一种用于车辆车轮的测试装置的制作方法

专利2022-05-10  2



1.本发明涉及静平衡和动平衡的测试技术领域,特别涉及一种用于车辆车轮的测试装置。


背景技术:

2.汽车在行驶过程中会遇到各种磕碰,从而就产生了轮毂表面划伤、擦伤、残缺等损坏及变形,在经过对轮毂翻新之后,就如同新品一样,节约了车主的维修成本。对于残缺损坏的轮毂进行修复后需要进行相关参数的测试,排除安全隐患后才能够装车使用,从而来保证车辆车轮的安全系数。但是目前的轮毂修复人员对车辆的轮毂进行修复后,由于受到检测设备的限制,只是使用市面上较为常见的动平衡仪对修复后的轮毂进行动平衡测量,此测量方法较为粗略,对于所修复后的轮毂是否会在车轮处于动态载荷的情况下发生二次变形和裂纹的情况却无法进行测试。而较为专业的和高精度的轮毂测量设备目前只是存在于轮毂生产线上,该设备虽然功能强大,检测精度高,能够对生产出来的轮毂进行多个参数的精确测试,但是该设备体积庞大价格昂贵,对于维修行业的从业者来说,采购此类型的设备用于修复后的轮毂检测是不现实的。
3.因此需要一种体积小、便于操作和价格适中的轮毂检测设备来辅助轮毂修复人员对所修复后的轮毂进行动态加载测试,测量轮毂在存在负载情况下相关参数是否在标准范围,从而能够检验轮毂修复后的质量,也能够指导轮毂修复工艺保证修复后的轮毂的安全系数。


技术实现要素:

4.为了解决上述背景技术中提出的问题,本发明提供了一种用于车辆车轮的测试装置,包括动态加载组件和摆差测量组件,通过动态加载组件对修复后的轮毂施加周期变化的负载,来检测所修复后的轮毂是否会存在变形开裂等现象;通过摆差测量组件检测轮毂内外轮辋端部的轴向跳动和径向跳动参数,来检测修复后的轮毂摆差参数是否在标准范围内。
5.为实现上述目的,本发明提供以下技术方案:一种用于车辆车轮的测试装置,包括测试台和主机,所述测试台包括第一台面和第二台面,所述第一台面上还设有动态加载组件、夹具组件和摆差测量组件,所述动态加载组件用于对待检测轮毂的内外轮辋端部进行周期可变负载的加载作用,所述夹具组件用于对待检测的轮毂进行夹紧和固定并能够实现轮毂的旋转作用,所述摆差测量组件用于对待检测轮毂进行内外轮辋端部的轴向和径向跳动的检测。
6.进一步的,所述夹具组件包括扩张机构、驱动轴和卡具,所述驱动轴下端连接有齿轮箱,所述驱动轴被齿轮箱内的齿轮组带动旋转,其中扩张机构安装于驱动轴端部的法兰盘处,能够对放置在法兰盘处的轮毂进行扩张夹紧。
7.进一步的,所述齿轮箱固定于第二台面上部,所述齿轮箱内的齿轮组与驱动电机
连接传动,所述驱动电机与主机连接工作状态受主机控制,所述驱动轴贯穿于第一台面安装,所述驱动轴中部安装有轴承,所述轴承与第一台面配合用于对驱动轴进行径向固定,防止驱动轴在带动轮毂旋转过程中因离心力而产生的驱动轴径向跳动的现象,所述驱动轴中部还安装有导电滑环,导电滑环实现了在驱动轴旋转运动的状态下对沉孔内的励磁线圈供电的目的,所述导电滑环与励磁线圈均与主机连接,工作状态受主机控制。
8.进一步的,所述驱动轴上端部固定有法兰盘,所述法兰盘上端面自中心向外放射状开有第一倒“t”形槽和第二倒“t”形槽,所述第一倒“t”形槽和第二倒“t”形槽在法兰盘上部端面分布的数量不少于四个,所述第一倒“t”形槽和第二倒“t”形槽相间式排布且位于法兰盘端面的等分位置,所述第一倒“t”形槽内滑动连接扩张机构。
