最重要的一点不同就是着陆，着陆前8分钟是航空事故的高发阶段，占整个飞行事故的一半以上。

2、飞机着陆瞬间，航空轮胎瞬时承受着极限的水平速度（<120 m/s）、垂直速度（<1.6m/s）、下沉量（<35%）、温升（>150 oc）及滑移率（100%）。就磨损量来说，虽然航空轮胎着陆瞬间与其他工况（滑行、转弯等）相比较小（低于轮胎整个磨损谱的15%），但由于此时航空轮胎处于极限工况，飞机着陆瞬间兆瓦级的能量需要通过轮胎转移到地面，此时产生的瞬时磨损经常会引起轮胎失效。因此，对着陆瞬间航空轮胎的摩擦磨损行为开展研究极为必要。

3、着陆瞬间航空轮胎摩擦磨损行为的试验研究，基本都是以整胎在转鼓试验台架上进行为主。虽然这种试验方式与轮胎着陆瞬间的工况更为接近，但周期长，设备及测试费用昂贵，样胎的制备涉及到轮胎行业的制造链，相当繁琐、耗时。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种性价比高、操作简便、反馈及时的航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损测试装置及测试方法。

2、本发明提出一种航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损测试装置，包括高速旋转的对磨轮组件，用于固定覆胶试样轮的试样轮组件，用以对所述试样轮组件进行提升或释放的动力系统；所述试样轮组件设于所述对磨轮组件上方，所述动力系统对所述试样轮组件进行提升时，驱动所述试样轮组件在所述对磨轮组件上方竖直向上移动，所述动力系统将所述试样轮组件释放时，所述试样轮组件在所述对磨轮组件上方进行自由落体运动，以使得所述覆胶试样轮与所述对磨轮组件产生冲击接触。

3、进一步地，所述测试装置还包括基座，所述对磨轮组件包括用以提供动力的电机，用以将所述电机安装在所述基座上的电机支架，一端与所述电机固定连接、另一端在所述基座上水平延伸的对磨轮轴，对所述对磨轮轴进行支撑的轴承支架，以及套设于所述对磨轮轴的对磨轮，所述对磨轮位于所述覆胶试样轮正下方，所述电机驱动所述对磨轮旋转。

4、进一步地，所述试样轮组件包括用以对所述覆胶试样轮提供载荷的加载机构，所述动力系统用以对所述加载机构进行吸附或释放。

5、进一步地，所述加载机构包括承载板，设于所述承载板上的套杆，套设于所述套杆的多个砝码块，以及与所述套杆螺接、用以将所述砝码块固定在所述套杆上的锁紧螺母，所述动力系统对所述承载板进行吸附或释放。

6、进一步地，所述试样轮组件还包括固定在所述承载板底部的试样轮架，以及将所述覆胶试样轮架设在所述试样轮架上的试样轮轴，所述覆胶试样轮套设在所述试样轮轴上，且可在所述试样轮轴上自由转动。

7、进一步地，所述动力系统包括用以驱动所述试样轮组件在所述对磨轮组件上方竖直向上移动的驱动组件，以及用以对所述试样轮组件吸附或释放的抓取组件，所述抓取组件对所述试样轮组件进行吸附时，所述驱动组件可驱动所述试样轮组件在所述对磨轮组件上方竖直向上移动，所述抓取组件将所述试样轮组件释放时，所述试样轮组件可在所述对磨轮组件上方进行自由落体运动。

8、进一步地，所述动力系统还包括用以对所述抓取组件吸附所述试样轮组件时产生的冲击进行缓冲的减振组件，所述减振组件设于所述驱动组件与所述抓取组件之间。

9、进一步地，所述测试装置还包括用以对所述试样轮组件的自由落体运动进行导向的导向组件。

10、进一步地，所述测试装置还包括用以在测试结束后、将所述述覆胶试样轮与所述对磨轮组件分离的弹开组件，所述弹开组件设于所述对磨轮组件和所述试样轮组件之间。

11、进一步地，所述测试装置还包括在所述基座上竖直设置的支架，所述驱动组件包括竖直设置的伸缩电动缸，以及用以将伸缩电动缸固定在所述支架上的电缸安装板，所述伸缩电动缸的伸缩端与所述减振组件连接。

