Стенд для испытаний колес с эластичными шинами

(51)5 С 01 1 Й КОМИТЕТЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕ ПО ИЗОБРЕТЕ ПРИ ГКНТ ССС. (72) И;М. Рябов, В.А, Гудков, В,Н. Тарйовский, В.П, Кубраков и В,В. Мир-Касимов (56) Авторское свидетельство СССР М 487331, кл, 0 01 М 17/02, 1975.(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КОЛЕС С ЭЛАСТИЧНЫМИ ШИНАМИ(57) Изобретение относйтся к испытательной технике, а именно к стендамдля испытания колес с эластичными шинами. Цель изобретения - расшйренИе фуйкциональных возможностей и повышение КПД, Стенд выполнен по схеме замкнутого "силового контура с двумя ветвями привода: барабана 1 и колеса 3. Ветвь приводаколеса снабжена устройством 14 регулированияМомента; включающим в себя дифферейциэльный 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,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. Знай и величина момента в силовом контуре в первом виде испытаний определяются знаком и величиной момента электродвигателя 22, 2 ил,Изобретение относится к стендам дляиспытания колес с эластичными шинами наизнос протектора,Известен барабанный стенд для испытания шин, содеркащий вращающийся металлический барабан, внутренняяповерхность которого имитирует дорожноепокрытие, и передающий крутящий моментот привода на вал, на котором смонтирована шина, причем шина укреплена на самоходной тележке, на которой установленьсменная подвеска с карданом и дополнительная зубчатая передача,Недостатком стенда является использование разомкнутого силового контура,вследствие чего при передаче значительныхкрутящих моментов требуются электродвигатели большой мощности, Это увеличиваетгабариты стенда, требует наличия мощнойпитающей сети, снижает КПД стенда.Наиболее близким к предлагаемому является стенд для испытаний колес с эластичными шинами, выполненный по схемезамкнутого силового контура с двумя ветвями привода, соединенными гибкой передачей, и содеркащий беаовой барабан,.,соединенньй через редуктор с электродвигателем, нагрузочное устройство, ступицу сколесом, которая карданным валом соединена с,коробкой передач и электромагнитную муфту, установленную в ветви приводабарабана,Недостатком известного стенда является сложйость управления при переходе изведущего режима в тормозной и обратно,так как для этого необходимо переключениепередач;Кроме того, существенные потери энергии в злектромагнитной муфте; через которую идет вся циркулирующая мощность,снижают КПД стенда.Цель изобретения является -расширение функциональных возмокностей путемизменения принципов формирования крутящего момента в силовом контуре и управ.ления процессом перехода от ведущегорежима испытаний колеса к тормозному, атакже повышение КПД стенда за счет снижения потерь в приводе,Эта цель достигается тем, что в стендедля испытаций колес с эластичными шинами, ветвь привода колеса снабжена устройством регулирования момента,включающим в себя дифференциальный механизм, соериненный одним звеном с коробкой передач, другим черездополнительный редуктор - с электродвигателем, а третьим посредством карданныхвалов и других двух конических зубчатыхпередач - с электродвигателем ветви приво да барабана, причем дополнительный редуктор устройства регулирования моментаснобкен стопором с выключателем электродвигателя колесо и барабан снабжены уст 5 ройствами для измерения частотывращения, устройство регулирования момейта снабжено механизмом перемещенияпо направляющим, расположенным вдольлинии, проходящей через оси колеса и бара 10 бана перпендикулярно им, а редуктор соединен с электродвигателем и барабаномпосредством карданных валов,На фиг,1 изображена схема предлагаемого стенда для испытаний колес с эластич 15 ными шинами; на фиг.2 - зависимостьудельной тормозной силы колеса с эластичной шиной от скольжения,Стенд содержит беговой барабан 1, ступицу 2 для крепления испытуемого колеса с20 эластичной шиной 3, нагрузочный механизм4, например пневматический, и две ветвипривода: барабана 1 и колеса 3, соединенные карданным валом со шлицевым соединением 5 и двумя коническими зубчатыми25 передачами 6 и 7.Ветвь привода барабана содержит электродвигатель 8, соединенный карданным.