用于不平衡量的測(cè)量裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的用于不平衡量的測(cè)量裝置及其方法，在動(dòng)平衡測(cè)試裝置的延伸部設(shè)置平板式振動(dòng)件，振動(dòng)件僅在其所處平面的正交兩個(gè)方向上產(chǎn)生振動(dòng)，從而屏蔽驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生的不規(guī)則顫動(dòng)影響，集中地向傳感器組傳遞不平衡量引發(fā)的旋轉(zhuǎn)振幅、以及被檢測(cè)輪胎與旋轉(zhuǎn)軸自重形成的振動(dòng)數(shù)據(jù)，以期提高檢測(cè)數(shù)據(jù)精度、進(jìn)而提升不平衡質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)級(jí)尺度。測(cè)量裝置包括有連接于固定座與旋轉(zhuǎn)軸外殼之間的振動(dòng)件、傳感器組；振動(dòng)件的2個(gè)連接端，沿旋轉(zhuǎn)軸軸向中心線的延伸方向排列；傳感器組至少具有一個(gè)橫向傳感器和一個(gè)豎向傳感器，豎向傳感器平行于振動(dòng)件設(shè)置，橫向傳感器垂直于振動(dòng)件所在的平面。
【專利說明】用于不平衡量的測(cè)量裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于輪胎動(dòng)平衡不平衡量的測(cè)量裝置、以及基于此類測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)升級(jí)而提出的測(cè)量方法改進(jìn)，屬于橡膠機(jī)械與工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造橡膠輪胎的工藝過程中，需在線進(jìn)行一系列的檢測(cè)項(xiàng)目，如在輪胎出廠前必須經(jīng)過不平衡量的測(cè)試。由于設(shè)備公差和用料等原因，輪胎在生產(chǎn)過程中均存在不同程度的不均勻現(xiàn)象，即輪胎截面不會(huì)是完全的圓形。需要通過不平衡量的檢測(cè)以獲得其具體參數(shù)指標(biāo)，進(jìn)而準(zhǔn)確地評(píng)判輪胎制造的質(zhì)量等級(jí)。
[0003]基于橡膠輪胎的不平衡質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)級(jí)，在動(dòng)平衡檢測(cè)設(shè)備中，都需要建立一種固有振動(dòng)頻率穩(wěn)定地、機(jī)械件受力均衡的測(cè)試結(jié)構(gòu)。
[0004]如后附圖1所示，在現(xiàn)有動(dòng)平衡設(shè)備中通常采用圓鋼為振動(dòng)元件(22)，振動(dòng)元件
(22)在測(cè)試過程中360度圓周方向上均可形成有效振動(dòng)，所以一般需要布置拉桿(23)以平衡電機(jī)的驅(qū)動(dòng)皮帶(21)形成的反向拉力，而此部分拉力平衡時(shí)不可避免地受到驅(qū)動(dòng)皮帶
(21)振動(dòng)的干擾，從而造成傳感器(20)檢測(cè)數(shù)據(jù)的失真，加大測(cè)試誤差率。
[0005]另外，將傳感器(20)安裝于振動(dòng)軸和固定板之間在豎直平面內(nèi)成一字或品字排布，傳感器安裝螺釘會(huì)承受振動(dòng)軸幾百公斤的部分重力，螺釘受力變形大，極易造成損害。同時(shí)，螺釘?shù)淖冃斡謺?huì)直接地影響到傳感器感受力的精度，為后續(xù)質(zhì)量評(píng)級(jí)提供不準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)。
[0006]有鑒于此，特提出本專利申請(qǐng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所述的用于不平衡量的測(cè)量裝置及其方法，其設(shè)計(jì)目的在于解決上述問題而在動(dòng)平衡測(cè)試裝置的延伸部設(shè)置平板式振動(dòng)件，振動(dòng)件僅在其所處平面的正交兩個(gè)方向上產(chǎn)生振動(dòng)，從而屏蔽驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生的不規(guī)則顫動(dòng)影響，集中地向傳感器組傳遞不平衡量引發(fā)的旋轉(zhuǎn)振幅、以及被檢測(cè)輪胎與旋轉(zhuǎn)軸自重形成的振動(dòng)數(shù)據(jù)，以期提高檢測(cè)數(shù)據(jù)精度、進(jìn)而提升不平衡質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)級(jí)尺度。
