專利名稱：全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機。
背景技術：
汽車輪胎是一種用多層帶有鋼絲簾線的橡膠預制材料、復合橡膠預制材料經貼合、成型、硫化定型加工而制成。由于構成材料及加工操作等方面的原因，這種輪胎或多或少存在著質量分布不均或質量中心與輪胎的幾何中心不重合(所謂的質量偏心)等問題，即輪胎存在不平衡量。當輪胎存在一定程度的質量偏心時，其在高速旋轉狀態下必定會產生交變的徑向力，從而引起汽車的振動及噪音，而且還會影響汽車的運行速度、舒適度與平穩度，嚴重時甚至會損壞汽車的部件及引發交通事故，因此使用前必須對輪胎的不平衡量進行檢測。全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機是一種用于檢測載重輪胎的動平衡性能、尺寸偏差及凹凸度的全自動測量設備，該設備主要用來檢測高速旋轉狀態下載重輪胎的質量分布均勻情況，以此來減少高速旋轉的輪胎對汽車的操控性能、安全性能、乘坐舒適性及噪音的影響。
發明內容
本發明的目的在于提供一種整套設備功能齊全，又能夠自動完成輪胎的動平衡性能、尺寸偏差及凹凸度檢測，并且操作過程簡單的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機。
為了達到上述目的，本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機包括沿直線相隔距離依次排布的輸入部、潤滑對中部、測試部、打標部和輸出部。
所述的輸入部主要包括輸入部機架、運輸裝置和驅動電機；其中輸入部機架固定在地面上，呈前低后高式坡形；運輸裝置包括位于輸入部機架前后兩端上部的被動輥和主動輥、呈環狀并套在被動輥和主動輥上的運輸帶及安裝在運輸帶底面上的多個托輥和張緊輥；而驅動電機則與主動輥的旋轉軸一端相連。
所述的潤滑對中部包括潤滑對中部機架、2列傳送輥道、2個輥道驅動電機、輪胎對中機構、潤滑機構和移動定位機構；其中潤滑對中部機架固定在地面上；由多個傳送輥組成的2列傳送輥道設置在潤滑對中部機架的上部兩側，從而使中間部位形成設置潤滑機構及移動定位機構的通道，并且每列傳送輥道分別由1個輥道驅動電機單獨進行控制；輪胎對中機構主要包括4個擺臂、4個膠輥和氣缸；能夠在水平面內進行擺動的4個擺臂的后端鉸接在潤滑對中部機架的上部，每個擺臂的前端部分別安裝有1個膠輥，而氣缸則通過推動齒輪嚙合來帶動4個擺臂同時動作，從而使安裝在各擺臂前端部的4個膠輥同時貼緊輪胎而達到對中的目的；潤滑機構主要包括皂液罐、潤滑罐、潤滑棒和2個潤滑棒提升氣缸；其中皂液罐安裝在位于操作側的潤滑對中部機架上，其通過管道與潤滑罐相連通；潤滑罐垂直固定在2列傳送輥道之間的潤滑對中部機架上；潤滑棒浸泡在潤滑罐的內部；而2個潤滑棒提升氣缸則垂直倒裝在位于潤滑罐兩側的潤滑對中部機架上，其活塞桿通過推桿與潤滑棒的下端相連；移動定位機構主要包括移動架、定位棒、定位氣缸及2個胎徑定位氣缸；移動架以能夠水平移動的方式結合在潤滑對中部機架上；與潤滑罐沿同一條中心線設置的定位棒和定位氣缸垂直固定在移動架上，并且定位氣缸的活塞桿通過推桿與定位棒的下端相連；而2個胎徑定位氣缸的活塞桿前端則與移動架的一端相接。
所述的測試部包括主機座、升降臺組、對中機構、主軸組、上機架組、下卡盤組、上卡盤組、編碼器組、胎面測頭組、下胎側測頭組和上胎側測頭組；其中主機座固定在地面上；升降臺組設置在主機座上，主要包括架體、2列傳送輥道、2個驅動電機、4個氣缸、4個導向套及4個滑動軸；架體的上部兩側水平安裝有由多個傳送輥組成的2列傳送輥道，每列傳送輥道分別由1個驅動電機進行控制；4個氣缸的前法蘭和4個導向套吊裝在主機座上，穿過導向套的4個滑動軸和4個氣缸的活塞桿下端連接在架體的下部，因此通過氣缸的動作能夠使架體上下移動；對中機構包括4個擺臂、4個膠輥和氣缸；能夠在水平面內進行擺動的4個擺臂的后端鉸接在升降臺組的架體上，每個擺臂的前端部分別安裝有1個膠輥，而氣缸則通過推動齒輪嚙合來帶動4個擺臂同時動作，從而使安裝在各擺臂前端部的4個膠輥同時貼緊輪胎而達到對中的目的；主軸組主要包括垂直設置在主機座上的主軸、用于驅動主軸的伺服電機、連接在主軸和伺服電機之間的多楔帶及分別設置在主軸殼體一側的上下部位，用于檢測輪胎勻速旋轉過程中上下胎面不平衡時所引起的離心力的2個傳感器；其中主軸主要由外空心軸和內空心軸組成，外空心軸上設有與壓縮空氣系統相連的進氣口，其上端設有用于給輪胎內部進行快速充氣的排氣口；內空心軸上設有與壓縮空氣系統