УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШИН Российский патент 2000 года по МПК G01M17/02 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для ресурсных и иных испытаний шин на круговом полигоне в режиме перемещения по круговой траектории.

Известно устройство для испытания шин, содержащее основание, на котором расположена круговая опорная дорожка с дорожным покрытием для перемещения испытуемой шины, центральную опору, размещенную в центре круговой опорной дорожки, ферму, установленную с возможностью вращения вокруг центральной опоры и радиально протянутую от указанного центра в направлении периферии основания, и узел прикрепления испытуемой шины к ферме, смонтированный на ферме и обеспечивающий возможность вертикального и углового горизонтального перемещений испытуемой шины относительно круговой опорной дорожки (SU, авт. св. N 1633312, G 01 M 17/02, опубл. 07.03.71).

Следует указать, что в данном устройстве ферма выполнена двухплечевой, одно плечо предназначено для закрепления испытуемой шины, а на другом с возможностью перемещения в направлении к центральной опоре установлен противовес в виде балласта. Ферма свободно установлена на центральной опоре, а перемещение испытуемой шины по круговой опорной дорожке и самой фермы вокруг центральной опоры осуществляется за счет приводного агрегата, к которому испытуемая шина прикрепляется.

Недостатком данного устройства является его ограниченность в виде проводимых испытаний, так как испытания проводятся только на одном виде дорожного покрытия и зависят при этом от технического состояния приводного агрегата. При этом на таком круговом треке можно проводить только один вид испытаний шин, а именно ресурсный. Другие виды испытаний одной и той же шины, например, на износостойкость, торможение, на боковую жесткость и т.д. необходимо проводить уже на других треках или устройствах. Но в этом случае изменяются исходные условия испытаний, что существенно снижает достоверность получаемых данных по испытуемой шине и приводит к получению вывода о наличии у испытуемой шины определенных эксплуатационных свойств, которые в действительности ей не присущи.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по расширению арсенала круговых опорных дорожек и, следовательно, типов разных дорожных покрытий, по обеспечению возможности перевода испытуемой шины с одной дорожки на другую без съема ее с фермы, по обеспечению возможности изменения курсового положения шины относительно направления перемещения по круговой дорожке. Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и обеспечении высокой степени достоверности испытаний и полученных измерений.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для испытания шин, содержащее основание, на котором расположена круговая опорная дорожка с заданным типом дорожного покрытия для перемещения испытуемой шины, центральную опору, размещенную в центре круговой опорной дорожки, ферму, установленную с возможностью вращения вокруг центральной опоры и радиально протянутую от указанного центра в направлении периферии основания, и узел прикрепления испытуемой шины к ферме, смонтированный на ферме и обеспечивающий возможность вертикального и углового горизонтального перемещения испытуемой шины относительно круговой опорной дорожки, основание снабжено дополнительными круговыми опорными дорожками с заданными отличными друг от друга типами дорожного покрытия, расположенными на основании концентрично друг другу и первой упомянутой круговой опорной дорожке, по крайней мере одна из круговых опорных дорожек выполнена с установленными на ней или в ней датчиками, центральная опора выполнена с механизмом вращения фермы, а узел прикрепления испытуемой шины к ферме, оснащенный датчиками, установлен на ферме с возможностью возвратно-поступательного перемещения по длине фермы для перевода испытуемой шины с одной круговой опорной дорожки на другую и фиксации в заданном положении после выбора круговой опорной дорожки, при этом указанный узел выполнен с возможностью изменения угла поворота плоскости вращения шины относительно радиуса круговой траектории перемещения шины по заданной круговой опорной дорожке.

При этом, механизм вращения фермы выполнен с функцией отключения кинематической цепи передачи вращения от фермы для обеспечения свободного вращения фермы.

При этом ферма выполнена в виде радиально протянутых в направлении от центральной опоры к периферии основания по крайней мере двух балок.

При этом ферма выполнена в виде двухплечевой балки с равными длинами плеч, по крайней мере на одном из плеч которой установлен указанный узел прикрепления испытуемой шины к ферме.

При этом ферма выполнена в виде крестовины с равными длинами плеч, по крайней мере на одном плече которой установлен указанный узел прикрепления испытуемой шины к ферме.

При этом ферма выполнена в виде двухплечевой балки, на одном плече которой смонтирован узел прикрепления испытуемой шины к ферме, а на другом установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этого плеча противовес.

При этом между круговой опорной дорожкой с асфальтобетонным покрытием и центральной опорой расположены круговые опорные дорожки с булыжным и щебеночно-гравийным покрытием.

При этом одна из круговых опорных дорожек выполнена со скоростным дорожным покрытием и имеет кольцевые участки, плоскость которых расположена под углом к горизонтальной плоскости основания.

При этом оно имеет систему регистрации и фиксации изменения контуров шин.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности признаков, достаточной для достижения требуемого технического результата.

Так, выполнение на основании нескольких концентрично расположенных кольцевых дорожек с разными дорожными покрытиями позволяет проводить расширенные испытания шин в локальной зоне. А выполнение узла прикрепления испытуемой шины к ферме подвижным вдоль фермы позволяет сохранить одинаковыми исходные условия по испытаниям шины при переводе ее с одной дорожки на другую.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.

