Стенд для испытаний колес с эластичными шинами

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания колес с эластичными шинами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение КПД. Стенд выполнен по схеме замкнутого силового контура с двумя ветвями привода: барабана 1 и колеса 3. Ветвь привода колеса снабжена устройством 14 рёгулТярЪ вэния момента, включающим в себя дифференциальный механизм , соединенный одним звеном (водило ) 16 с коробкой 17 передач, другим (коронная шестерня) 10 - через дополнительный редуктор 21 с электродвигателем 22, а третьим (солнечная шестерня) 23 посредством двух карданных валов 5 и 9 и двух конических зубчатых передач - с электродвигателем 8 ветви.привода барабана . Дополнительный редуктор снабжен стопором 27. В коробке 17 передач имеется два ряда передач, соответствующие двум видам испытаний: первый обеспечивает неподвижность вала электродвигателя 22 при установке на стенд колес 3 различного диаметра, второй дает фиксированные значения скольжения, реализуемые при стопорении дополнительного редуктора 21 стопором 27. Знак и величина момента в силовом контуре в первом виде испытаний определяются знаком и величиной момента электродвигателя 22. 2 ил. ic (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 М 17/00

1»

Д j I „,» »

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.» г-::, »-»=-»;», »;,"„1

) Й :,<1npg.".,,9 с».

° r

27

ET

Фиг T

К АВТОРСКОМУ СВИДЁТЁПЬСТВУ (21) 4852044/11 (22) 18,07:90 (46) 23.07.92. Бюл, № 27 (71) Волгоградский политехнический институт . . (72) И;М. Рябов, В.А, Гудков, В,Н. Тарйовский, В.П. Кубраков и В,B. Мир-Касимов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 487331, кл, G 01 М 17/02, 1975. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КОЛЕС С

ЭЛАСТИЧНЫМИ ШИНАМИ (57) Изобретение относйтся к испытательной технике, а именно к стендам для испытания колес с зластичнь м»и шинами. Цель изобретения — расшйре»н»Ие фуйк»ц»иональных возможностей и повышение КПД, Стенд выполнен по схеме за»минутого "силового контура с двумя ветвями npinaîäà: барабана

1 и колеса 3. Ветвь привода колеса снабжена устройством 14 регулирования Моме»нта; включающим в себя дифференциальный ме,, Ы,, !749753 А1 ханизм, соединенный одним звеном (водило) 16 с коробкой 17 передач, другим {коронная шестерня) 10 — через дополнительный редуктор 21 с электродвигателем 22, а третьим (солнечная шестерня) 23 посредством двух карданных валов 5 и 9 и двух конических зубчатых передач — с электродвигателем 8 ветви,прйводэ барабана. Дополнительный редуктор снабжен стопором 27. В коробке 17 передач имеется два ряда передач, соответствующие двум видам . испытаний: первый обеспечивает неподвижность вала электродвигателя 22 при установке на стенд колес 3 различного диаметра, второй дает фиксированные значенйя скольжения, реалйзуемые при стопорении дополнительного редуктора 21 стопором 27. Знак и величина момента в силовом контуре в первом виде испытаний определяются знаком и величиной момента электродвигателя 22. 2 ил.

1749753

Изобретение относится к стендам для испытания колес с эластичными шинами на износ протектора, Известен барабанный стенд для испытания шин, содер>кащий вращающийся металлический барабан, внутренняя поверхность которого имитирует дорожное покрытие, и передающий крутящий момент от привода на вал, на котором смонтирована шина, причем шина укреплена на самоходной тележке, на которой установлень сменная подвеска с карданом и дополнительная зубчатая передача.

Недостатком стенда является использование разомкнутого силового контура, вследствие чего при передаче значительных крутящих моментов требуются электродвигатели большой мощности. Это увеличивает габариты стенда, требует наличия мощной питающей сети, снижает КПД стенда.

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для испытаний колес с эластичными шинами, выполненный tl0 cxel48 замкнутого силового контура с двумя ветвями привода, соединенными гибкой передачей, и содер>кащий бечовой барабан, .соединенный через редуктор с электродвигателем, нагрузочное устройство, ступицу с колесом, которая карданным валом соединена с,коробкой передач и электромагнитную муфту, установленную в ветви привода барабана, Недостатком известного стенда является сложйость управления при переходе из ведущего режима в тормозной и обратно, так как для этого необходимо переключение передач;

Кроме того, существенные потери энергии в злектромагнитной муфте; через которую идет вся циркулирующая мощность, снижают КПД стенда.