9.进一步的,第二倒“t”形槽的矩形滑槽用于容纳固定螺母,在遇到诸如待检测的轮毂尺寸较大、轮毂较重和对轮毂进行加载测量的时候,需使用长螺栓穿过轮毂螺栓孔,通过长螺栓与第二倒“t”形槽内的螺母螺接将待检测的轮毂固定至法兰盘端部。
10.进一步的,所述法兰盘上端部自上而下开有第一沉孔,所述第一沉孔内壁四等分位置竖直开有滑槽,所述滑槽与轴杆的第二导向块配合能够实现对位于沉孔内的轴杆在轴向运动时对轴杆起导向的作用,并且轴杆沿其轴线的旋转运动被限制。
11.更进一步的,所述第一沉孔内设有的励磁线圈能够在通电的情况下激励出较强的磁场,从而能够使用励磁线圈所产生的强磁效应对位于沉孔内的轴杆进行吸引移动的目的。
12.所述扩张机构包括移动块和锥块,所述移动块一侧包括锥面部,所述移动块底部固定有第一导向块,所述第一导向块与第一倒“t”形槽滑动连接,所述移动块外表面开有沟槽,沟槽内安装有环形收紧带,其中环形收紧带具有弹性,能够实现移动块沿第一倒“t”形槽向外扩张滑移后的复位作用。
13.进一步的,所述锥块位于法兰盘的第一沉孔内,所述锥块上部端面开有圆形凹槽,所述圆形凹槽中心部位固定有螺纹杆,所述螺纹杆上螺接有第一螺母和第二螺母,所述锥块下部一体成型有轴杆,所述轴杆的四等分位置上固定有第二导向块,所述第二导向块与第二沉孔内的滑槽滑动配合能够对轴杆的上下往复轴向运动起导向的作用。
14.更进一步的,所述轴杆下部端面自下而上开有第二沉孔,所述第二沉孔内设有回位弹簧,回位弹簧能够实现轴杆向下下压运动后的回弹复位作用,所述卡具包括支座和支臂,所述支座为十字形结构,十字交汇处开有通孔,所述支座和支臂通过铰轴铰接固定能够实现支臂相对于支座夹角的改变,增强了卡具的适用范围。
15.其中,所述支臂另一端螺接有锥头螺杆,所述锥头螺杆下部设有锥座,通过锥座能够实现,当需要对尺寸较大或较重的轮毂进行检测的时候,通过对待检测的轮毂螺栓孔使用卡具配合锥块进行夹紧定位的目的,并且由于卡具的支座和支臂通过铰轴铰接,所以通过调整支座和支臂的相对位置来适应不同尺寸的轮毂,所述卡具通过支座的通孔与螺纹杆连接,并通过第一螺母和第二螺母进行紧固,并且在支臂上纵向开有长孔,锥头螺杆穿过长孔通过锁紧螺母固定支臂上。
16.所述动态加载组件包括竖直移动部和水平移动部,所述竖直移动部包括互相配合的第一齿条导轨和第一滑块,所述第一滑块通过第一电机驱动,所述第一滑块上水平连接有第二齿条导轨,所述第二齿条导轨上连接有第二滑块,所述第二滑块通过第二电机驱动,
所述第二滑块下部连接有加载部,所述加载部包括互相垂直的水平加压辊和竖直加压辊,所述水平加压辊和竖直加压辊上均安装有径向压力传感器。
17.进一步的,水平加压辊和竖直加压辊能够实现轮毂在旋转运动时对轮辋的内外端面进行轴向和径向的加载作用,使用水平加压辊和竖直加压辊对修复后的轮毂进行加载测试,从而测试修复后的轮毂是否会出现变形和裂纹的现象,其中水平加压辊和竖直加压辊的轴径上均安装有径向压力传感器,能够检测轮辋边缘处径向和轴向反作用力的变化,并通过径向压力传感器所捕捉到的反作用力的变化规律来分析判断所修复的轮毂的轮辋端部的抗屈服强度是否符合标准。
