橡胶滚动阻力实验机的制作方法

本发明涉及橡胶测试，具体是橡胶滚动阻力实验机。

背景技术：

1、轮胎的滚动阻力是指轮胎在平坦的水平路面上滚动时，单位距离内由机械能转换为热能所损失的能量。所以，研究轮胎的滚动阻力，减少能量损失是当前提升轮胎性能的一项重要措施。影响轮胎滚动阻力的因素中，轮胎橡胶自身的性能占据其中很大一部分，因此，通过对轮胎橡胶的测试，可以预测轮胎的滚动阻力。

2、现有的橡胶滚动阻力实验机只是把轮胎滚动阻力实验机小型化，不足以模拟轮胎在真实条件下的滚动阻力性能。

3、基于此，现在提供橡胶滚动阻力实验机，可以消除现有装置存在的弊端。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供橡胶滚动阻力实验机，以解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、橡胶滚动阻力实验机，包括外机壳与内部设备总成，所述外机壳侧壁设有安全门，所述外机壳与安全门相邻的两个侧壁均设有检修门，所述安全门上设有实验舱门和红外测温显示屏，所述实验舱门由金属框与有机玻璃组成，所述实验舱门位于外机壳内的侧壁设有红外摄像头，所述外机壳内顶壁设有安全门限位开关，所述安全门限位开关与安全门抵接，所述实验舱门的门框处设有实验舱门限位开关，所述实验舱门限位开关与实验舱门抵接，所述内部设备总成由防尘板将实验操作部分与内部运行部件隔开，所述防尘板设有竖向滑动板、主动轮轴孔、实验轮控温系统管路孔、试样预热系统控温管路孔、试样预热系统安装孔，所述竖向滑动板上设有实验轮轴孔、实验轮控温系统管路架，所述内部设备总成包括基座、主动轮系统、从动实验系统、空气干燥系统，所述基座设置在外机壳内底壁上，所述基座上表面设有元器件支脚、滑杆、配电柜安装板、高低压电路及实验程序控制系统总成，所述基座内设有液压机构，所述液压机构包括液压油箱、液压机构电机、液压油泵、液压油比例阀，所述主动轮系统通过主动轮轴承以及元器件支脚安装在基座上，用于控制主动轮的转动与温度，所述从动实验系统设置在主动轮系统上方，用于控制从动实验轮的转动与温度，所述空气干燥系统设置在外机壳外部，用于控制实验时的湿度。

4、在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

5、在一种可选方案中：所述主动轮系统包括主动轮运动机构和主动轮控温机构，所述主动轮运动机构包括主动轮伺服电机、减速器、离合器、主动轮速度扭矩传感器、主动轮轴、控温滚阻专用主动轮，所述控温滚阻专用主动轮为单边支撑开口轮，所述基座上表面通过支架固定连接有主动轮伺服电机，所述电机输出端与主动轮轴之间通过减速器传动连接，所述主动轮轴上设置有离合器和主动轮速度扭矩传感器，所述主动轮轴远离减速器的一端固定连接有控温滚阻专用主动轮。

6、在一种可选方案中：所述主动轮控温机构包括保温壳、支撑轮、主动轮导热油管路、主动轮控温箱，所述保温壳上设有支撑轮轴、保温壳支撑轴、主动轮控温机构管路孔、除湿机进气管孔、主动轮温度传感器，所述保温壳通过支撑轮轴和保温壳支撑轴与防尘板固定连接，所述外机壳外部设置有主动轮控温箱，所述主动轮控温箱输出端贯穿延伸至外机壳内，所述保温壳内侧壁设置有主动轮导热油管路，所述主动轮控温箱输出端与主动轮导热油管路连接。

7、在一种可选方案中：所述空气干燥系统包括空气除湿机、进气管、排气管、排水管，所述空气除湿机设置在动轮控温箱上方，所述空气除湿机的进气管通过除湿机进气管孔安装在保温壳上，所述空气除湿机侧壁设置有排气管和排水管。

8、在一种可选方案中：所述从动实验系统包括从动实验运动机构、实验轮控温机构、试样预热机构，所述从动实验运动机构包括负载压力油缸、实验台架、实验轮速度扭矩传感器、负载压力传感器、位移传感器、实验轮轴、实验轮顶出组件、实验轮试样、垫片、紧固螺母，所述外机壳内顶壁固定连接有负载压力油缸，所述负载压力油缸输出端固定连接有实验台架，所述实验台架上设有滑环，所述实验台架通过滑环与滑杆滑动连接，所述实验轮顶出组件由实验轮顶出气缸和实验轮轴连杆组成，所述实验轮顶出气缸与实验台架内侧壁固定连接，所述实验轮顶出气缸输出端与实验轮轴连杆固定连接，所述实验轮轴由轴套、花键轴杆、实验轮限位、实验轮定位轴组成，所述实验台架内侧壁与轴套转动连接，所述轴套内滑动连接有花键轴杆，所述实验轮轴连杆与花键轴杆滑动连接，所述实验轮定位轴内设有轴对称的若干排钢珠、阻尼弹簧，所述实验轮限位与垫片的与试样接触面均设有试样紧固销钉，所述实验轮试样与实验轮限位及垫片通过旋紧紧固螺母及试样紧固销钉紧密咬合，不产生相对位移。

