Стенд для исследования давлений в области контакта колеса с опорной поверхностью — SU 985734 (original) (raw)

изобретения рловский филиал Донецкого ордена Трудового политехнического института Заявмтел ИССЛЕДОВАНИЯ ДАВЛЕНИЙ В,ОБЛАСТИ КОКОЛЕСА С ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬВ СТ ои по ако на й ли.точ. 1Изобретение относится к стендовому оборудованию для исследования взаимодействияколес с пневматическими шинами с опорнойповерхностью.Известно устройство для измерения смл вконтакте колеса с опорной поверхностью,содержащее систему трехкомпонентных, тен.зометрических преобразователей, встроенныхв измерительной площадке и своими выводами подключенных к полумостам измерительной цени Щ,Недосыпсами известного устройства являются сложность конструкции и измерительнойцепи, чувствительность к влиянию внешнейсреды, трудоемкость тарировки и балансировки датчиков, а также возможность измерениятолько удельных нормальных давлений и тангенциальных напряжений в отдельных областях контакта шины с опорной поверхностью,Наиболее, близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для исследования давлений в области контакта колеса с опорной поверхностью, содержащее устройство для закрепления и привод исследуемого колеса, опорный элемент, состоящийиэ двух блоков, изготовленных из оптически неактивного материала, между которымиперпендикулярно опорной поверхности установлена измерительная пластина иэ оптически 5 чувствительного материала, поляризационнуюи проекционную установку с экраном, фото.камеру с блоком уцравлеиия и блок управ.пения стендом 21.Известный стенд позволяет проводить иссле.10дования давлений в области контакта колесас ойорн верхностью методом фотоупругос.ти, одн нем измерениенормальных силвозможно только по одной линии пятна кон.15такта колеса с опорной поверхностью.Известный стенд не позволяет наблюдатьхарактер распределения нормвлыщх ащ повсей зоне контакта колеса с опорной поверьностью и исключает возможность сршнейия зто.го характера с оптимальным, а форма опор.ного элемента искажает реалвйае условия взаимодействия колеса с дорогой.Зпюры нормальных сил по продольнонии контакта в этом случае зависят отности установки колеса по отношению к вертикальной оси симметрии опорного элемента, что не позволяет использовать известный стенд для контроля эксплуатационного состояния колеса с пневматической шиной.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда и использова ние его для контроля эксплуатационного соЪтояния пневматических шин.Указанная цель достигается тем, что у стенда для исследования давлений в области контакта колеса с опорной поверхностью, характе. ризующемся совокупностью существенных признаков, опорный элемент выполнен в виде параллелепипеда, установленного нижней своей гранью на плоской горизонтальной опоре, причем измерительная пластина из оптически чувствительного материала расположена перпендикулярно направлению качения исследуемого колеса, а привод колеса имеет механизм дискретного перемещения с индикатором перемещения колеса и синхронно связан с проекционной установкой. Кроме того, механизм дискретного перемещения колеса содержит штангу с попереч. ными сквозными равноудаленными отверстия. ми и шаговый двигатель, кинематически, свя. занный со штангой, например, посредством зубчатой передачи, и подключенный к блоку управления стендом, а индикатор перемещения колеса выполнен в виде фотодатчика, установленного против отверстий упомянутой штанги, и подключен к блоку управления фотокамерой.Проекционная установка содержит устройство для подачи эталонных масок, состоящее из кассеты с эталонными. масками в рамках, кинематически связанной с механизмом подачи и возвращения масок в поле экрана, механизма перемещения кассеты и электропривода, подключенного к блоку управлении стендом.На чертеже изображена схема стенда, Стенд содержит фотоупругую пластинку 1, материал которой становится оптически анизатропным под действием механической нагрузки и имеет такой же модуль упругости как прозрачные оптически изотропные блоки 2 и 3, между которыми она вмонтирована, причем верхние грани блоков 2, 3 и пластинки 1 образуют горизонтальную опорную площадку 4, а нижние их грани установлены на горизонтальной опоре 51 оптическую систему, состоящую иэ двух частей 6 и7, механизм 8 дискретного перемещения, узел 9 фиксирования и сравнения полученной информации, а также нагрузочное устройство 10 и блок 11 управления стендом.5 О Первая часть б оптической системы, раз. мещенная перед фотоупрутой пластинкой 1, включает последовательно установленные рс. ветитель 12, светофильтр 13, оптический конденсатор 14, фильтр 15, поляризатор 16, четвертьволновую пластинку 17 в откидной оправе, Вторая часть 7 оптической системы размещена за пластинкой 1 и включает последовательно установленные четвертьволновую пластинку 18 в откидной оправе, анализатор 19, объектив 20 и демонстрацион.