18.更进一步的,通过第一齿条滑轨和第一滑块的配合能够实现所加负载大小的变化,并能够控制所加负载值的线性连续可变,其中,第一齿条滑轨和第一滑块、第二齿条导轨和第二滑块共同配合实现了调整加载部与待检测轮毂的相对位置,其中,第一电机、第二电机、径向压力传感器均与主机连接。
19.其中,所述摆差测量组件包括互相配合的第三齿条导轨和第三滑块,所述第三滑块通过第三电机驱动,所述第三滑块上连接有第四齿条导轨,所述第四齿条导轨上连接有第四滑块,所述第四滑块通过第四电机驱动,所述第四滑块上连接有激光扫描仪。
20.进一步的,在轮毂直径和宽度尺寸数据输入主机后激光扫描仪能够在第三滑块和第四滑块的带动下调整与轮毂的内外轮辋端部的相对位置,对轮毂的内外轮辋端部进行摆差扫描测量。
21.更进一步的,第三电机、第四电机和激光扫描仪均与主机连接,其工作状态受主机控制,所述激光扫描仪能够实现在待检测轮毂被驱动轴旋转驱动的状态下对轮毂进行内外轮辋端部的轴向和径向摆差的测量,通过激光扫描仪能够更精准的测量轮毂内外轮辋端部的轴向和径向摆差的数据,从而来检测所修复的轮毂是否存在轴向和径向摆差数据超出范围的现象,并且在检测到摆差数据超出范围时能够通过激光光束标记指示处出异常的部位,操作人员在观察到激光束指示的轮毂位置后着重检测该标记部位并对该部位进行二次修复处理。
22.更进一步的,激光扫描仪还能够与动态加载组件配合工作,实现在动态加载测试结束后对轮毂异常部位进行激光束照射标记,便于工作人员对找出轮毂异常的部位。
23.进一步的,所述第一台面为第一齿条导轨和第三齿条导轨的固定基座,所述第二台面通过检测台上的一对横梁固定用于支撑和固定齿轮箱,所述第一台面上开有矩形窗口用于加载部下行时的穿行。
24.本发明还提供了一种使用如上所述的测试装置对车辆车轮进行检测的方法,包括以下步骤:一.动态加载测试:步骤一:将轮毂放置于驱动轴的法兰盘上,确保轮毂中心孔与法兰盘同轴线,向主机输入夹紧指令使用夹具组件对轮毂实施夹紧,轮毂夹紧后通过长螺栓将轮毂钢性二次固定在驱动轴的法兰盘上;步骤二:轮毂被固定至法兰盘后,向主机输入轮毂的直径和宽度尺寸数值后,驱动电机旋转带动驱动轴旋转,而旋转的驱动轴将带动轮毂同步旋转;步骤三:向主机输入指令操控加载部移动依次对轮毂内外轮辋的端部进行加载测
试,加载部通过径向压力传感器将所捕捉的数据传输至主机内;步骤四:主机根据径向压力传感器传输的数据进行运算分析,判断该轮毂在修复后抗屈服强度是否符合标准,如不符合标准主机将控制激光扫描仪发出激光束,并操控驱动轴旋转来标记异常位置,便于工作人员找出轮毂异常部位,并对轮毂进行再次修复;二.摆差测试:步骤一:将轮毂放置于驱动轴的法兰盘上,确保轮毂中心孔与法兰盘同轴线,向主机内的控制面板输入夹紧指令使用夹具组件对轮毂实施夹紧;步骤二:轮毂被固定至法兰盘后,向主机输入轮毂的直径和宽度尺寸数值后,驱动电机旋转带动驱动轴旋转,而旋转的驱动轴将带动轮毂同步旋转;步骤三:激光扫描仪在第三滑块和第四滑块的带动下对轮毂内外轮辋端部进行轴向和径向摆差进行扫描测量,扫描后的数据传输至主机内;步骤四:主机对激光扫描仪传输的数据进行分析计算后判断轮毂内外轮辋端部的轴向和径向摆差是否超出范围,如果摆差值超出范围,主机控制激光扫描仪投射激光束,并操控驱动轴旋转来标记异常部位,便于维修人员找出轮毂异常部位,并对轮毂进行再次修复。
