Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова
Приоритеты:
подача заявки: 2002-04-11
публикация патента: 27.11.2003
Изобретение относится к стендовым испытаниям автомобильных шин для определения триботехнических параметров их протекторов. Устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности содержит измерительный элемент, размещенный в выемке опорной плиты с возможностью контакта с наружной поверхностью протектора шины. При этом измерительный элемент выполнен в виде шарика, опирающегося на взаимно перпендикулярные пары параллельных осей, взаимодействующих с датчиками поперечного и продольного проскальзываний. Данное изобретение обеспечивает возможность одновременного измерения значительных проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности в продольном и поперечном направлениях при минимальных нарушениях реальных условий в зоне контакта. 2 ил.
Устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности, содержащее измерительный элемент, размещенный в выемке опорной плиты с возможностью контакта с наружной поверхностью протектора шины, отличающееся тем, что измерительный элемент выполнен в виде шарика, опирающегося на взаимно перпендикулярные пары параллельных осей, взаимодействующих с датчиками поперечного и продольного проскальзываний.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при стендовых испытаниях шин для определения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности. Известно устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности, содержащее измерительный элемент, размещенный в выемке опорной плиты с возможностью контакта с наружной поверхностью протектора шины, и кинокамеру. Измерительный элемент выполнен в виде закаленного стекла с линиями масштабной сетки, нанесенной плавиковой кислотой. Кинокамера и колесо, имеющее возможность перемещаться относительно опорной плиты, расположены по разные стороны от последней. При качении колеса проводится киносъемка площади контакта шины с опорной поверхностью через закаленное стекло. Измерение проскальзывания протектора шины осуществляется путем покадрового определения расстояния от точки, отмеченной гуашью на выступе протектора шины, до линий масштабной сетки на закаленном стекле (см. книгу Третьякова О.Б., Гудкова В.А., Тарнавского В.Н. Трение и износ шин. - М.: Химия, 1992. - c.47). Однако точность измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности достаточно низка из-за того, что, во-первых, изменяется коэффициент трения в зоне контакта вследствие установки измерительного элемента, выполненного в виде закаленного стекла, в выемке опорной плиты; во-вторых, отсутствует возможность установления момента вхождения элемента протектора шины в контакт с опорной поверхностью и, соответственно, проскальзывания в этой части зоны контакта. Наиболее близким к предлагаемому изобретению, то есть прототипом, является устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности, содержащее измерительный элемент, выполненный в виде иглы, размещенной в выемке опорной плиты, а именно в щели или цилиндрическом отверстии, с возможностью контакта с наружной поверхностью протектора шины. Игла размещена в выемке таким образом, что она выступает из опорной плиты. Игла соединена с датчиком механической связью. Датчик установлен в этой же выемке, выполненной в опорной плите. При скольжении наружной поверхности протектора шины относительно опорной поверхности происходит перемещение иглы в щели или цилиндрическом отверстии. Перемещение иглы в щели позволяет определить с помощью датчика величину продольного или поперечного проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности. Перемещение иглы в цилиндрическом отверстии позволяет одновременно определять с помощью датчика небольшие величины поперечного и продольного проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности без значительных нарушений реальных условий в зоне контакта. При измерении значительных величин проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности возникает необходимость увеличения размеров цилиндрического отверстия (см. книгу Третьякова О.Б., Гудкова В.А., Тарнавского В.Н. Трение и износ шин. - М.: Химия, 1992. - с. 48). Недостатком вышеописанного устройства является отсутствие возможности обеспечения одновременного измерения значительных проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности в продольном и поперечном направлениях при минимальных нарушениях реальных условий в зоне контакта, так как при измерении значительных проскальзываний и, соответственно, увеличении размеров цилиндрического отверстия происходит заплывание резины протектора шины в цилиндрическое отверстие и нарушение реальных условий в зоне контакта, что приводит к снижению точности стендовых испытаний. Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения одновременного измерения значительных проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности в продольном и поперечном направлениях при минимальных нарушениях реальных условий в зоне контакта. Для достижения этого технического результата в устройстве для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности, содержащем измерительный элемент, размещенный в выемке опорной плиты с возможностью контакта с наружной поверхностью протектора шины, этот измерительный элемент выполнен в виде шарика, опирающегося на взаимно перпендикулярные пары параллельных осей, взаимодействующих с датчиками поперечного и продольного проскальзываний. Одновременное измерение значительных проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности в продольном и поперечном направлениях при минимальных нарушениях реальных условий в зоне контакта обеспечивается выполнением измерительного элемента в виде шарика, размещенного в выемке опорной плиты с возможностью контакта с наружной поверхностью протектора шины через отверстие малого диаметра, выполненное в опорной плите, причем сферическое движение шарика, обусловленное проскальзыванием протектора шины относительно опорной поверхности, передается взаимно перпендикулярно расположенным парам параллельных осей, взаимодействующих с датчиками поперечного и продольного проскальзываний. Предлагаемое расположение осей, взаимодействующих с датчиками поперечного и продольных проскальзываний, по отношению к измерительному элементу, выполненному в виде шарика, предотвращает поступательное перемещение элемента с центром масс, которое имеет место при использовании измерительного элемента, выполненного в виде иглы в устройстве, выбранном в качестве прототипа, и позволяет одновременно измерять значительные проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности в продольном и поперечном направлениях при минимальных нарушениях реальных условий в зоне контакта, а именно при отсутствии заплывания резины протектора шины в отверстие в устройстве, выбранном в качестве прототипа. Предлагаемое устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности поясняется чертежом, представленным на фиг. 1, схематично изображающей общий вид устройства, и на фиг.2, изображающей разрез по линии А-А фиг.1. Устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности содержит измерительный элемент, выполненный в виде шарика 1, размещенного в выемке опорной плиты 2 стенда для испытания шин с возможностью контакта через отверстие 3 с малым диаметром, выполненное в опорной плите 2, с наружной поверхностью протектора 4 шины испытуемого колеса. Нижней частью шарик 1 опирается на две взаимно перпендикулярные пары параллельных осей 5, 6 и 7, 8. Пара параллельных осей 5, 6 установлена в подшипниках опор 9. Пара параллельных осей 7, 8 установлена в подшипниках опор 10. На осях 5 и 7 закреплены диски 11 и 12, взаимодействующие с датчиком 13 поперечного проскальзывания и датчиком 14 продольного проскальзывания. Оси 6 и 8 являются дополнительными опорами шарика 1. Предлагаемое расположение осей 5, 6 и 7, 8 по отношению к шарику 1 предотвращает его поступательное перемещение с центром масс и обеспечивает его сферическое движение при наличии одновременно продольного и поперечного проскальзываний протектора 4 шины относительно опорной поверхности. Диаметр отверстия 3, обеспечивающего контакт шарика 1 с наружной поверхностью протектора 4 шины испытуемого колеса, меньше диаметра шарика 1. Датчики 13 и 14, установленные в выемке опорной плиты 2, позволяют определять величины продольного и поперечного проскальзываний протектора 4 шины испытуемого колеса относительно опорной поверхности. Устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности работает следующим образом. При скольжении протектора 4 относительно опорной поверхности в продольном и поперечном направлениях происходит сферическое движение шарика 1, преобразующееся во вращательное движение осей 5 и 7, взаимодействующих посредством дисков 11 и 12 с датчиками 13 и 14 поперечного и продольного проскальзываний. Величины поперечного и продольного проскальзываний определяются показаниями датчиков 13 и 14, вырабатывающих сигналы, пропорциональные угловым перемещениям осей 5 и 7. Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет одновременно измерять значительные величины проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности в продольном и поперечном направлениях в условиях, максимально приближенных к реальным.