валом 9 с конической передачей 6, редуктор10, соединенный карданными валами 11 с30 электродвигателем 8 и устройством 12 дляизмерения момента на барабане, котороезакреплено на валу барабана 1 вместе сдиском устройства 13 для измерения частоты вращения барабана,35 Ветвь привода колеса содержит устройство регулирования момента, выполненноев виде корпуса 14, включающее в себя дифференциальный механизм 15, соединенныйодним звеном водило) 16 через коробку 1740 передач и карданный вал 18 с устройствомдля измерения момента на колесо 19, закрепленном на валу ступицы 2, другим звеном (коронная шестерня) 20 - черездополнительный редуктор 21 с электродви 45 гателем 22, а третьим (солнечная шестерня)23 - с конической зубчатой передачей 7,Устройство регулирования моментаимеет направляющие 24 и винтовой механизм 25 перемещения, позволяющие пере 50 мещать узел крепления карданного вала 18к коробке 17 передач вдоль линии, проходящей через оси колеса и барабана, перпендикулярно им, и тем самым устанавливатьнеобходимые углы работы карданного вала55 18, На валу ступицы 2 закреплен диск устройства для измерения частоты вращенияколеса 26. ДопОлнительный редуктор 21имеет стопор 27 с выключателем 28, который закреплен на корпусе 14 и может входить в отверстие шестерни. Выключатель 28включен в цепь электродвигателя 22. В коробке 17 передач передачи подобраны исходя из того, что при испытании на стендеколес 3 различного диаметра в ведомом ре-жиме, вал электродвигателя 22 дополни тельного редуктора 21 не вращается; Таким образом число передач равно числу основных тйпоразмеров колес, йредйэзначеннйх дачу, Кроме того, в коробке 17 имеется дополнительный ряд передач, позволяющих задавать скольжения шины 5, 10, 15, 20,25, 30, 35,% при стопоренйи дополнительного редуктора 21 стопором 27. Эти передачи могут также использоваться для коррекции передач основного ряда при испытании колес, диаметр которых отличен отосновных типоразмеров, Передаточное чис ло дополнительного редуктора 21 зависит от номинальной скорости электродвигателя 22 и выбранного наибольшего сколожения при максимальной скорости колеса 3, задаваемой при испытаниях. 25 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 проведенияиспытания колеса другогодиаметра необходимо 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 (коронная шестерня) дифференциального механизма 15 благодаря правильному выбору передаточного числа коробки 17 передач не вращэетея 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 от-клфчен, 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 увеличениючастоты вращения электродвигателя 22, который своим вращением компенсирует скольжение шины, поддерживая заданный момент,Величина скольжения рассчитывается по формуле ЩЩгде -- отношение частот вращения шиныМщЩ/Му и барабана вб при работе колеса в ведомом режиме;-- отношение частот временная шийфИщны вш и барабана вб при работе колеса в ведущем или тормозном режиме,1749753 бР ,а/ Составитель И. РябовТехред М,МОргентал Ред ерб орректор Л, Бескид Подписноеа по изобретениям и открытиям при ГКЖ, Раушская наб., 4/5 Закай 2589 ВНИИПИ Го рственного коми 113035, Моске Производственно-издатсльский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 101 По величине скольжения можно косвен- которая посредством карданного вала соено судить об износостойкости шины в экс- динена с коробкой передач, устройства дляплуатации; 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 юДляпостроениякривойскольжения ши щ и й с я тем, что, с целью расширения-.;ны, например, с целью определения макси- функциональных воэможностей и повышемального сцеплейия стопором 27 стопорят ния КПД, ветвь привода колеса снабженадополнительный редуктор, т.е;"Замыкают устройством регулирования момента, вклюсиловой контур. При этом выключатель 28 чающий в себя дифференциальный мехаотключает электродвигатель 22, Переклю низм, соединенный одним звеном счая передачи в коробке 17, устанавливают коробкой передач, другим через дополнипоследовательно заложенные в ней фикси- тельный редуктор- с электродвигателем, а.рованные величиныскольжвйия и-каждый третьим посредством карданных валов ираэ раскручивают барабан до заданной ско- двух конических зубчатых передач - с элекростии определяют момент на колесе, По 15 тродвигателем ветви привода барабана.йолученньм эначенйям момента и извеСт. Стенд по п,1. о т л и ч а ю щ и й с яным величинам скольжения строят графйк тем, что дополнительный редуктор устройТаким образом, предлагаемый стенд ства регулирования момента снабжен стоимеет более широкие ФункциойалЬныевоэ-". порам с выключателем электродвигателя,можности и более высокий КПД благодаря 20 3. Стендпо йЛ; о т ли ч а ю щ и й с я;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. Стенд по п.1. о т л и ч а ю щ и й с япытаний шин к другому,-тем, что устройство регулирования моментаФ о р м ула и з об р е т е н и я25 снабжено механизмом перемещения по на 1, Стенд для испытаний колес с эластич- - правляющим, расположенным вдольлинии,ными шинами, выполненный по схеме зам проходящей через оси колесам и барабана,кнутого силового контура с двумя, ветвями перпендикулярно им,приеода соединенными передачей, содер, Стенд по п,1, о т л и ч а ю щ и й с яжащей беговой барабан, соедйнейный че тем, что редуктор соединен с алектродвигарез редуктор. с электродвигателем, телем и барабаном посредством карданныхнагрузочное устройство, ступицу с колесом, . валов,