25.本发明的有益效果是:本发明通过动态加载组件和摆差测试组件对修复后的轮毂分别进行抗疲劳强度测量和径向、轴向的摆差测量,通过动态加载组件能够实现对轮毂内外轮辋的端部分别进行轴向和径向的加载测试,来检测修复效果和检测后的轮毂是否会因所加负载而产生变形和开裂的现象;通过径向和轴向摆差测试能够实现对修复后的轮毂的内外轮辋端部进行轴向和径向的摆差测量,测试轮毂摆差数据是否超出标准值,并找出异常的部位,并且动态加载组件和摆差测量组件能够相互配合共同对轮毂进行综合分析测试,从而能够检验轮毂修复后的质量,也能够指导轮毂修复工艺保证修复后的轮毂的安全系数。
附图说明
26.为了更清楚的说明实施例中的技术方案,以下将对实施例中的附图作简单地介绍。
27.图1为本发明测试台立体视图。
28.图2为本发明动态加载组件、夹具组件和摆差测量组件位置及结构视图。
29.图3为本发明驱动轴、夹具组件和扩张机构位置结构视图。
30.图4为本发明夹具组件结构视图。
31.图5为本发明卡具和夹具组件剖视图。
32.图中:1、测试台;2、主机;3、第一台面;4、第二台面;5、动态加载组件;6、夹具组件;7、摆差测量组件;8、扩张机构;9、驱动轴;10、卡具;11、齿轮箱;12、驱动电机;13、轴承;14、导电滑环;15、法兰盘;16、第一倒“t”形槽;17、第二倒“t”形槽;18、第一沉孔;19、滑槽;20、励磁线圈;21、移动块;22、锥块;23、锥面部;24、第一导向块;25、沟槽;26、环形收紧带;27、圆形凹槽;28、螺纹杆;29、第一螺母;30、第二螺母;31、轴杆;32、第二导向块;33、第二沉孔;34、回位弹簧;35、支座;36、支臂;37、通孔;38、铰轴;39、锥头螺杆;40、锥座;41、竖直移动部;42、水平移动部;43、第一齿条导轨;44、第一滑块;45、第一电机;46、第二齿条导轨;47、
第二滑块;48、第二电机;49、加载部;50、水平加压辊;51、竖直加压辊;52、径向压力传感器;53、第三齿条导轨;54、第三滑块;55、第三电机;56、第四齿条导轨;57、第四滑块;58、第四电机驱动;59、激光扫描仪;60、横梁;61、长孔;62、锁紧螺母;63、矩形窗口。
具体实施方式
33.以下结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。有关本发明的具体机械结构,在以下配合参考图1至图5对结构的详细说明中将可清楚的呈现,以下实施例中所提到的结构内容,均是以说明书附图为参考。
34.如图1至图5所示,本实施例的用于车辆车轮的测试装置,包括测试台1和主机2,测试台1包括第一台面3和第二台面4,第一台面3上还设有动态加载组件5、夹具组件6和摆差测量组件7,动态加载组件5用于对待检测轮毂的内外轮辋端部进行周期可变负载的加载作用,夹具组件6用于对待检测的轮毂进行夹紧和固定并能够实现轮毂的旋转作用,摆差测量组件7用于对待检测的轮毂进行内外边缘处端面的轴向和径向跳动的检测。
35.夹具组件6包括扩张机构8、驱动轴9和卡具10,驱动轴9下端连接有齿轮箱11,驱动轴9被齿轮箱11内的齿轮组带动旋转,齿轮箱11固定于第二台面4上部,齿轮箱11内的齿轮组与驱动电机12连接传动,驱动轴9贯穿于第一台面3安装,驱动轴9中部安装有轴承13,轴承13与第一台面3配合用于对驱动轴9进行径向固定,驱动轴9中部还安装有导电滑环14。