相連的進氣口，而其排氣口則與鎖緊氣缸相接；上機架組主要包括架體和伺服電機；架體安裝在主機座的上部，其兩個內側壁上設有直線導軌組合；位于架體頂部的伺服電機通過脹套連接同步帶輪，利用同步帶傳動來帶動安裝在滾珠絲杠上的同步帶輪，從而使滾珠絲杠能夠沿上下方向升降；下卡盤組主要包括底座、軸套、下輪輞、4個下鎖緊塊、4個鎖緊氣缸、上輪輞及鎖軸；其中底座呈空心圓桶形結構，其下端與主軸的外空心軸上端相連；軸套的下端與底座的上端相接；下輪輞的中心部位形成有圓孔，其底部與軸套的上端相連；4個下鎖緊塊等間距分布在底座的上端圓周壁上，且其內側面上形成有螺紋，而4個鎖緊氣缸則分別設置在每個下鎖緊塊的后端；與上卡盤組上支架相連的上輪輞的中心部位形成有圓孔；鎖軸的上端貫穿固定在上輪輞中心部位的圓孔內，且其下端外圓周面上形成有能夠與下鎖緊塊上螺紋相配合的螺紋；上卡盤組主要包括支架、氣動夾、上鎖緊塊和卸胎裝置；支架的兩側固定在架體的直線導軌組合的滑塊上，其上部與滾珠絲杠相連接，因而能夠通過伺服電機的控制按操作要求沿直線導軌上下運行；氣動夾安裝在支架上，其上設有2個能夠通過光電信號命令完成夾緊和松開鎖軸動作的上鎖緊塊；而卸胎裝置則由倒裝在支架兩側的2個氣缸和分別連接在氣缸上活塞桿下端的2個測試后輪胎放氣用小錘組成；編碼器組主要包括支架和編碼器；其中支架安裝在主軸的殼體上；編碼器設置在支架上，其利用與之相連的同步帶輪與固定在主軸組的多楔帶輪上的同步帶輪通過同步帶相連接而實現傳動，從而能夠對主軸的轉速及轉角進行監控；胎面測頭組主要包括支架、直線導軌組合、調節器組合、移動架、胎面激光變位傳感器、伺服電機和氣缸；其中支架的一端固定在主機座的上端；直線導軌組合水平安裝在支架上，其外端上垂直連接有調節器組合；移動架則固定在調節器組合的滑動塊上；胎面激光變位傳感器安裝在移動架的下端，而伺服電機則安裝在移動架的上端，其能夠通過帶動滾珠絲杠而上下移動滑動塊及移動架的方式將胎面激光變位傳感器根據輪胎的寬度調整到所需的測量位置；氣缸安裝在直線導軌組合上，其通過水平移動移動架的方式來調節胎面激光變位傳感器與胎面之間的距離；下胎側測頭組主要包括基板、集成盒、伺服電機和下胎側激光變位傳感器；其中基板固定在主機座上；集成盒安裝在基板上；伺服電機固定在集成盒的一端，其通過聯軸器驅動滾珠絲杠旋轉，從而帶動連接在其滑塊上的下胎側激光變位傳感器移動來調節其與胎面間的距離；上胎側測頭組主要包括支撐架、2個導向杠、伺服電機、同步帶輪、滾珠螺桿、移動架和上胎側激光變位傳感器；其中支撐架固定在上卡盤組的支架上；2個導向杠沿水平方向平行設置在支撐架上；伺服電機和安裝有同步帶輪的絲杠母并列固定在支撐架上；滾珠螺桿水平安裝在2個導向杠之間；移動架安裝在滾珠螺桿上；上胎側激光變位傳感器則安裝在移動架上，其能夠通過伺服電機帶動安裝在絲杠母上的同步帶輪來控制裝在移動架上的滾珠螺桿，使其沿移動架來回移動變換位置以調節與胎面間的距離。
所述的打標部包括打印輥道組和打標組；其中打印輥道組主要包括打印輥道機架、打印輥道、驅動電機；其中打印輥道機架固定在地面上；水平安裝在打印輥道機架上的打印輥道由多個沿與輪胎傳送相垂直的方向平行設置的托輥組成；用于驅動托輥旋轉的驅動電機則安裝在打印輥道機架上；位于打印輥道機架上方的打標組主要包括打標支架、直線軸組合、左右移動支板、電機、線性電機、上下移動架板、線性軸組合、異形板、擺臂組合和打標裝置；其中打標支架通過支撐臂安裝在打印輥道機架上；直線軸組合水平固定在打標支架上；左右移動支板通過安裝在其上的軸承吊在直線軸上，其一端安裝有1個能夠使其根據輪胎的規格沿直線軸左右移動的電機；線性電機穿過左右移動支板的中部與之相互固定在一起，其下端連接在上下移動架板上；垂直位于線性電機左右兩側的線性軸組合與線性電機位于同一中心線，其上分別安裝有1套線性軸，用于貫穿線性軸的2組軸承分別固定在左右移動支板和上下移動架板上，從而在線性電機的帶動下能夠使上下移動架板沿線性軸上下移動；異形板的一側鉸接在垂直固定于上下移動架板上的固定臂上；擺臂組合的上下端分別連接在上下移動架板的底面和異形板的上端之間；而打標裝置則安裝在異形板的板面上。
所述的輸出部包括輸出部機架、輸出輥道、驅動電機及2個氣缸組；其中輸出部機架固定在地面上；輸出輥道由多個沿與輪胎傳送相垂直的方向平行設置的托輥組成，并且其前端部鉸接在輸出部機架的上端前部；用于驅動托輥旋轉的驅動電機則安裝在輸出部機架上；2個氣缸組分別設置在輸出部機架的兩側，每個氣缸組由2個通過活塞桿對接的方式相連的氣缸組成，并且尾部分別鉸接在輸出部機架和輸出輥道的底部，從而能夠調整輸出輥道擺動的角度。