12、进一步地，所述减振组件包括顶端与所述伸缩电动缸的伸缩端固定连接的电缸连接头，套设于所述电缸连接头底端的减振筒，顶端插接在所述减振筒中、底端与所述抓取组件固定连接的减振连接杆，以及将所述减振连接杆的顶端与所述电缸连接头的底端连接的弹簧，所述减振连接杆与所述减振筒滑动连接。

13、进一步地，所述抓取组件包括与所述减振连接杆底端固定连接的电磁吸盘，所述承载板上设有吸盘座，所述电磁吸盘可对所述吸盘座进行吸附或释放。

14、进一步地，所述导向组件包括从所述电缸安装板竖直延伸至所述基座的导向杆，所述承载板上设有套设在所述导向杆外侧的直线轴承。

15、进一步地，所述弹开组件包括弹射底板，竖直设置在所述弹射底板上的伸缩气缸，以及将所述弹射底板固定安装在所述导向杆上的卡环，所述覆胶试样轮与所述对磨轮组件产生冲击接触时，所述伸缩气缸的顶杆位于所述承载板，所述伸缩气缸的顶杆伸出时，推动所述承载板沿所述导向杆竖直向上移动，以使得所述覆胶试样轮与所述对磨轮分离。

16、一种航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损测试方法，包括以下步骤：

17、s1：对待测试的覆胶试样轮进行称重；

18、s2：动力系统将试样轮组件提升至一定高度，将待测试的覆胶试样轮安装在试样轮组件上；

19、s3：设定对磨轮组件的转速和试验时间；

20、s4：启动对磨轮组件，待对磨轮组件达到设定转速后，动力系统将试样轮组件释放，试样轮组件进行自由落体运动，与对磨轮组件产生冲击接触；

21、s5：达到设定的试验时间后，关闭对磨轮组件，将覆胶试样轮从试样轮组件上拆卸下来；

22、s6：对测试后的覆胶试样轮进行称重，经计算后得出覆胶试样轮的磨损量。

23、本发明的一种航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损测试装置及测试方法具有以下增益效果：

24、（1）本测试装置的试样轮组件用于固定覆胶试样轮，通过动力系统将试样轮组件提升至一定高度后，将试样轮组件释放，使试样轮组件进行自由落体运动，直至覆胶试样轮与下方高速旋转的对磨轮组件产生冲击接触，模拟航空轮胎着陆时的工况，从而使航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损测试操作简便、反馈及时，且试验成本较低，性价比较高；

25、（2）本测试装置的对磨轮为表面粘有背胶砂纸的对磨轮，通过背胶砂纸与覆胶试样轮产生接触摩擦，模拟航空轮胎着陆时与粗糙路面的摩擦，从而对航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损进行测试；

26、（3）本测试装置的加载机构为覆胶试样轮提供相应的载荷，使覆胶试样轮与对磨轮之间的冲击接触，更接近于真实航空轮胎着陆时的工况，从而使本测试装置的测试结果更加精准、更具有参考价值；

27、（4）本测试装置通过对套设在套杆上的砝码块进行增减，可以调整覆胶试样轮上的载荷大小，从而使本测试装置能够测试不同载荷情况下，航空轮胎着陆冲击的摩擦磨损，进而使本测试装置的适用范围更广，实用性更强；

28、（5）本测试装置的动力系统还包括设于驱动组件和抓取组件之间的减振组件，通过减振组件对抓取组件吸附试样轮组件过程中产生的冲击进行缓冲，从而防止抓取组件与试样轮组件之间产生激烈碰撞，对抓取组件和试验轮组件进行保护；

29、（6）本测试装置还包括导向组件，用以在试样轮组件进行自由落体运动时，对试样轮组件进行导向，使其准确地与下方的对磨轮组件进行冲击接触，从而通过高速旋转的对磨轮组件模拟粗糙的路面，模拟出真实航空轮胎着陆时的工况；

30、（7）本测试装置还包括弹开组件，在测试结束后，通过弹开组件将覆胶试样轮与对磨轮分离，既保证测试结果的准确性，又便于覆胶试样轮在试样轮架上的拆卸，以方便后续对测试后的覆胶试样轮进行称重，从而使本测试装置的操作更加简单方便，易于实施。