36.具体的,齿轮箱11需为减速装置,用以防止驱动电机12过载的现象,同时在检测较重的轮毂时能够顺利的通过驱动轴9对轮毂进行旋转驱动。
37.驱动轴9上端部固定有法兰盘15,法兰盘15上端面自中心向外放射状开有第一倒“t”形槽16和第二倒“t”形槽17,第一倒“t”形槽16和第二倒“t”形槽17在法兰盘15上部端面分布的数量不少于四个,第一倒“t”形槽16和第二倒“t”形槽17相间式排布且位于法兰盘15端面的等分位置,第一倒“t”形槽16内滑动连接扩张机构8,第二倒“t”形槽17的矩形滑槽19用于容纳固定螺母,法兰盘15上端部自上而下开有第一沉孔18,第一沉孔18内壁四等分位置竖直开有滑槽19,第一沉孔18内还设有励磁线圈20。
38.更具体的,励磁线圈20需使用强磁的线圈从而能够保证励磁线圈20在通电状态下所产生的磁场能够克服回位弹簧34和环形收紧带26共同作用产生的向上的阻力,对轴杆31进行磁力吸引运动。
39.扩张机构8包括移动块21和锥块22,移动块21一侧包括锥面部23,移动块21底部固定有第一导向块24,第一导向块24与第一倒“t”形槽16滑动连接,移动块21外表面开有沟槽25,沟槽25内安装有环形收紧带26。
40.具体的,环形收紧带26选用耐腐蚀和弹性效果好的橡胶材质才能够保证移动块21在向外扩张后的复位效果。
41.锥块22位于法兰盘15的第一沉孔18内,锥块22上部端面开有圆形凹槽27,圆形凹槽27中心部位固定有螺纹杆28,螺纹杆28上螺接有第一螺母29和第二螺母30,锥块22下部一体成型有轴杆31,轴杆31的四等分位置上固定有第二导向块32,第二导向块32与第二沉孔33内的滑槽19滑动配合,轴杆31下部端面自下而上开有第二沉孔33,第二沉孔33内设有回位弹簧34,卡具10包括支座35和支臂36,支座35为十字形结构,十字交汇处开有通孔37,支座35和支臂36通过铰轴38铰接固定,支臂36另一端螺接有锥头螺杆39,锥头螺杆39下部
设有锥座40,卡具10通过支座35的通孔37与螺纹杆28连接,并通过第一螺母29和第二螺母30进行紧固,所述支臂36上还开有长孔61,锥头螺杆39穿过长孔61通过锁紧螺母62固定于支臂36上。
42.具体的,卡具10只在对轮毂进行摆差测量辅助夹具组件6对较大尺寸和较重的轮毂进行定位使用,并不能用于轮毂和驱动轴9的钢性连接,并且在对卡具10进行紧固时只要保证锥头螺杆39的锥座40能够和轮毂的螺栓孔有一定的预紧度即可,如需将轮毂与驱动轴9进行钢性连接进行动态加载测试时,务必选用长杆螺栓穿过轮毂螺栓孔与法兰盘15上第二倒“t”形槽17内的螺母螺接对轮毂进行夹紧固定。
43.动态加载组件5包括竖直移动部41和水平移动部42,竖直移动部41包括互相配合的第一齿条导轨43和第一滑块44,第一滑块44通过第一电机45驱动,第一滑块44上水平连接有第二齿条导轨46,第二齿条导轨46上连接有第二滑块47,第二滑块47通过第二电机48驱动,第二滑块47下部连接有加载部49,加载部49包括互相垂直的水平加压辊50和竖直加压辊51,水平加压辊50和竖直加压辊51上均安装有径向压力传感器52。