На фиг. 1 - поперечный разрез устройства для испытания шин;
на фиг. 2 - узел прикрепления испытуемой шины к ферме;
на фиг. 3 - поперечный разрез А-А узла по фиг. 2.

Устройство для испытания шин (фиг. 1) содержит основание 1, в качестве которого может рассматриваться либо земная поверхность или грунтовая площадка, или специальная искусственно созданная площадка, например в виде бетонной подушки.

На этой площадке в геометрическом ее центре расположена центральная опора, представляющая собой вертикальную ось 2, жестко заделанную в основание 1. На этой оси с возможностью свободного вращения расположена ферма 3. На основании в зоне оси 2 или непосредственно на оси 2 размещен механизм 4 вращения фермы 3, выполненный любого типа. Конкретизация типа и вида этого механизма не является существенной в рамках данной заявки, так как на этот механизм налагается в качестве его основной отличительной характеристики функция обеспечения вращения фермы и функция отключения или отсоединения фермы от кинематической цепи передачи вращения. Например, в качестве механизма вращения фермы можно рассматривать приводную установку, состоящую из электродвигателя 5 и связанного с ним редуктора 6 или коробки передач, например, автомобильного типа. При использовании редуктора должна быть предусмотрена муфта отсоединения выходного элемента этого редуктора от ответного элемента на ферме. При использовании коробки передач функция отсоединения может быть обеспечена переводом органа управления в нейтральное положение. Таким образом, предусмотрен с одной стороны, регулируемый по частоте вращения и крутящему моменту привод фермы для обеспечения ее принудительного вращения, а с другой стороны, имеется возможность отключения этого привода, то есть механизм вращения фермы выполнен с функцией отключения кинематической цепи передачи вращения к ферме для обеспечения свободного вращения фермы, например, в режиме, когда испытания осуществляют над агрегатом типа мотор-колесо.

Концентрично центральной опоре на основании выполнены круговые опорные дорожки с заданным типом дорожного покрытия каждая для перемещения по ним по круговой траектории испытуемой шины. Одни из дорожек можно рассматривать в качестве основных, а другие с специальными типами покрытий, которые применяются не для всех испытаний, - дополнительными. Дорожки расположены концентрично друг другу на заданном расстоянии друг от друга. В качестве дорожного покрытия можно рассматривать любые типы покрытий, например, асфальтовое, бетонное, асфальтобетонное, булыжное, щебеночно-гравийное покрытие и др. Конкретизация типа покрытий определяется перечнем поставленных задач возможных испытаний. Предпочтительно, чтобы между круговой опорной дорожкой с асфальтобетонным покрытием, являющейся, например, внешней круговой дорожкой, и центральной опорой были расположены круговые опорные дорожки с булыжным и щебеночно-гравийным покрытием. При этом одна из круговых опорных дорожек выполнена со скоростным дорожным покрытием и имеет кольцевые участки, плоскость которых расположена под углом к горизонтальной плоскости основания.

Для получения реальной картины движения шины и возможности оценки происходящих в ней процессов по крайней мере одна из круговых опорных дорожек выполнена с установленными на ней или в ней датчиками. Место положения датчиков, их закрепление, тип датчиков и т.д. в рамках данной заявки не рассматриваются (это могут быть тензодатчики, термодатчики и т.д.).

Ферма может быть выполнена в виде радиально протянутых в направлении от центральной опоры к периферии основания по крайней мере двух балок или в виде двухплечевой балки с равными длинами плеч, по крайней мере на одном из плеч которой установлен узел 7 прикрепления испытуемой шины к ферме.

Ферма может быть выполнена в виде крестовины с равными длинами плеч, по крайней мере на одном плече которой установлен указанный узел 7 прикрепления испытуемой шины к ферме.

Предпочтительным является выполнение фермы в виде двухплечевой балки, на одном плече которой смонтирован узел 7 прикрепления испытуемой шины к ферме, а на другом установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этого плеча противовес 8 (фиг. 2). Изменением положения противовеса путем его перемещения можно регулировать не только уравновешенность фермы со всеми ее агрегатами, но и изменять нагрузку на испытуемую шину.

Узел 7 (фиг. 2 и 3) прикрепления шины к ферме представляет собой отдельный агрегат, установленный с возможностью перемещения от своего привода по направляющим 9 фермы, выполнен с возможностью изменения угла поворота плоскости вращения шины относительно радиуса круговой траектории перемещения шины по заданной круговой опорной дорожке и с возможностью вертикального перемещения испытуемой шины, а также оснащен системой датчиков, закрепляемых около шины или на шине для получения требуемых испытательных данных и имеет систему регистрации и фиксации изменения контуров шин.

Ниже приводится один из возможных примеров исполнения такого узла.