ный экран 21. Механизм 8 дискретного перемещения состоит из штанги .22 шагового двигателя 23, индикатора 24 перемещения,1 э включающего фотодатчик 25 и источник26 света, в электрическую цепь питания которого введен выключатель в виде кнопки К с фиксированным положением. Один конец штанги 22 снабжен захватом 27, другой 20 установлен в направляющей 28, Штанга 22кинематически связана посредством зубчатой передачи 29 с двигателем 23, а источник 26 света оптически связан с фотодатчиком 25 через сквозные равноудаленные отверстия 30 25 в штанге 22. Узел 9 фиксирования и сравне.ния полученной информации включает механизм 31 цодачи и возврата сменных эталонных масок, фотокамеру 32 с блоком 33 ее управления, связанного с фотодатчиком 25, и рам- ЗО ку 34 для установки эталонной маски. Блок33 управления фотокамерой 32 выполнен в виде электромагнита с подвижным якорем, Механизм 31 подачи сменных эталонных масок включает кассету 35 с эталонными масками в рамках, толкатель 36 с захватом и электропривод 37, который кинематически связан с кассетой 35 и толкателем 36, а электрически - с блоком 11 управления стендом.Стенд работает следующим образом.Шина устанавливается на площадку 4, спомощью захвата 27 соединяется со штангой 22 и нагружается устройством 10 до номинальной величины, При этом положение штан 4 ги 22 регулируется таким образом, чтобыоптическая ось индикатора 24 перемещения была совмещена с осью первого по ходу перемещения штанги 22 отверстия 30, В этом случае передний фронт пятна контакта шины 56при нормальном ее техническом состоянии должен соответствовать началу входа шины в контакт с пластиной 1 (фиг. 1), После этого включается осветитель 12 оптической системы, Измерение нормальных сил в области контакта шины с опорной поверхностью фф осуществляется следующим образом.Воздействием на кнопку К индикатора 24перемещения замыкается электрическая цепь питания источника 26 света. Свет от послед.шаг эквивалентно-поступательному перемещению штанги 22 на величину, равную расстоянию между осями смежных отверстий 30 в штанге 22, и снова приводит в движение толкатель 36, который своим захватом извлекает вторую эталонную маску из кассеты 35 и устанавливает ее в рамку 34. В это время двигатель 23 механизма дискретного перемещения через зубчатую передачу 29 перемещает штангу 22 до совмещения следующего отверстия 30 в ней с оптической осью индикатора 24 перемещения. Испытуемая шина, увлекаясь захватом 27 штанги 22, перекатывается по опорной площадке 4 и входит в контакт с пластинкой 1 другим своим участком, взаимодействует с ней, вызывая формирование второй интерференционной картины, В дальнейшем процесс повторяется до тех пор, пока шина не выйдет из контакта с пласпшкой 1,Предлагаемая конструкция стенда позволяет в условиях автотранспортных предприятий осуществлять диагностирование эксплуатационного состояния шин транспортных средств путем анализа картин распределения нормальных сил в различных сечениях площади контакта шины с опорной поверхностью с высокой точностью и при необходимости вести процесс измерения,в автоматическом режиме. Причем постановка диагноза в этом случае возможна в двух режимах: режиме экспресс- диагностирования с разделением испытуемых шин но признаку, Тоден", "Не годен"; режиме качественного анализа распределения нормальных сил в контакте шины с опорной поверхностью.Использование предлагаемого стенда повышает точность определения эксплуатационного состояния шины и сокращает затраты труда и времени на нх диагностирование. Кроме того, оптимизация диагностических параметров шин позволит снизить расход топли ва до 5 - 7%, повысить долговечность шин на 6%. 5 985734 него попадает через отверстие 30 на фото- датчик 25, который вырабатывает электрический импульс, поступающий на блок 33 управления фотокамерой 32, Якорь электро. магнита блока 33 воздействует на спускной э механизм фотокамеры 32, с помощью которой фотографируется изображение на демонстрационном экране 21, Если шина вошла в соприкосновение с пластиной 1, то иэображение на экране 21 представляет собой интерфе. 