[0008]另一發(fā)明目的是，通過振動(dòng)件與傳感器組部件結(jié)構(gòu)與裝配位置的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)與調(diào)試步驟，提高整體不平衡量的測(cè)試效率。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述用于不平衡量的測(cè)量裝置主要包括有:
連接于固定座與旋轉(zhuǎn)軸外殼之間的振動(dòng)件、傳感器組；
振動(dòng)件的2個(gè)連接端，沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向中心線延伸方向排列；
傳感器組至少具有一個(gè)橫向傳感器和一個(gè)豎向傳感器，豎向傳感器平行于振動(dòng)件設(shè)置，橫向傳感器垂直于振動(dòng)件所在的平面。
[0010]如上述基本方案，旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)被檢測(cè)輪胎旋轉(zhuǎn)過程中，由于振動(dòng)件沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向中心線延伸方向排列，因被檢測(cè)輪胎的不平衡量而引起的振動(dòng)將影響振動(dòng)件在其所處平面內(nèi)，以與固定座的連接點(diǎn)為支點(diǎn)，與旋轉(zhuǎn)軸外殼一側(cè)的連接點(diǎn)在正交兩個(gè)方向上往復(fù)振動(dòng)，振動(dòng)件的振動(dòng)頻率與振幅由橫向傳感器接收。
[0011]豎向傳感器平行于振動(dòng)件設(shè)置，即豎向傳感器也是沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向中心線延伸方向排列，則僅接收被檢測(cè)輪胎與旋轉(zhuǎn)軸自重(也稱預(yù)加載力)引起的振動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0012]另外，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸、被檢測(cè)輪胎旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸外周，即振動(dòng)件所處平面垂直于驅(qū)動(dòng)輪。也就是說，驅(qū)動(dòng)輪與其傳動(dòng)部件因旋轉(zhuǎn)引起的振動(dòng)，是圍繞振動(dòng)件所處平面的圓周形成的，當(dāng)振動(dòng)件沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向中心線延伸方向進(jìn)行端部連接時(shí)，此類沿外圓周形成的振動(dòng)對(duì)于振動(dòng)件影響很小，可以忽略不計(jì)。
[0013]由此，振動(dòng)件向橫向傳感器傳遞的僅是被檢測(cè)輪胎因其不平衡質(zhì)量而在旋轉(zhuǎn)過程中所引發(fā)的振動(dòng)頻率與振幅。
[0014]而且，驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置可以布置在與振動(dòng)件所處平面相垂直的方向上，無需如現(xiàn)有技術(shù)那樣設(shè)置用于平衡皮帶拉力的拉桿，僅需在整體測(cè)試設(shè)備調(diào)試時(shí)重點(diǎn)地調(diào)整旋轉(zhuǎn)軸的水平度即可。
[0015]為進(jìn)一步地提高檢測(cè)數(shù)據(jù)精度，可采取的改進(jìn)措施是，所述的振動(dòng)件具有中心對(duì)稱的整體平面結(jié)構(gòu)，如矩形、平方形、菱形或正六角形等。
[0016]振動(dòng)件設(shè)置為上述規(guī)則的板式結(jié)構(gòu)，是基于其正交兩個(gè)方向往復(fù)振動(dòng)時(shí)，對(duì)于橫向傳感器的數(shù)據(jù)傳遞更為平穩(wěn)與均衡，對(duì)于傳感器組接收不平衡量波動(dòng)力更為精確，受力狀態(tài)的反饋更為真實(shí)。
[0017]為改善受力與數(shù)據(jù)傳遞的穩(wěn)定性，在旋轉(zhuǎn)軸外殼一側(cè)，振動(dòng)件的端部可連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部。
[0018]基于接收因振動(dòng)件而引起的固有頻率的受力波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的多組數(shù)據(jù)的同時(shí)接收與處理，在旋轉(zhuǎn)軸外殼一側(cè)，橫向傳感器和豎向傳感器的端部可以分別地連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部的同一位置。
