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一種帶傳動式橡膠摩擦特性測試系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:8280834閱讀:279來源:國知局
一種帶傳動式橡膠摩擦特性測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎摩擦學(xué)研宄領(lǐng)域,具體涉及一種帶傳動式橡膠摩擦特性測試系統(tǒng),可為輪胎胎面橡膠材料摩擦、磨損性能提供有效的測試手段。同時可為測量不同速度下輪胎與路面的摩擦特性提供平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠作為輪胎的主要組成部分,其摩擦特性很特殊,它并不符合庫侖摩擦定律。橡膠輪胎的機械特性很大程度上取決于橡膠的摩擦特性(尤其在一些極限工況下)。目前對橡膠摩擦的理論研宄尚不成熟。因此,橡膠摩擦的測試研宄對輪胎力學(xué)特性的研宄就十分重要。
[0003]另一方面,輪胎胎面花紋作為提高汽車性能,確保行駛安全的重要因素。其作用就是增加胎面與路面間的摩擦力,以防止車輪打滑,這與鞋底花紋的作用如出一轍。它提高了胎面接地彈性,在胎面和路面間切向力(如驅(qū)動力、制動力和橫向力)的作用下,花紋塊能產(chǎn)生較大的切向彈性變形。切向力增加,切向變形隨之增大,接觸面的“磨擦作用”也就隨之增強,進而抑制了胎面與路面打滑或打滑趨勢。因此,具有花紋特征的橡膠摩擦特性研宄相當(dāng)重要。
[0004]為了研宄橡膠的摩擦特性,目前常見的橡膠摩擦臺有兩類:轉(zhuǎn)盤式和滑臺式摩擦臺。轉(zhuǎn)盤式的摩擦臺通常一方面由電機帶動轉(zhuǎn)盤,來模擬運動的路面,另一方面通過重力、液壓或者電缸加載的橡膠樣品和轉(zhuǎn)盤接觸,實現(xiàn)摩擦的過程,屬于旋轉(zhuǎn)運動;滑臺式試驗臺是由Im到5m之間的平板來模擬路面,橡膠的滑移運動一般通過直線導(dǎo)軌來實現(xiàn),屬于直線運動。這些設(shè)備的開發(fā)很大程度地推動了摩擦理論的進步,但這些儀器的各自存在一些缺占.V.
[0005]轉(zhuǎn)盤式摩擦臺試驗樣品尺寸不宜較大,由于橡膠樣品在轉(zhuǎn)盤滑移時,內(nèi)外側(cè)的滑移速度不一致,轉(zhuǎn)盤越小或者試驗樣品尺寸越大,這種現(xiàn)象越明顯,難以測試具有胎面花紋橡膠塊的試驗測試;滑臺式摩擦臺滑移速度、滑移位移較小,受到平板式的實際尺寸限制,橡膠的最大摩擦速度難以提升。因此,很有必要提出能夠結(jié)合兩者優(yōu)點的測試系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題,本發(fā)明的目的是提出一種能夠測試具有胎面花紋的大尺寸橡膠塊,且適用于高滑移速度、高滑移距離工況特點(即結(jié)合了兩種摩擦臺架優(yōu)點)的帶傳動式橡膠摩擦測試系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明公開了一種帶傳動式橡膠摩擦特性測試系統(tǒng),主要由夾具模塊1、路面動力系統(tǒng)2和支撐框架3組成,所述夾具模塊I固定在支撐框架3的上框架301上,路面動力系統(tǒng)2由支撐框架3的懸臂梁框架302支撐,所述懸臂梁框架302與支撐框架3的下框架303固連;所述路面動力系統(tǒng)2中的路面?zhèn)魉蛶?05在電機的帶動下運動;所述夾具模塊I位于路面?zhèn)魉蛶?05的上方,其中含有液壓加載缸102和壓力傳感器,所述液壓加載缸102對其下方待測的橡膠樣品107施加載荷,使橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05摩擦接觸,并通過壓力傳感器對橡膠樣品107受到的壓力進行采集。
[0008]所述夾具模塊I中,液壓加載缸102通過固定座101的頂板固定在上框架301上,液壓加載缸102下方安裝第一直線導(dǎo)軌105,所述橡膠樣品107裝在容納盒106內(nèi),并與第一直線導(dǎo)軌105滑動連接;所述壓力傳感器包括垂直壓力傳感器103和水平壓力傳感器108,其中垂直壓力傳感器103安裝在液壓加載缸102與第一直線導(dǎo)軌105之間,水平壓力傳感器108 —端與固定座101的側(cè)板連接,另一端與容納盒106連接。
[0009]在所述液壓加載缸102與第一直線導(dǎo)軌105之間,垂直壓力傳感器103兩側(cè)安裝有導(dǎo)向桿件104。
[0010]所述的路面動力系統(tǒng)2主要由調(diào)速電機201、主動傳動軸207和安裝在主動傳動軸207上的主動轉(zhuǎn)鼓204、路面?zhèn)魉蛶?05、從動傳動軸211和安裝在從動傳動軸211上的從動轉(zhuǎn)鼓215組成;所述路面?zhèn)魉蛶?05安裝在主動轉(zhuǎn)鼓204和從動轉(zhuǎn)鼓215上并張緊,所述調(diào)速電機201通過傳動皮帶202將動力輸送至主動傳動軸207,進而帶動路面?zhèn)魉蛶?05運動。
[0011]所述主動傳動軸207兩端分別通過第一支座203和第二支座208支撐,并直接固定安裝在懸臂梁框架302上,從動傳動軸211兩端分別通過第三支座210和第四支座214支撐,并滑動安裝在懸臂梁框架302上的第二直線導(dǎo)軌212和第三直線導(dǎo)軌216上;所述主動轉(zhuǎn)鼓204與從動轉(zhuǎn)鼓215之間平行安裝有第一電缸209和第二電缸213,所述第一電缸209和第二電缸213 —端分別固定在懸臂梁框架302上,另一端分別與第三支座210和第四支座214連接。
