一種帶傳動式橡膠摩擦特性測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎摩擦學研宄領域，具體涉及一種帶傳動式橡膠摩擦特性測試系統(tǒng)，可為輪胎胎面橡膠材料摩擦、磨損性能提供有效的測試手段。同時可為測量不同速度下輪胎與路面的摩擦特性提供平臺。
【背景技術】
[0002]橡膠作為輪胎的主要組成部分，其摩擦特性很特殊，它并不符合庫侖摩擦定律。橡膠輪胎的機械特性很大程度上取決于橡膠的摩擦特性(尤其在一些極限工況下)。目前對橡膠摩擦的理論研宄尚不成熟。因此，橡膠摩擦的測試研宄對輪胎力學特性的研宄就十分重要。
[0003]另一方面，輪胎胎面花紋作為提高汽車性能，確保行駛安全的重要因素。其作用就是增加胎面與路面間的摩擦力，以防止車輪打滑，這與鞋底花紋的作用如出一轍。它提高了胎面接地彈性，在胎面和路面間切向力(如驅動力、制動力和橫向力)的作用下，花紋塊能產生較大的切向彈性變形。切向力增加，切向變形隨之增大，接觸面的“磨擦作用”也就隨之增強，進而抑制了胎面與路面打滑或打滑趨勢。因此，具有花紋特征的橡膠摩擦特性研宄相當重要。
[0004]為了研宄橡膠的摩擦特性，目前常見的橡膠摩擦臺有兩類:轉盤式和滑臺式摩擦臺。轉盤式的摩擦臺通常一方面由電機帶動轉盤，來模擬運動的路面，另一方面通過重力、液壓或者電缸加載的橡膠樣品和轉盤接觸，實現(xiàn)摩擦的過程，屬于旋轉運動；滑臺式試驗臺是由Im到5m之間的平板來模擬路面，橡膠的滑移運動一般通過直線導軌來實現(xiàn)，屬于直線運動。這些設備的開發(fā)很大程度地推動了摩擦理論的進步，但這些儀器的各自存在一些缺占.V.
[0005]轉盤式摩擦臺試驗樣品尺寸不宜較大，由于橡膠樣品在轉盤滑移時，內外側的滑移速度不一致，轉盤越小或者試驗樣品尺寸越大，這種現(xiàn)象越明顯，難以測試具有胎面花紋橡膠塊的試驗測試；滑臺式摩擦臺滑移速度、滑移位移較小，受到平板式的實際尺寸限制，橡膠的最大摩擦速度難以提升。因此，很有必要提出能夠結合兩者優(yōu)點的測試系統(tǒng)。
【發(fā)明內容】
[0006]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種能夠測試具有胎面花紋的大尺寸橡膠塊，且適用于高滑移速度、高滑移距離工況特點(即結合了兩種摩擦臺架優(yōu)點)的帶傳動式橡膠摩擦測試系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明公開了一種帶傳動式橡膠摩擦特性測試系統(tǒng)，主要由夾具模塊1、路面動力系統(tǒng)2和支撐框架3組成，所述夾具模塊I固定在支撐框架3的上框架301上，路面動力系統(tǒng)2由支撐框架3的懸臂梁框架302支撐，所述懸臂梁框架302與支撐框架3的下框架303固連；所述路面動力系統(tǒng)2中的路面?zhèn)魉蛶?05在電機的帶動下運動；所述夾具模塊I位于路面?zhèn)魉蛶?05的上方，其中含有液壓加載缸102和壓力傳感器，所述液壓加載缸102對其下方待測的橡膠樣品107施加載荷，使橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05摩擦接觸，并通過壓力傳感器對橡膠樣品107受到的壓力進行采集。
[0008]所述夾具模塊I中，液壓加載缸102通過固定座101的頂板固定在上框架301上，液壓加載缸102下方安裝第一直線導軌105，所述橡膠樣品107裝在容納盒106內，并與第一直線導軌105滑動連接；所述壓力傳感器包括垂直壓力傳感器103和水平壓力傳感器108，其中垂直壓力傳感器103安裝在液壓加載缸102與第一直線導軌105之間，水平壓力傳感器108 —端與固定座101的側板連接，另一端與容納盒106連接。
[0009]在所述液壓加載缸102與第一直線導軌105之間，垂直壓力傳感器103兩側安裝有導向桿件104。
[0010]所述的路面動力系統(tǒng)2主要由調速電機201、主動傳動軸207和安裝在主動傳動軸207上的主動轉鼓204、路面?zhèn)魉蛶?05、從動傳動軸211和安裝在從動傳動軸211上的從動轉鼓215組成；所述路面?zhèn)魉蛶?05安裝在主動轉鼓204和從動轉鼓215上并張緊，所述調速電機201通過傳動皮帶202將動力輸送至主動傳動軸207，進而帶動路面?zhèn)魉蛶?05運動。
[0011]所述主動傳動軸207兩端分別通過第一支座203和第二支座208支撐，并直接固定安裝在懸臂梁框架302上，從動傳動軸211兩端分別通過第三支座210和第四支座214支撐，并滑動安裝在懸臂梁框架302上的第二直線導軌212和第三直線導軌216上；所述主動轉鼓204與從動轉鼓215之間平行安裝有第一電缸209和第二電缸213，所述第一電缸209和第二電缸213 —端分別固定在懸臂梁框架302上，另一端分別與第三支座210和第四支座214連接。