44.具体的,水平加载辊50和竖直加载辊51端部与轮毂接触的部分需包裹有聚乙烯材质,从而能够满足在对轮毂内外轮辋端部施加负载时不会对轮毂造成二次伤害,又能够保证对轮毂内外轮辋端部的足够压力。
45.摆差测量组件7包括互相配合的第三齿条导轨53和第三滑块54,第三滑块54通过第三电机55驱动,第三滑块54上连接有第四齿条导轨56,第四齿条导轨56上连接有第四滑块57,第四滑块57通过第四电机驱动58驱动,第四滑块57上连接有激光扫描仪59。
46.具体的,激光扫描仪59需选用宽幅的扫描设备,从而能够满足激光扫描仪59对轮毂内外轮辋端部进行摆差测量时,其扫描区间能够完整的覆盖轮毂内外轮辋的端部所要测量的区域,并且在轮毂直径和宽度尺寸数据输入主机2后激光扫描仪59能够在第三滑块54和第四滑块57的带动下调整与轮毂的内外轮辋端部的相对位置,实现对轮毂的内外轮辋端部进行摆差扫描测量。
47.第一台面3为第一齿条导轨43和第三齿条导轨53的固定基座,第二台面4通过检测台上的一对横梁60固定用于支撑和固定齿轮箱11,第一台面3上开有矩形窗口63用于加载部49下行时的穿行。
48.基于如上所述的用于车辆车轮的测试装置,本发明还提供了一种使用如上所述的测试装置对车辆车轮进行检测的方法,包括以下步骤:一.动态加载测试:步骤一,将轮毂放置于驱动轴9的法兰盘15上,确保轮毂中心孔与法兰盘15同轴线,向主机2输入夹紧指令使用夹具组件6对轮毂实施夹紧,轮毂夹紧后通过长螺栓将轮毂钢性二次固定在驱动轴9的法兰盘15上;步骤二,轮毂被固定至法兰盘15上后,向主机2输入轮毂的直径和宽度尺寸数值后,驱动电机12旋转带动驱动轴9旋转,而旋转的驱动轴9将带动轮毂同步旋转;步骤三,向主机2输入指令操控加载部49移动依次对轮毂内外边缘进行加载测试,加载部49通过径向压力传感器52将所捕捉的数据传输至主机2内;步骤四,主机2根据径向压力传感器52传输的数据进行运算分析,判断该轮毂在修复后抗屈服强度是否符合标准,如不符合标准主机2将控制激光扫描仪59发出激光束,并操
控驱动轴9旋转来标记异常位置,便于工作人员找出轮毂异常部位,并对轮毂进行再次修复;二.摆差测试:步骤一,将轮毂放置于驱动轴9的法兰盘15上,确保轮毂中心孔与法兰盘15同轴线,向主机2输入夹紧指令使用夹具组件6对轮毂实施夹紧;步骤二,轮毂被固定至法兰盘15上后,向主机2输入轮毂的直径和宽度尺寸数值后,驱动电机12旋转带动驱动轴9旋转,而旋转的驱动轴9将带动轮毂同步旋转;步骤三,激光扫描仪59在第三滑块54和第四滑块57的带动下对轮毂的内外轮辋端部进行轴向和径向摆差扫描测量,扫描后的数据传输至主机2内;步骤四,主机2对激光扫描仪59传输的数据进行分析计算后判断轮毂内外轮辋端部的轴向和径向摆差是否超出范围,如果摆差值超出范围,主机2控制激光扫描仪59投射激光束,并操控驱动轴9旋转来标记异常部位,便于维修人员找出轮毂异常部位,并对轮毂进行再次修复。
49.以上描述是对本发明的进一步解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在不违背本发明的基本结构的情况下,本发明可以作任何形式的修改。
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