[0019]為減少旋轉(zhuǎn)過程中驅(qū)動(dòng)輪的不規(guī)則圓周旋轉(zhuǎn)而引發(fā)振動(dòng)件受力與傳遞數(shù)據(jù)的波動(dòng)影響，套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)輪，設(shè)置于被檢測(cè)輪胎與振動(dòng)件在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部上的連接點(diǎn)之間，即驅(qū)動(dòng)輪相對(duì)于被檢測(cè)輪胎、振動(dòng)件在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部上的連接點(diǎn)不存在力臂較長(zhǎng)的最遠(yuǎn)端。
[0020]
基于上述發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思與測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本發(fā)明同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)下述用于不平衡量的測(cè)量方法:
在旋轉(zhuǎn)軸上裝配被檢測(cè)輪胎，由驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸繞其軸向中心線、相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸外殼旋轉(zhuǎn)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別之處在于,將振動(dòng)件、橫向傳感器和豎向傳感器設(shè)置于固定座與旋轉(zhuǎn)軸外殼之間；
被檢測(cè)輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí)，振動(dòng)件在旋轉(zhuǎn)軸外殼一側(cè)的連接端沿振動(dòng)件所在平面的正交方向往復(fù)振動(dòng)；
橫向傳感器檢測(cè)振動(dòng)件所在平面正交方向上的振幅，豎向傳感器檢測(cè)振動(dòng)件沿旋轉(zhuǎn)軸軸向中心線方向產(chǎn)生的振幅。
[0022]更為細(xì)化與優(yōu)選的實(shí)施方式是，所述的振動(dòng)件具有中心對(duì)稱的整體平面結(jié)構(gòu)。[0023]在旋轉(zhuǎn)軸外殼一側(cè)，將振動(dòng)件端部連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部。
[0024]在旋轉(zhuǎn)軸外殼一側(cè)，將橫向傳感器和豎向傳感器的端部分別連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部上的同一位置處。
[0025]將帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪，設(shè)置于被檢測(cè)輪胎與振動(dòng)件在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部上的連接點(diǎn)之間。
[0026]
如上所述，本發(fā)明用于不平衡量的測(cè)量裝置及其方法具有的優(yōu)點(diǎn)是:
1、測(cè)量裝置從驅(qū)動(dòng)部件受到的振動(dòng)干擾較小，可忽略不計(jì)，因此能夠較為集中地反饋因輪胎不平衡量引發(fā)的振幅與頻率，明顯地提高檢測(cè)數(shù)據(jù)精度、不平衡質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)級(jí)尺度更為合理與貼近實(shí)際。
[0027]2、測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化與簡(jiǎn)化，測(cè)量裝置的安裝調(diào)試較為簡(jiǎn)單、更易于實(shí)現(xiàn)初始預(yù)加載量的準(zhǔn)確標(biāo)定，從而提高整體不平衡量的測(cè)試效率。
[0028]3、同時(shí)采用橫向與豎向傳感器而分別接收不同部件、不同安裝平面內(nèi)的振動(dòng)，能夠?qū)ｉT地針對(duì)輪胎與旋轉(zhuǎn)軸的預(yù)加載與不平衡量波動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，受力狀態(tài)比較均衡、合理。
[0029]4、傳動(dòng)裝置(如驅(qū)動(dòng)輪)設(shè)置在被檢測(cè)輪胎與振動(dòng)件支撐點(diǎn)之間，能夠明顯地減小傳動(dòng)裝置(或皮帶)波動(dòng)對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)的不利影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
圖1是現(xiàn)有技術(shù)所使用測(cè)量裝置的示意圖；