9、在一种可选方案中：所述实验轮控温机构包括实验轮导热油管路、预热导热油管路、电控阀门、实验轮控温箱，所述实验轮控温箱设置在空气除湿机上方，所述实验轮导热油管路、预热导热油管路、电控阀门均设置在实验轮控温箱输出管上。

10、在一种可选方案中：所述试样预热机构包括预热试样顶出气缸、预热试样定位轴、预热实验轮试样、试样轴承，所述预热试样顶出气缸设置在防尘板上，所述预热试样顶出气缸输出端设置有预热试样定位轴，所述预热实验轮试样与预热试样定位轴通过试样轴承转动连接，所述预热试样定位轴与实验轮定位轴的结构相同。

11、在一种可选方案中：所述实验轮试样与实验轮导热油管路紧靠但不接触，预热实验轮试样与预热导热油管路紧靠但不接触。

12、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

13、本发明通过设置主动轮系统、从动实验系统、空气干燥系统可在实验前设定测试路面温度及试样温度，也可在测试途中改变测试路面温度，并通过红外测温系统实时反馈实验轮试样在测试途中的温度变化，得到橡胶在滚动摩擦时的功率损耗及温度变化，从而更加真实地模拟轮胎在不同季节温度下行驶的滚动阻力性能。

技术特征：

1.橡胶滚动阻力实验机，包括外机壳(1)与内部设备总成(2)，所述外机壳(1)侧壁设有安全门(3)，所述外机壳(1)与安全门(3)相邻的两个侧壁均设有检修门(5)，所述安全门(3)上设有实验舱门(4)和红外测温显示屏(6)，所述实验舱门(4)由金属框与有机玻璃组成，所述实验舱门(4)位于外机壳(1)内的侧壁设有红外摄像头(7)，所述外机壳(1)内顶壁设有安全门限位开关(8)，所述安全门限位开关(8)与安全门(3)抵接，所述实验舱门(4)的门框处设有实验舱门限位开关(9)，所述实验舱门限位开关(9)与实验舱门(4)抵接，所述内部设备总成(2)由防尘板(10)将实验操作部分与内部运行部件隔开，其特征在于，所述内部设备总成(2)包括基座(18)、主动轮系统(19)、从动实验系统(20)、空气干燥系统(21)，所述基座(18)设置在外机壳(1)内底壁上，所述主动轮系统(19)通过主动轮轴承(48)以及元器件支脚(22)安装在基座(18)上，所述从动实验系统(20)设置在主动轮系统(19)上方，所述空气干燥系统(21)设置在外机壳(1)外部。

2.根据权利要求1所述的橡胶滚动阻力实验机，其特征在于，所述主动轮系统(19)包括主动轮运动机构(31)和主动轮控温机构(32)，所述主动轮运动机构(31)包括主动轮伺服电机(33)、减速器(34)、离合器(35)、主动轮速度扭矩传感器(36)、主动轮轴(37)、控温滚阻专用主动轮(38)，所述基座(18)上表面设有元器件支脚(22)、滑杆(23)、配电柜安装板(24)、高低压电路及实验程序控制系统总成(25)，所述控温滚阻专用主动轮(38)为单边支撑开口轮，所述基座(18)上表面通过支架固定连接有主动轮伺服电机(33)，所述主动轮伺服电机(33)输出端与主动轮轴(37)之间通过减速器(34)传动连接，所述主动轮轴(37)上设置有离合器(35)和主动轮速度扭矩传感器(36)，所述主动轮轴(37)远离减速器(34)的一端固定连接有控温滚阻专用主动轮(38)。

3.根据权利要求2所述的橡胶滚动阻力实验机，其特征在于，所述主动轮控温机构(32)包括保温壳(39)、支撑轮(40)、主动轮导热油管路(41)、主动轮控温箱(42)，所述保温壳(39)上设有支撑轮轴(43)、保温壳支撑轴(44)、主动轮控温机构管路孔(45)、除湿机进气管孔(46)、主动轮温度传感器(47)，所述保温壳(39)通过支撑轮轴(43)和保温壳支撑轴(44)与防尘板(10)固定连接，所述外机壳(1)外部设置有主动轮控温箱(42)，所述主动轮控温箱(42)输出端贯穿延伸至外机壳(1)内，所述保温壳(39)内侧壁设置有主动轮导热油管路(41)，所述主动轮控温箱(42)输出端与主动轮导热油管路(41)连接。