[0012]所述下框架303上安裝有圖像采集儀206，用于檢測路面?zhèn)魉蛶?05與主動轉鼓204的相對位移。
[0013]所述第一支座203和第二支座208內部為圓柱軸承，第三支座210內部為球鉸與滑動軸承組合體，第四支座214內部為球鉸。
[0014]在所述懸臂梁框架302上裝有平面止推軸承217，所述平面止推軸承217位于路面?zhèn)魉蛶?05下方，并正對液壓加載缸102。
[0015]所述路面?zhèn)魉蛶?05材質為鋼，其上貼有不同等級的砂紙，以模擬不同附著的路面。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結合了轉盤式和導軌式摩擦臺架的優(yōu)點。可以實現(xiàn)覆蓋汽車輪胎在各種不同工況下(包含各種胎面橡膠、胎面花紋、各種負荷下胎面壓強、驅動制動時的滑移速度、不同路面橡膠輪胎)胎面與路面的摩擦系數(shù)的測量?？梢哉鎸嵎从巢煌ッ婊y的汽車輪胎與路面在各種滑移速度下的特性，克服了傳統(tǒng)臺架由于橡膠尺寸、滑移速度、滑移距離等的限制。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構立體圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結構主視圖；
[0019]圖3是圖2的俯視圖；
[0020]圖4是本發(fā)明中支撐框架的結構示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明中夾具模塊的主視圖；
[0022]圖中:
[0023]I夾具模塊；101固定座；102液壓加載缸；103垂直壓力傳感器；104導向桿件；105第一直線導軌；106容納盒；107橡膠樣品；108水平壓力傳感器；
[0024]2路面動力系統(tǒng)；
[0025]201調速電機；202傳動皮帶；203第一支座；204主動轉鼓；205路面?zhèn)魉蛶В?06圖像采集儀；207主動傳動軸；208第二支座；209第一電缸；210第三支座；211從動傳動軸；212第二直線導軌；213第二電缸；214第四支座；215從動轉鼓；216第三直線導軌；217平面止推軸承；
[0026]3支撐框架；
[0027]301上框架；302懸臂梁框架；303下框架。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明所公開的測試系統(tǒng)主要由夾具模塊1、路面動力系統(tǒng)2和支撐框架3組成。其中夾具模塊I固定安裝在支撐框架3的上框架301的下方，路面動力系統(tǒng)2安裝在支撐框架3內側。
[0030]如圖4所示，支撐框架3包括上框架301、懸臂梁框架302和下框架303。上框架301固定在下框架303上方，懸臂梁框架302與下框架303螺栓固定，懸臂梁框架302是懸臂在支撐框架3上，同時懸臂梁框架302與路面動力系統(tǒng)2安裝連接，并用于支撐整個路面動力系統(tǒng)2。
[0031]如附圖5所示，所述的夾具模塊I包括固定座101 ;液壓加載缸102 ;垂直壓力傳感器103 ;導向桿件104 ;第一直線導軌105 ;橡膠樣品容納盒106 ;橡膠樣品107 ;水平壓力傳感器108。其中，固定座101成倒“L”形，其頂部上側與上框架301固定，固定座101頂部下側與液壓加載缸102固定，第一直線導軌105位于液壓加載缸102下方，垂直壓力傳感器103和導向桿件104均安裝在液壓加載缸102與第一直線導軌105之間，且導向桿件104成對安裝在垂直壓力傳感器103兩側。橡膠樣品容納盒106位于第一直線導軌105下方，并可以相對于第一直線導軌105進行水平直線運動，橡膠樣品容納盒106內裝有帶花紋的橡膠樣品107，水平壓力傳感器108左端與固定座101側壁連接，右端與橡膠樣品容納盒106連接。
[0032]進行測量時，液壓加載缸102給橡膠樣品107在豎直方向上施加載荷，使橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05接觸摩擦，產生垂直壓力，并通過垂直壓力傳感器103進行測量。
[0033]可選地，所述的液壓加載缸102為伺服電缸或氣壓加載缸。
[0034]此時，由于水平壓力傳感器108分別與固定座101和橡膠樣品容納盒106連接，其可以測得橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05接觸摩擦時的切向力。
[0035]第一直線導軌105相對于橡膠樣品容納盒106可以水平直線運動，可以將橡膠樣品107與路面?zhèn)魉蛶?05摩擦時所產生的切向力傳遞到水平壓力傳感器108上，以保證水平切向力的準確。
[0036]可選地，所述的橡膠樣品107表面花紋為橫向花紋、縱向花紋、縱橫混合花紋、越野花紋等，亦可為光滑無花紋表面。
[0037]如附圖2、3所示，所述的路面動力系