圖2是本發(fā)明所述用于不平衡量的測(cè)量裝置示意圖；
圖3是圖2的側(cè)向示意圖；
如圖1所示，傳感器20，驅(qū)動(dòng)皮帶21，振動(dòng)件22，拉桿23 ；
如圖2和圖3所不，橫向傳感器1、豎向傳感器2、固定座3、被檢測(cè)輪胎4、旋轉(zhuǎn)軸5、振動(dòng)件6、旋轉(zhuǎn)軸外殼7、旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8、驅(qū)動(dòng)輪9、傳感器組10、軸向中心線11。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1,如圖2至圖3所示,所述的用于不平衡量的測(cè)量裝置主要包括有:
在固定座3與旋轉(zhuǎn)軸外殼7之間設(shè)置有振動(dòng)件6與傳感器組10，其中，
振動(dòng)件6具有中心對(duì)稱的整體平面結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中振動(dòng)件6為矩形的平板結(jié)構(gòu)，其沿旋轉(zhuǎn)軸5的軸向中心線11延伸方向的一端連接于固定座3 (此端為固定連接且應(yīng)無振動(dòng))，另一端連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8。
[0032]傳感器組10具有一個(gè)橫向傳感器I和一個(gè)豎向傳感器2，豎向傳感器2平行于振動(dòng)件6設(shè)置,橫向傳感器I垂直于振動(dòng)件6所在的平面。
[0033]橫向傳感器I和一個(gè)豎向傳感器2的一端分別連接于固定座3的不同位置處。而與上述端部連接相反的設(shè)置方式是，在旋轉(zhuǎn)軸外殼7 —側(cè)，橫向傳感器I和豎向傳感器2的另一端部分別連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8的同一位置。
[0034]套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸5上的驅(qū)動(dòng)輪9，通過遠(yuǎn)端設(shè)置的電機(jī)與皮帶(圖中未示出)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)。并且，驅(qū)動(dòng)輪9設(shè)置于被檢測(cè)輪胎4與振動(dòng)件6在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8上的連接點(diǎn)之間。
[0035]
基于上述上述測(cè)量裝置而實(shí)現(xiàn)的不平衡量測(cè)量方法如下:
將振動(dòng)件6、橫向傳感器I和豎向傳感器2設(shè)置于固定座3與旋轉(zhuǎn)軸外殼7之間；
振動(dòng)件6為矩形的平板結(jié)構(gòu)；
被檢測(cè)輪胎4旋轉(zhuǎn)時(shí),振動(dòng)件6在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8上的連接端沿振動(dòng)件6所在平面的正交方向往復(fù)振動(dòng)；
橫向傳感器I和豎向傳感器2通過螺母固定于固定座3上，橫向傳感器I檢測(cè)振動(dòng)件6所在平面正交方向上的振幅，豎向傳感器2檢測(cè)振動(dòng)件6沿旋轉(zhuǎn)軸5軸向中心線方向產(chǎn)生的振幅；
在旋轉(zhuǎn)軸外殼7 —側(cè)，將橫向傳感器I和豎向傳感器2的端部分別連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8上的同一位置處；
將帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪9，設(shè)置于被檢測(cè)輪胎4與振動(dòng)件6在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8上的連接點(diǎn)之間；
在旋轉(zhuǎn)軸5上裝卡被檢測(cè)輪胎4,旋轉(zhuǎn)軸5與旋轉(zhuǎn)軸外殼7通過球軸承進(jìn)行裝配以保持旋轉(zhuǎn)軸5進(jìn)行軸向旋轉(zhuǎn)的自由度，由驅(qū)動(dòng)輪9帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸5繞其軸向中心線、相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸外殼7旋轉(zhuǎn)；
在被檢測(cè)輪胎4旋轉(zhuǎn)過程中，其不平衡量產(chǎn)生的離心力作用于旋轉(zhuǎn)軸5，同時(shí)傳遞到旋轉(zhuǎn)軸外殼7、旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部8上,則橫向傳感器I和豎向傳感器2可接收到由振動(dòng)件6傳遞的固有頻率的力的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上述測(cè)量過程。