4.根据权利要求3所述的橡胶滚动阻力实验机，其特征在于，所述空气干燥系统(21)包括空气除湿机(49)、进气管(50)、排气管(51)、排水管(52)，所述空气除湿机(49)设置在主动轮控温箱(42)上方，所述空气除湿机(49)的进气管(50)通过除湿机进气管孔(46)安装在保温壳(39)上，所述空气除湿机(49)侧壁设置有排气管(51)和排水管(52)。

5.根据权利要求4所述的橡胶滚动阻力实验机，其特征在于，所述从动实验系统(20)包括从动实验运动机构(53)、实验轮控温机构(54)、试样预热机构(55)，所述从动实验运动机构(53)包括负载压力油缸(56)、实验台架(57)、实验轮速度扭矩传感器(58)、负载压力传感器(59)、位移传感器(60)、实验轮轴(61)、实验轮顶出组件(62)、实验轮试样(63)、垫片(64)、紧固螺母(65)，所述外机壳(1)内顶壁固定连接有负载压力油缸(56)，所述负载压力油缸(56)输出端固定连接有实验台架(57)，所述实验台架(57)上设有滑环(66)，所述实验台架(57)通过滑环(66)与滑杆(23)滑动连接，所述实验轮顶出组件(62)由实验轮顶出气缸(67)和实验轮轴连杆(68)组成，所述实验轮顶出气缸(67)与实验台架(57)内侧壁固定连接，所述实验轮顶出气缸(67)输出端与实验轮轴连杆(68)固定连接，所述实验轮轴(61)由轴套(69)、花键轴杆(70)、实验轮限位(71)、实验轮定位轴(72)组成，所述实验台架(57)内侧壁与轴套(69)转动连接，所述轴套(69)内滑动连接有花键轴杆(70)，所述实验轮轴连杆(68)与花键轴杆(70)滑动连接，所述实验轮定位轴(72)内设有轴对称的若干排钢珠(74)、阻尼弹簧(75)，所述实验轮限位(71)与垫片(64)的试样接触面均设有试样紧固销钉(73)，所述实验轮试样(63)与实验轮限位(71)及垫片(64)通过旋紧紧固螺母(65)及试样紧固销钉(73)紧密咬合，不产生相对位移。

6.根据权利要求5所述的橡胶滚动阻力实验机，其特征在于，所述实验轮控温机构(54)包括实验轮导热油管路(80)、预热导热油管路(81)、电控阀门(82)、实验轮控温箱(83)，所述实验轮控温箱(83)设置在空气除湿机(49)上方，所述实验轮导热油管路(80)、预热导热油管路(81)、电控阀门(82)均设置在实验轮控温箱(83)输出管上。

7.根据权利要求6所述的橡胶滚动阻力实验机，其特征在于，所述试样预热机构(55)包括预热试样顶出气缸(76)、预热试样定位轴(77)、预热实验轮试样(78)、试样轴承(79)，所述预热试样顶出气缸(76)设置在防尘板(10)上，所述预热试样顶出气缸(76)输出端设置有预热试样定位轴(77)，所述预热实验轮试样(78)与预热试样定位轴(77)通过试样轴承(79)转动连接，所述预热试样定位轴(77)与实验轮定位轴(72)的结构相同。

8.根据权利要求7所述的橡胶滚动阻力实验机，其特征在于，所述实验轮试样(63)与实验轮导热油管路(80)紧靠但不接触，预热实验轮试样(78)与预热导热油管路(81)紧靠但不接触。

技术总结
本发明公开了橡胶滚动阻力实验机，涉及橡胶测试技术领域，该实验机包括外机壳及内部设备总成；所述内部设备总成包括主动轮系统、从动实验系统及各种附属功能系统；所述主动轮系统包括主动轮运动机构、主动轮控温机构；所述从动实验系统包括从动实验运动机构、实验轮控温系统、试样预热机构；所述附属功能系统包括基座、液压机构、防尘板、红外测温系统、空气干燥系统。其主要特征是可在实验前设定测试路面温度及试样温度，也可在测试途中改变测试路面温度，并通过红外测温系统实时反馈实验轮试样在测试途中的温度变化，得到橡胶在滚动摩擦时的功率损耗及温度变化，从而更加真实地模拟轮胎在不同季节温度下行驶的滚动阻力性能。

技术研发人员：王锋,李超然,马勇,吴晨静,米彦青,胡梦雨,刘笑靖,王子俊,张笑娟,李宇石
受保护的技术使用者：山东玲珑轮胎股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29