Цель изобретения является -расшире-. ние функциональных нозмо>кностей путем изменения принципов формирования крутящего момента в силовом контуре и управления процессом перехода от ведущего режима испытаний колеса к тормозному, а также повышение КПД стенда за счет снижения потерь в приводе, Эта цель достигается тем, что в стенде для испытаций колес с эластичными шинами, ветвь привода колеса снабжена устройством регулирования момента, включающим в себя дифференциальный механизм, соериненный одним звеном с коробкой передач, другим через дополнительный редуктор — с электродвигателем, а третьим посредством карданных валов и других двух конических зубчатых передач — с электродвигателем ветви привода барабана, причем дополнительный редуктор устройства регулирования момента снаб>кен стопором с выключателем электродвигателя колесо и барабан снабжены уст5 ройстнами для измерения частоты вращения, устройстно регулирования момейта снабжено механизмом перемещения по направляющим; расположенным вдоль линии, проходящей через оси колеса и бара10 бана перпендикулярно им, а редуктор соединен с электродвигателем.и барабаном посредством карданных валов, На фиг,1 изображена схема предлагаемого стенда для испытаний колес с эластич15 ными шинами; на фиг.2 — зависимость удельной тормозной силы колеса с эластичной шиной оТ скольжения, Стенд содержит беговой барабан 1, ступицу 2 для крепления испытуемого колеса с

20 эластичной шиной 3, нагрузочный механизм

4, например пневматический, и две ветви привода: барабана 1 и колеса 3, соединенные карданным валом со шлицевым соединением 5 и двумя коническими зубчатыми

25 передачами 6 и 7.

Ветвь привода барабана содержит электродвигатель 8, соединенный карданным. валом 9 с конической передачей 6, редуктор

10, соединенный карданными валами 11 с

30 электродвигателем 8 и устройством 12 для измерения момента на барабане, которое закреплено на валу барабана 1 вместе с диском устройства 13 для измерения частоты вращения барабана.

35 Ветвь привода колеса содержит устройство регулирования момента, выполненное в виде корпуса 14, включающее в себя дифференциальный механизм 15, соединенный одним звеном (водило) 16 через коробку 17

40 передач и карданный вал 18 с устройством для измерения момента на колесо 19, закрепленном на валу ступицы 2, другим звеном (коронная шестерня) 20 — через дополнительный редуктор 21 с электродви45 гателем 22, а третьим (солнечная шестерня)

23 — с конической зубчатой передачей 7.

Устройство регулирования момента имеет направляющие 24 и винтовой механизм 25 >еремещения, позволяющие пере50 мещать.узел крепления карданного вала 18 к коробке 17 передач вдоль линии, проходящей через оси колеса и барабана, перпенди- . кулярно им, и тем самым устанавливать необходимые углы работы карданного вала

55 18. На валу ступицы 2 закреплен диск устройства для измерения частоты вращения колеса 26. Дополнительный редуктор 21 имеет стопор 27 с выключателем 28, который закреплен на корпусе 14 и может входить н отнерстие шестерни. Выключатель 28

1749753 включен в цепь электродвигателя 22. В коробке 17 передач передачи подобраны исходя из того, что при испытании на стенде колес 3 различного диаметра в ведомом р*е- жиме, вал электродвигателя 22 дополни- 5 тельного редуктора 21 не вращается. Таким образом число передач равно числу основных тйпоразмеров колес, предназначенных дачу, Кроме того, в коробке 17 имеется дополнительный ряд передач, позволяю-щих задавать скольжения шины 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, ...% при стопоренйи дополни- 15 тельного редуктора 21 стопором 27. Эти передачи могут также использоваться для коррекции передач основного ряда при испытании колес, диаметр которых отличен от основных типоразмеров, Передаточное чис- 20 ло дополнительного редуктора 21 зависит от номинальной скорости электродвигателя

22 и выбранного наибольшего сколожения при максимальной скорости колеса 3, задаваемой при испытаниях.

Работа стенда основана на свойстве эластичных шин скользить при качении под действием момента. Характеристика скольжения шин (фиг.2) на начальном участке крутая и практически.линейная, причем при

30 действии средних эксплуатационных моментов, которые задаются при испытаниях, величина скольжения шин не превышает

5%

Стенд работает следующим образом

Испытуемое колесо с эластичной шиной

3 закрепляется на ступице 2 и поджимается к беговому барабану 1 с требуемой силой пневматическим нагрузочным механизмом

4, Для испытания колеса в ведомом; ведущем и тормозном режимах ветвь привода

40 колеса снабжена устройством 14 регулирования момента. В коробке 17 передач устанавливается передача. соответствующая наружному диаметру колеса 3, Стопор 27 45 дополнительного редуктора 21 переводится в положение "Расстопорено". При этом выключатель 28 автоматически переключается в положение "Включено". Электродвигателем 8 через карданные валы 11, редуктор 10 и устройство 12 для измерения момента приводится во вращение барабан 1 и задается требуемая скорость, которая измеряется устройством 13, Барабан 1 вращает колесо 3, которое через ступицу 2, устройство 12 для измерения момента. карданный вал 18 и коробку 17 передач вращает звено

