Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
Приоритеты:
подача заявки: 2002-05-23
публикация патента: 27.02.2004
Использование: измерение проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности при стендовых испытаниях пневматических колес. Измерительный элемент, расположенный в выемке опорной плиты ниже уровня опорной поверхности, выполнен в виде электромагнита, жестко закрепленного на оси, имеющей возможность осевого перемещения в опорах. Ось контактирует с датчиком проскальзывания и установлена на тележке, имеющей возможность перемещения перпендикулярно указанной оси и контактирующей с другим датчиком проскальзывания. В наружной части протектора шины закреплен металлический элемент, взаимодействующий с электромагнитом. Технический результат: обеспечение одновременного определения значительных величин продольного и поперечного проскальзываний протектора шины относительно реальной опорной поверхности. 2 ил.
Устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности, содержащее измерительный элемент, расположенный в выемке опорной плиты с возможностью перемещения относительно опорной поверхности этой плиты, отличающееся тем, что измерительный элемент, расположенный ниже уровня опорной поверхности, выполнен в виде электромагнита, жестко закрепленного на оси, имеющей возможность осевого перемещения в опорах, контактирующей с датчиком проскальзывания и установленной на тележке, имеющей возможность перемещения перпендикулярно укачанной оси и контактирующей с другим датчиком проскальзывания, при этом устройство снабжено металлическим элементом, предназначенным для установки в наружной части протектора шины и взаимодействующим с электромагнитом.
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 частью 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 производится киносъемка площади контакта шины через стекло. Измерение проскальзывания производится путем покадрового измерения расстояния до точки, отмеченной гуашью на выступе протектора, от линий сетки на стекле (см. книгу Третьяков О. Б., Гудков В.А., Тарнавский В.Н. Трение и износ шин. - М.: Химия. 1992. Стр.47). Основным недостатком этого устройства является низкая точность измерения проскальзывания протектора шины относительно реальной опорной поверхности, так как, во-первых, происходит изменение коэффициента трения в зоне контакта вследствие установки измерительного элемента, выполненного в виде закаленного стекла, в выемке опорной плиты, во-вторых, отсутствует возможность точного 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, расположенный в выемке опорной плиты, а именно в щели или цилиндрическом отверстии, с возможностью перемещения относительно опорной поверхности этой плиты. Измерительный элемент выполнен в виде иглы и расположен в выемке таким образом, что он выступает из опорной плиты и имеет возможность контакта с наружной частью протектора шины. Измерительный элемент соединен с датчиком механической связью. Датчик установлен в этой же выемке опорной плиты. При скольжении наружной части протектора шины относительно опорной поверхности происходит перемещение измерительного элемента в щели или цилиндрическом отверстии. Перемещение измерительного элемента в щели позволяет определить с помощью датчика величину лишь продольного или поперечного проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности. Перемещение иглы в цилиндрическом отверстии позволяет одновременно определять с помощью датчика небольшие величины продольного и поперечного проскальзываний протектора шины относительно опорной поверхности без значительных нарушений реальных условий в зоне контакта. Однако при измерении значительных величин проскальзываний протектора шины относительно реальной 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). Основным недостатком описанного устройства является отсутствие возможности обеспечения одновременного измерения значительных величин продольного и поперечного проскальзываний протектора шины относительно реальной опорной поверхности, 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 исследований. Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи одновременного измерения значительных величин продольного и поперечного проскальзываний протектора шины относительно реальной опорной поверхности. Для достижения этого технического результата в устройстве для измерения просказывания протектора шины относительно опорной поверхности, содержащем измерительный элемент, расположенный в выемке опорной плиты с возможностью перемещения относительно опорной поверхности этой плиты, измерительный элемент, расположенный ниже уровня опорной поверхности, выполнен в виде электромагнита, жестко закрепленного на оси, имеющей возможность осевого перемещения в опорах, контактирующей с датчиком проскальзывания и установленной на тележке, имеющей возможность перемещения перпендикулярно указанной оси и контактирующей с другим датчиком проскальзывания. При этом устройство снабжено металлическим элементом, предназначенным для установки в наружной части протектора шины и взаимодействующим с электромагнитом. Одновременное измерение значительных величин продольного и поперечного проскальзываний протектора шины относительно реальной опорной поверхности обеспечивается выполнением измерительного элемента, расположенного ниже уровня реальной опорной поверхности и виде электромагнита, жестко закрепленного на подвижной оси, контактирующей с датчиком проскальзывания и установленной на подвижной тележке, контактирующей с датчиком проскальзывания, размещенным перпендикулярно вышеупомянутому датчику проскальзывания, при взаимодействии металлического элемента, установленного в наружной части протектора шины, с электромагнитом. Предлагаемое выполнение измерительного элемента, взаимодействующего с металлическим элементом, а также взаимное расположение подвижных опор и тележки позволяют одновременно измерять значительные величины продольного и поперечного проскальзываний протектора шины относительно реальной опорной поверхности при отсутствии заплывания резины протектора шины в цилиндрическое отверстие, приводящего в устройстве, являющемся прототипом, к нарушению реальных условий в зоне контакта. 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 но линии А-А фиг.1. Устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности содержит измерительный элемент, выполненный в виде электромагнита 1, обмотка которого соединена с источником тока (не показан). Электромагнит 1 жестко закреплен на оси 2, имеющей возможность осевого перемещения в подшипниках опор 3 относительно опорной поверхности 4 опорной плиты 5. Ось 2 контактирует с датчиком проскальзывания 6 и установлена с опорами 3 на тележке 7, имеющей возможность перемещения перпендикулярно оси 2 по направляющим 8 и контактирующей с датчиком 9. Таким образом, электромагнит 1 имеет возможность перемещения относительно опорной поверхности 4 опорной плиты 5 и в направлении, перпендикулярном оси 2. В наружной части 10 протектора шины установлен металлический элемент 11, взаимодействующий с электромагнитом 1. Электромагнит 1, ось 2, опоры 3, датчики проскальзывания 6, 9, тележка 7 с направляющими 8 размещены в выемке опорной плиты 5. Датчики 6 и 9 позволяют одновременно определять величины проскальзывания протектора шины колеса относительно реальной опорной поверхности 4 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, то есть величины продольного и поперечного проскальзываний. Устройство для измерения проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности работает следующим образом. При входе в контакт c опорной поверхностью 4 металлического элемента 11 подается ток в обмотку электромагнита 1. При этом происходит позиционирование электромагнита 1 напротив металлического элемента 11. При скольжении протектора шины с закрепленным в нем металлическим элементом 11 в продольном и поперечном направлениях относительно опорной поверхности 4 происходят перемещения электромагнита 1 с осью в опорах 3 и тележки 7 по направляющим. Величины проскальзываний в двух взаимно перпендикулярных направлениях определяются показаниями датчиков 6 и 9, вырабатывающих сигналы, пропорциональные перемещениям оси 2 и тележки 7. Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет измерять значительные величины продольного и поперечного проскальзываний протектора шины относительно реальной опорной поверхности.
