技术领域
[0001] 本发明涉及轮胎生产设备技术领域，特别涉及一种主轴动平衡试验装置及试验方法。
相关背景技术
[0002] 轮胎动平衡试验机是针对轮胎动平衡性能指标进行全自动在线检测的专用设备，在轮胎动平衡测试过程中，需要通过上、下轮辋将轮胎装卡后锁紧，再将轮胎充气达到测试要求压力后，通过主轴带动轮胎旋转，并通过安装在主轴上的力传感器对轮胎不平衡量产生的离心力进行检测，传感器输出的信号被采集后经过上位机处理解算，以计算出轮胎的不平衡量及角度，上述检测过程中默认主轴等检测设备不存在角度偏差，即力传感器受到的离心力作用均是由于轮胎的不平衡量作用产生，但实际上，动平衡主轴在安装完成后自身会存在不平衡量的风险，其会导致轮胎进行动平衡检测及调试后与实际值产生一定偏差，影响轮胎在后续装配使用过程中的安全性。
[0003] 因此，如何排除主轴自身不平衡量对轮胎动平衡检测的影响，是本领域技术人员亟需解决的问题。
具体实施方式
[0054] 本发明的核心在于公开一种主轴动平衡试验装置，以对主轴的动平衡状态进行检测，排除主轴自身不平衡量对轮胎动平衡检测的影响。
[0055] 本发明的另一目的在于提供一种适用于上述主轴动平衡试验装置的试验方法。
[0056] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面参照附图对本发明实施例进行说明，此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
[0057] 如图1、图2及图3所示，本发明实施例提供的主轴动平衡试验装置，包括主轴装置10、标定工装20、机架30、第一吊杆410、第二吊杆420、拉杆50、第一力传感器610、第二力传感器620和砝码70，其中，主轴装置10和标定工装20装配连接以组成被测系统，形成主轴驱动轮胎及轮辋的试验结构，连接后的被测系统则设置于机架30内，机架30为主轴装置10提供动平衡测试环境，具体地，主轴装置10通过第一吊杆410和第二吊杆420吊装设置于机架
30内，且第一吊杆410和第二吊杆420相对设置于主轴装置10的两侧，通过调节第一吊杆410和第二吊杆420的伸出长度即可将主轴装置10调节至竖直的，能够进行动平衡检测的状态，拉杆50则为水平设置的杆件，其两端分别连接机架30和主轴装置10，通过对拉杆50施加拉力即可实现对主轴装置10以适当作用力进行拉紧的目的，从而使得主轴装置10悬空且稳定设置于机架30内，此时主轴装置10具备动平衡测试条件，而第一力传感器610和第二力传感器620则在竖直方向上间隔设置于主轴装置10上，其配合作用以在主轴装置10旋转时，接收并检测主轴装置10离心作用力，标定工装20还包括上校正面210和下校正面220，砝码70则用于向上校正面210或下校正面220提供不平衡质量，通过分别向上校正面210和下校正面
220施加不平衡质量并进行离心力测量，结合空载时标定工装20中主轴装置10的离心作用，即可判断标定工装20，即主轴装置10的不平衡系数，以此确定主轴装置10的不平衡量，并在对主轴装置10进行调试后再进行轮胎的动平衡测试，提升轮胎动平衡检测的准确性。
[0058] 本发明实施例提供的主轴动平衡试验装置，在主轴装置10上装配标定工装20，标定工装20包括有上校正面210和下校正面220，同时将主轴装置10和标定工装20组成的系统悬挂设置于机架30内，以通过对标定工装20的动平衡测试反馈主轴装置10的不平衡度，具体地，主轴装置10上设置有第一力传感器610和第二力传感器620，以在标定工装20转动过程中对主轴装置10的离心作用力进行检测，通过砝码70向上校正面210和下校正面220分别施加不平衡质量，以测得离心力并与标定工装20空载时的离心力大小进行结合，即可结合轮胎动平衡标定方法对主轴装置10的不平衡度标定系数进行计算，进而对主轴装置10进行平衡调试。降低主轴装置10自身对轮胎动平衡检测准确性的影响。
[0059] 进一步地，在本发明实施例提供的主轴动平衡试验装置中，砝码70的质量优选为50g‑200g，以为标定工装20提供足够的不平衡质量，且不至于过重而影响标定工装20的顺利转动。
[0060] 进一步地，本发明实施例提供的主轴动平衡试验装置在机架30上设置有旋转编码器80，以对主轴装置10的转速进行检测并按测试需要进行转速调整。
[0061] 进一步地，在本发明实施例提供的主轴动平衡试验装置中，第一力传感器610通过螺丝固定连接于主轴装置10的壳体上，主轴装置10及标定工装20在旋转过程中收到的离心力通过主轴装置10的壳体传递至第一力传感并进行数据收集，同样地，优选第二力传感器620同样通过螺丝固定连接于主轴装置10的壳体上。