Узел включает в себя каретку 10, установленную на направляющих 9 фермы с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль (по длине фермы) фермы и перевода испытуемой шины с одной дорожки на другую. Каретка 10 имеет свой привод 11 обычного исполнения в виде электродвигателя и редуктора, обеспечивающих вращение колес тележки, и управляемые, например электромагнитами, тормозные элементы в виде захватов 12 для обеспечения стопорения тележки относительно направляющих, ее фиксации в заданном положении над определенной круговой дорожкой и исключения перемещений от действия динамических нагрузок, передаваемых на тележку и ферму со стороны испытуемой шины.

На тележке смонтирован привод 13 поворота оси, в вилке которой на которой закрепляется испытуемая шина. Этот привод обеспечивает угловое положение шины относительно курсовой направленности по круговой дорожке, то есть обеспечивает изменение угла поворота плоскости вращения шины относительно радиуса круговой траектории перемещения шины по заданной круговой опорной дорожке.

Между кареткой и этой осью смонтирован регулируемый упругий элемент, предназначенный для выполнения функции подвески шины по типу автомобильной, для компенсации перемещений шины от дорожных неровностей.

Данный узел устанавливается на одном плече двухплечевой фермы, но в случае использования фермы в виде крестовины этот узел может быть смонтирован как на одном ее плече, так и на всех или части плеч, если увеличить количество этих узлов. В этом случае можно одновременно проводить испытания для нескольких шин одновременно.

Изобретение относится к испытанию автомобильных шин. Устройство содержит основание, на котором расположены круговые опорные дорожки с заданными отличными друг от друга типами дорожного покрытия, расположенными концентрично друг другу. Центральная опора размещена в центре круговой опорной дорожки и на ней установлена ферма, смонтированная на опоре с возможностью вращения вокруг. Ферма радиально протянута от указанного центра в направлении периферии основания. Узел прикрепления испытуемой шины к ферме смонтирован на ферме и обеспечивает возможность вертикального и углового горизонтального перемещения испытуемой шины относительно круговой опорной дорожки. По крайней мере одна из круговых опорных дорожек выполнена с установленными на ней или в ней датчиками. Центральная опора выполнена с механизмом вращения фермы, а узел прикрепления испытуемой шины к ферме, оснащенный датчиками, установлен на ферме с возможностью возвратно-поступательного перемещения по длине фермы для перевода испытуемой шины с одной круговой опорной дорожки на другую и фиксации в заданном положении после выбора круговой опорной дорожки. При этом указанный узел выполнен с возможностью изменения угла поворота плоскости вращения шины относительно радиуса круговой траектории перемещения шины по заданной круговой опорной дорожке. В результате достигается расширение функциональных возможностей устройства и повышается степень достоверности испытаний и полученных измерений. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для испытания шин, содержащее основание, на котором расположена круговая опорная дорожка с заданным типом дорожного покрытия для перемещения испытуемой шины, центральную опору, размещенную в центре круговой опорной дорожки, ферму, установленную с возможностью вращения вокруг центральной опоры и радиально протянутую от указанного центра в направлении периферии основания, и узел прикрепления испытуемой шины к ферме, смонтированный на ферме и обеспечивающий возможность вертикального и углового горизонтального перемещении испытуемой шины относительно круговой опорной дорожки, отличающееся тем, что основание снабжено дополнительными круговыми опорными дорожками с заданными отличными друг от друга типами дорожного покрытия, расположенными на основании концентрично друг другу и первой упомянутой круговой опорной дорожке, по крайней мере одна из круговых опорных дорожек выполнена с установленными на ней или в ней датчиками, центральная опора выполнена с механизмом вращения фермы, а узел прикрепления испытуемой шины к ферме, оснащенный датчиками, установлен на ферме с возможностью возвратно-поступательного перемещения по длине фермы для перевода испытуемой шины с одной круговой опорной дорожки на другую и фиксации в заданном положении после выбора круговой опорной дорожки, при этом указанный узел выполнен с возможностью изменения угла поворота плоскости вращения шины относительно радиуса круговой траектории перемещения шины по заданной круговой опорной дорожке. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм вращения фермы выполнен с функцией отключения кинематической цепи передачи вращения к ферме для обеспечения свободного вращения фермы. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ферма выполнена в виде радиально протянутых в направлении от центральной опоры к периферии основания по крайней мере двух балок. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ферма выполнена в виде двухплечевой балки с равными длинами плеч, по крайней мере на одном из плеч которой установлен указанный узел прикрепления испытуемой шины к ферме. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ферма выполнена в виде крестовины с равными длинами плеч, по крайней мере на одном плече которой установлен указанный узел прикрепления испытуемой шины к ферме. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ферма выполнена в виде двухплечевой балки, на одном плече которой смонтирован узел прикрепления испытуемой шины к ферме, а на другом установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этого плеча противовес. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между круговой опорной дорожкой с асфальтобетонным покрытием и центральной опорой расположены круговые опорные дорожки с булыжным и щебеночно-гравийным покрытием. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что одна из круговых опорных дорожек выполнена со скоростным дорожным покрытием и имеет кольцевые участки, плоскость которых расположена под углом к горизонтальной плоскости основания. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет систему регистрации и фиксации изменения контуров шин.