16 водило дифференциалного механизма

15 устройства 14 регулирования момента, Другое звено 23 (солнечная шестерня) дифк испытанию на стенде, и для проведения испытания колеса другого диаметра необхо- 10 димо переключать соответствующую переференциального механизма 15 приводится во вращение электродвигателем 8 посредством карданных валов 9 и 5 и конических зубчатых передач 6 и 7. При этом третье звено 20 (короннэя шестерня) дифференциального механизма 15 благодаря правильному выбору передаточного числа коробки

:17 передач не вращается либо вращается очень медленно, передавая вращение через дополнительный редуктор 21 электродвигателю 22. Частота вращения колеса измеря ется устройством 26. Для установки оптимального угла работы кардэнного вала

18 винтовым механизмом 25 перемещается корпус устройства 14 регулирования момента по направляющим 24 вместе с закрепленными на нем электродвигателем 22, конической зубчатой передачей 7 и коробкой 17 передач. При этом изменяется длина карданных валов 5 и 18, имеющих шлицевое соединение. Если электродвигатель 22 отклфчен, то силовой контур разомкнут, так как остается свободным звеном 20 (коронная шестерня) дифференциального механизма 5, и колесо 3 работает в ведомом режиме, Для задания ведущего или тормозного режима работы колеса 3 включается электродвигатель 22. При этом силовой контур замыкается и в нем возникает момент, величина и знак которого зависят от величины и знака момента электродвигателя 22.

Регулирование момента в контуре осуществляется путем регулирования тока электродвигателя 22. Изменение знака момента осуществляется изменением полярности напряжения, подводимого к электродвигателю 22. Момент в силовом контуре значительно больше (в десятки раз) момента электродвигателя 22, Увеличение момента в контуре сопровождается скольжением колеса с эластичной шиной 3- по поверхности барабана, которое(фиг,2) на начальном участке растет практически пропорционально моменту, Это прйводит к увеличению частоты вращения электродвигателя 22, который своим вращением компенсирует скольжение шины, поддерживая заданный момент.

Величина скольжения рассчитывается по формуле

I д = (1 — ъ, щ ) 100%, где —,,— отношение частот вращения шины

Мщ

Щ/

Му и барабана вб при работе колеса в ведомом режиме; — — отношение частот временная шийф

Ищ ны вш и барабана вс при работе колеса в ведущем или тормозном режиме.

1749753

0,Ф

Составитель И. Рябов

Техред M,MÎðãåíòàë Корректор Л. Бескид

Редактор И. Дербак

Заказ 2589 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издатсльский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

По величине скольжения можно косвен- которая посредством карданного вала соено судить об износостойкости шины в экс- динена с коробкой передач, устройства для плуатации; чем меньше скольжение шины, измерения крутящих моментов, передаваетем меньше ее износ и больше пробег. мых через барабан и колесо, о т л и ч а юДляпостроениякривой скольжения ши- 5 шийся тем, что, с целью расширения

-.:ны, например, с целью определенйя макси-. функциональных воэможностей и повышемального сцеплейия стопором 27 стопорят ния КПД, ветвь привода колеса снабжена дополнительный редуктор, т.e;"Замыкают устройством регулирования момента, вклюсиловой контур. При этом выключатель 28 чающий в себя дифференциальный мехаотключает электродвигатель 22. Переклю.- 10 низм, соединенный одним звеном с чая передачи в коробке 17, устанавливают коробкой передач, другим через дополнипоследовательно заложенные в ней фикси- тельный редуктор - с электродвигателем, а рованные величины скольжвйия и-каждый третьим посредством карданных валов и раэ раскручивают барабан до заданной ско- двух конических зубчатых передач — с элекрости и определяют момент на колесе, По 15 тродвигателем ветви привода барабана. йолученным эначенйям момента: и извеСт- 2. Стенд по п.1. отличающийся ным величинам скольжения строят:графйк. тем, что дополнительный редуктор устройТаким образом, предлагаемый стенд. ства регулирования момента снабжен стоимеет более широкие функциойалЬные воэ-". порам с выключателем электродвигателя, можности и более высокий КПД благодаря 20 3. Стенд по йЛ; о тit è ч а ю шийся ,новому принципу формирования крутящего тем, что колесо и барабан снабжен устроймомента в замкнутом силовом контуре и уп- ствами для измеерния частоты вращения. равления переходом от одного режима ис-- . 4. Стенд по п.1. отличающийся пытаний шин к другому,::... - тем, что устройство регулирования момента

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 25 снабжено механизмом перемещения по на1, Стенд для испытаний колес-с эластич- - правляющим, расположенным вдоль линии, ными шинами, выполненный по схеме зам проходящей через оси колесам и барабана, кнутого силового контура с двумя. ветвями перпендикулярно им, приеода соединенными передачей, содер- 5, Стенд по п,t. отличающийся жащей беговой барабан, соедйнейный че- 30 тем, что редуктор соединен с алектродвигарез редуктор с электродвигателем, телем и барабаном посредством карданных нагрузочное устройство, ступицу с колесом, . валов,