[0062] 进一步地，本发明实施例提供的主轴动平衡试验装置还包括电机支架910和传动电机920，其中，电机支架910设置于机架30的一侧并与机架30固定连接，传动电机920设置则于电机支架910上并与主轴装置10传动连接，以通过电驱动的方式驱动主轴装置10转动。
[0063] 本发明实施例还提供了一种试验方法，其适用于上述任一实施例提供的主轴动平衡试验装置进行主轴动平衡试验，该试验方法至少包括以下步骤：
[0064] S01：空载检测，将标定工装20安装于主轴装置10上后，驱动主轴装置10旋转并测量主轴装置10和标定工装20的不平衡量，测得第一力传感器610的离心力检测值为N1，第二力传感器620的离心力检测值为N2，停止转动；
[0065] S02：上部载重检测，在上校正面210上增加质量为m的砝码70，驱动主轴装置10旋转，测得第一力传感器610的离心力检测值为N3，第二力传感器620的离心力检测值为N4，停止转动；
[0066] S03：下部载重检测，移除上校正面210上的砝码70，并在下校正面220上的对应位置设置质量为m的砝码70，驱动主轴装置10旋转，测得第一力传感器610的离心力检测值为N5，第二力传感器620的离心力检测值为N6，停止转动；
[0067] S04：计算标定系数，由轮胎动平衡检测过程中，不平衡量的标定方法可知：
[0068] ms＝k1Ns+k2Nx；
[0069] mx＝k3Ns+k4Nx；
[0070] 其中：
[0071] ms为轮胎标定过程工装上校正面210不平衡质量；
[0072] mx为轮胎标定过程工装上校下面不平衡质量；
[0073] k1、k2、k3、k4为不平衡度的标定系数；
[0074] 对应对于主轴装置10和标定工装20的不平衡量可得：
[0075] 在上校正面210的检测过程中，下校正面220无不平衡质量添加，因此：
[0076] k1(N3‑N1)+k2(N4‑N2)＝m；
[0077] k3(N3‑N1)+k4(N4‑N2)＝0；
[0078] 而在下校正面220的检测过程中，上校正面210无不平衡质量添加，因此：
[0079] k1(N5‑N1)+k2(N6‑N2)＝0；
[0080] k3(N5‑N1)+k4(N6‑N2)＝m；
[0081] 由于N1、N2、N3、N4、N5、N6及m均为已知值，因此将上述四个方程联立，并设：
[0082] N3‑N1＝T1，N4‑N2＝T2，N5‑N1＝T3，N6‑N2＝T4；
[0083] 从而可以解得：
[0084] k1＝mT4/(T1T4‑T2T3)；
[0085] k2＝mT3/(T2T3‑T1T4)；
[0086] k3＝mT2/(T2T3‑T1T4)；
[0087] k4＝mT1/(T1T4‑T2T3)；
[0088] 即可求得标定系数k1、k2、k3、k4的实际测算值，并以此完成主轴装置10自身稳定性的不平衡量测试。
[0089] 需要说明的是，上述试验方法结合主轴动平衡试验装置进行试验的过程不仅适用于皮带进行驱动的主轴装置10，其还适用于直驱电机驱动的主轴装置10，同时也适用于轿车胎主轴装置10和载重胎主轴装置10不平衡度的测试。
[0090] 进一步地，在本发明实施例提供的试验方法中，优选上校正面210和下校正面220的尺寸相同，且间隔平行设置，以使得测得的离心力值接近并易于后续计算，同时砝码70的设置也具有更为准确的参考基准。
[0091] 在上述实施例的基础上，在步骤S02和步骤S03中，砝码70在上校正面210和下校正面220上的设置位置位于同一竖直线上，即在将砝码70从上校正面210转移至下校正面220进行不平衡质量添加时，放置于下校正面220上与上校正面210同角度的对应位置。
[0092] 进一步地，在本发明一具体实施例中，第一力传感器610和第二力传感器620在竖直方向上间隔设置以避免互相影响。
[0093] 进一步地，在本发明一具体实施例中，在步骤S02中，砝码70距离主轴装置10轴线第一预设距离进行设置，以使得砝码70具备一定的转动半径，从而使得离心力能够更明显地被检测记录。
[0094] 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“左侧”和“右侧”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
[0095] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