【權(quán)利要求】
1.一種用于不平衡量的測(cè)量裝置，其特征在于:包括有連接于固定座(3)與旋轉(zhuǎn)軸外殼(7 )之間的振動(dòng)件(6 )、傳感器組(10 ); 振動(dòng)件(6)的2個(gè)連接端，沿旋轉(zhuǎn)軸(5)的軸向中心線(11)延伸方向排列； 傳感器組(10)至少具有一個(gè)橫向傳感器(1)和一個(gè)豎向傳感器(2)，豎向傳感器(2)平行于振動(dòng)件(6)設(shè)置，橫向傳感器(I)垂直于振動(dòng)件(6)所在的平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不平衡量的測(cè)量裝置，其特征在于:所述的振動(dòng)件(6)具有中心對(duì)稱的整體平面結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于不平衡量的測(cè)量裝置，其特征在于:在旋轉(zhuǎn)軸外殼(7)—側(cè)，振動(dòng)件(6)的端部連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于不平衡量的測(cè)量裝置，其特征在于:在旋轉(zhuǎn)軸外殼(7)—側(cè)，橫向傳感器(I)和豎向傳感器(2)的端部分別連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部(8)的同一位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于不平衡量的測(cè)量裝置，其特征在于:套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸(5)上的驅(qū)動(dòng)輪(9)，設(shè)置于被檢測(cè)輪胎(4)與振動(dòng)件(6)在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部(8)上的連接點(diǎn)之間。
6.一種用于不平衡量的測(cè)量方法，在旋轉(zhuǎn)軸(5)上裝配被檢測(cè)輪胎(4)，由驅(qū)動(dòng)輪(9)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸(5)繞其軸向中心線、相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸外殼(7)旋轉(zhuǎn)，其特征在于:將振動(dòng)件(6)、橫向傳感器(1)和豎向傳感器(2)設(shè)置于固定座(3)與旋轉(zhuǎn)軸外殼(7)之間； 被檢測(cè)輪胎(4)旋轉(zhuǎn)時(shí)，振動(dòng)件(6)在旋轉(zhuǎn)軸外殼(7) —側(cè)的連接端沿振動(dòng)件(6)所在平面的正交方向往復(fù)振動(dòng)； 橫向傳感器(1)檢測(cè)振動(dòng)件(6)所在平面正交方向上的振幅，豎向傳感器(2)檢測(cè)振動(dòng)件(6)沿旋轉(zhuǎn)軸(5)軸向中心線方向產(chǎn)生的振幅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于不平衡量的測(cè)量方法，其特征在于:所述的振動(dòng)件(6)具有中心對(duì)稱的整體平面結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于不平衡量的測(cè)量方法，其特征在于:在旋轉(zhuǎn)軸外殼(7 ) 一側(cè)，將振動(dòng)件(6 )端部連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部(8 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于不平衡量的測(cè)量方法，其特征在于:在旋轉(zhuǎn)軸外殼(7)—側(cè)，將橫向傳感器(1)和豎向傳感器(2)的端部分別連接于旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部(8)上的同一位置處。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于不平衡量的測(cè)量方法，其特征在于:將帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪(9)，設(shè)置于被檢測(cè)輪胎(4)與振動(dòng)件(6)在旋轉(zhuǎn)軸外殼延伸部(8)上的連接點(diǎn)之間。
【文檔編號(hào)】G01M1/22GK103900762SQ201210568290
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】張艾貞, 咸龍新, 姜龍超, 劉軍 申請(qǐng)人:軟控股份有限公司