10 ренционную картину, полученную вследствие двойного лучепреломления в пластинке 1, под воздействием приложенной со стороны шины нагрузки. После проведения операции запуска стенда в работу с фотокамеры 32 по цепи обратной связи поступает сигнал на блок 11 управления,С блока 11 подается управляющий импульс одновременно на двигатель 23 устройства дискретного перемещения и электропривод 37 механизма 31 подачи и возврата сменных эталонных масок. По этой команде двигатель 23 через зубчатую передачу 29 обеспечивает перемещение штанги 22 с испьпуемой шиной, которая при этом будет перекатываться25 по площадке 4, на величину, равную расстоянию между осями отверстий 30 в штанге 22, Одновременно с этим электропривод 37 механизма 31 подачи сменных эталонныхмасок посредством кинематической связи меха нического типа перемещает кассету 35, а толкатель 36 своим захватом увлекает первую по ходу движения кассеты эталонную маску и устанавливает ее в рамке 34 в поле экрана 21. При совмещении оси второго отверстия 30 в штанге 22 с оптической осью индикатора 24 перемещения свет от источни. ка 26 света попадает на фотодатчик 25, Элект рический импульс с его выхода поступает на блок 33, якорь которого воздействует на спусковой механизм фотокамеры 32, посредством которой фотографируются два наложенных друг на друга изображения интерференционных картин, проектируемых на экране 21, полученных вследствие двойного лучепреломпения в пластинке 1 при ее деформации под воздействием нагрузки со стороны испытуемой шины, полученной по изображению на эталонной маске.После съемки совмещенных изображений с фотокамеры 32 по цепи обратной связи поступает сигнал на блок 11 управления стен дом, откула подается импульс соответственно на двигатель 23 и электропривод 37 механизма 31 перемещения кассеты 35, ЭлектроЯ привод 37 через кинематическую связь приводит в движение толкатель 36, который возвращает первую эталонную маску в гнездо кассеты, перемещает кассету 35 на один Формула изобретения 1. Стенд для исследования давлений в области контакта колеса с опорной поверх. ностью, содержащий устройство для закрепления и привод исследуемого колеса, опор. ный элемент, состоящий из двух блоков, изготовленных из оптически неактивного материала, между которыми перпендикулярно опорной поверхности установлена измерительная пластина из оптически чувствительного материала, поляризационную и проекционную установку с экраном, фотокамеру с блокомИИПИ Заказ 101 бО/бираж 887 Подписное 7 98573 управления и блок управления стендом, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью рас ширения функциональных воэможностей стен. да и использования его для контроля зксплу. атационного состояния пневматических шин, 5 опорный элемент выполнен в виде параллелепипеда, установленного нижней своей гранью на плоской горизонтальной опоре, причем из мерительная пластина из оптически чувствительного материала расположена перлендику. 1 О лярно направлению качения исследуемого колеса, а привод колеса имеет механизм дискретного перемещения с индикатором пе. ремещения колеса и синхронно связан с проекционной установкой, 52. Стенд по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что механизм дискретного перемещения колеса содержит штангу с поперечными сквозными равноудаленными отверстиями и шаговый двигатель, кинематически свя 20 занный со штангой, например, посредством Филиал ППП "Патент", Ужгород, ул. Проектная,4 зубчатой передачи и подключенный к блокууправления стендом, а индикатор перемещения колеса выполнен в виде фотодатчика,установленного против отверстий упомянутойштанги, и подключен к блоку управленияфотокамерой.3. Стенд по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что проекционная установка содержит устройство для подачи эталонных масок,состоящее иэ кассеты с эталонными маскамив рамках, кинематически связанной с меынизмом подачи и возврата масок в полеэкрана, механизма перемещения кассеты излектропривода, подключенного к блоку управления стендом,Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Цымбалин В. И. и др. Испытание автомобилей, М., "Машиностроение", 1978, с. 145,2. Авторское свидетельство СССР У 631791,кл. 6 01 1. 1/24, опублик. 1978 (прототип),

Смотреть

Стенд для исследования давлений в области контакта колеса с опорной поверхностью