[0012]所述下框架303上安裝有圖像采集儀206,用于檢測路面?zhèn)魉蛶?05與主動轉(zhuǎn)鼓204的相對位移。
[0013]所述第一支座203和第二支座208內(nèi)部為圓柱軸承,第三支座210內(nèi)部為球鉸與滑動軸承組合體,第四支座214內(nèi)部為球鉸。
[0014]在所述懸臂梁框架302上裝有平面止推軸承217,所述平面止推軸承217位于路面?zhèn)魉蛶?05下方,并正對液壓加載缸102。
[0015]所述路面?zhèn)魉蛶?05材質(zhì)為鋼,其上貼有不同等級的砂紙,以模擬不同附著的路面。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)合了轉(zhuǎn)盤式和導(dǎo)軌式摩擦臺架的優(yōu)點??梢詫崿F(xiàn)覆蓋汽車輪胎在各種不同工況下(包含各種胎面橡膠、胎面花紋、各種負(fù)荷下胎面壓強、驅(qū)動制動時的滑移速度、不同路面橡膠輪胎)胎面與路面的摩擦系數(shù)的測量。可以真實反映不同胎面花紋的汽車輪胎與路面在各種滑移速度下的特性,克服了傳統(tǒng)臺架由于橡膠尺寸、滑移速度、滑移距離等的限制。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)立體圖;
[0018]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主視圖;
[0019]圖3是圖2的俯視圖;
[0020]圖4是本發(fā)明中支撐框架的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021]圖5是本發(fā)明中夾具模塊的主視圖;
[0022]圖中:
[0023]I夾具模塊;101固定座;102液壓加載缸;103垂直壓力傳感器;104導(dǎo)向桿件;105第一直線導(dǎo)軌;106容納盒;107橡膠樣品;108水平壓力傳感器;
[0024]2路面動力系統(tǒng);
[0025]201調(diào)速電機;202傳動皮帶;203第一支座;204主動轉(zhuǎn)鼓;205路面?zhèn)魉蛶В?06圖像采集儀;207主動傳動軸;208第二支座;209第一電缸;210第三支座;211從動傳動軸;212第二直線導(dǎo)軌;213第二電缸;214第四支座;215從動轉(zhuǎn)鼓;216第三直線導(dǎo)軌;217平面止推軸承;
[0026]3支撐框架;
[0027]301上框架;302懸臂梁框架;303下框架。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的描述。
[0029]如圖1所示,本發(fā)明所公開的測試系統(tǒng)主要由夾具模塊1、路面動力系統(tǒng)2和支撐框架3組成。其中夾具模塊I固定安裝在支撐框架3的上框架301的下方,路面動力系統(tǒng)2安裝在支撐框架3內(nèi)側(cè)。
[0030]如圖4所示,支撐框架3包括上框架301、懸臂梁框架302和下框架303。上框架301固定在下框架303上方,懸臂梁框架302與下框架303螺栓固定,懸臂梁框架302是懸臂在支撐框架3上,同時懸臂梁框架302與路面動力系統(tǒng)2安裝連接,并用于支撐整個路面動力系統(tǒng)2。
[0031]如附圖5所示,所述的夾具模塊I包括固定座101 ;液壓加載缸102 ;垂直壓力傳感器103 ;導(dǎo)向桿件104 ;第一直線導(dǎo)軌105 ;橡膠樣品容納盒106 ;橡膠樣品107 ;水平壓力傳感器108。其中,固定座101成倒“L”形,其頂部上側(cè)與上框架301固定,固定座101頂部下側(cè)與液壓加載缸102固定,第一直線導(dǎo)軌105位于液壓加載缸102下方,垂直壓力傳感器103和導(dǎo)向桿件104均安裝在液壓加載缸102與第一直線導(dǎo)軌105之間,且導(dǎo)向桿件104成對安裝在垂直壓力傳感器103兩側(cè)。橡膠樣品容納盒106位于第一直線導(dǎo)軌105下方,并可以相對于第一直線導(dǎo)軌105進行水平直線運動,橡膠樣品容納盒106內(nèi)裝有帶花紋的橡膠樣品107,水平壓力傳感器108左端與固定座101側(cè)壁連接,右端與橡膠樣品容納盒106連接。
[0032]進行測量時,液壓加載缸102給橡膠樣品107在豎直方向上施加載荷,使橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05接觸摩擦,產(chǎn)生垂直壓力,并通過垂直壓力傳感器103進行測量。
[0033]可選地,所述的液壓加載缸102為伺服電缸或氣壓加載缸。
[0034]此時,由于水平壓力傳感器108分別與固定座101和橡膠樣品容納盒106連接,其可以測得橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05接觸摩擦?xí)r的切向力。
[0035]第一直線導(dǎo)軌105相對于橡膠樣品容納盒106可以水平直線運動,可以將橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05摩擦?xí)r所產(chǎn)生的切向力傳遞到水平壓力傳感器108上,以保證水平切向力的準(zhǔn)確。
[0036]可選地,所述的橡膠樣品107表面花紋為橫向花紋、縱向花紋、縱橫混合花紋、越野花紋等,亦可為光滑無花紋表面。
[0037]如附圖2、3所示,所述的路面動力系
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