本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機能夠通過各部之間的連貫動作自動完成輪胎的動平衡性能、尺寸偏差及凹凸度檢測，不僅設計結構合理、功能齊全、制造精細、自動化程度高，而且能夠保證測量精度的可靠性及穩定性，并且操作過程簡單。
圖1a和圖1b分別為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機結構和俯視圖。
圖2a和圖2b分別為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機中潤滑對中部下部結構主視圖和側視圖。
圖3a和圖3b分別為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的測試部中主軸組結構主視圖和俯視圖。
圖4為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的測試部中下卡盤組結構示意圖。
圖5a和圖5b分別為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的測試部中上卡盤組側視圖和主視圖。
圖6為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的測試部中編碼器組結構示意圖。
圖7a和圖7b分別為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的測試部中胎面測頭組主視圖和側視圖。
圖8a和圖8b分別為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的測試部中下胎側測頭組結構主視圖和側視圖。
圖9a和圖9b分別為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的測試部中上胎側測頭組結構主視圖和俯視圖。
圖10為本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機的打標部中打標組結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機包括沿直線相隔距離依次排布的輸入部1、潤滑對中部2、測試部3、打標部4和輸出部5。
如圖1所示，所述的輸入部1主要包括輸入部機架6、運輸裝置7和驅動電機8；其中輸入部機架6固定在地面上，呈前低后高式坡形；運輸裝置7包括位于輸入部機架6前后兩端上部的被動輥和主動輥、呈環狀并套在被動輥和主動輥上的運輸帶及安裝在運輸帶底面上的多個托輥和張緊輥；而驅動電機8則與主動輥的旋轉軸一端相連。
如圖1～圖2所示，所述的潤滑對中部2包括潤滑對中部機架9、2列傳送輥道10、2個輥道驅動電機11、輪胎對中機構、潤滑機構和移動定位機構；其中潤滑對中部機架9固定在地面上；由多個傳送輥組成的2列傳送輥道10設置在潤滑對中部機架9的上部兩側，從而使中間部位形成設置潤滑機構及移動定位機構的通道，并且每列傳送輥道10分別由1個輥道驅動電機11單獨進行控制；輪胎對中機構主要包括4個擺臂22、4個膠輥23和氣缸20；能夠在水平面內進行擺動的4個擺臂22的后端鉸接在潤滑對中部機架9的上部，每個擺臂22的前端部分別安裝有1個膠輥23，而氣缸20則通過推動齒輪嚙合來帶動4個擺臂22同時動作，從而使安裝在各擺臂22前端部的4個膠輥23同時貼緊輪胎而達到對中的目的；潤滑機構主要包括皂液罐12、潤滑罐13、潤滑棒14和2個潤滑棒提升氣缸15；其中皂液罐12安裝在位于操作側的潤滑對中部機架9上，其通過管道與潤滑罐13相連通；潤滑罐13垂直固定在2列傳送輥道10之間的潤滑對中部機架9上；潤滑棒14浸泡在潤滑罐1 3的內部；而2個潤滑棒提升氣缸15則垂直倒裝在位于潤滑罐13兩側的潤滑對中部機架9上，其活塞桿通過推桿82與潤滑棒14的下端相連；移動定位機構主要包括移動架81、定位棒16、定位氣缸17及2個胎徑定位氣缸18；移動架81以能夠水平移動的方式結合在潤滑對中部機架9上；與潤滑罐13沿同一條中心線設置的定位棒16和定位氣缸17垂直固定在移動架81上，并且定位氣缸17的活塞桿通過推桿83與定位棒16的下端相連；而2個胎徑定位氣缸18的活塞桿前端則與移動架81的一端相接。
如圖1、圖3～圖9所示，所述的測試部3包括主機座24、升降臺組25、對中機構26、主軸組27、上機架組87、下卡盤組28、上卡盤組29、編碼器組84、胎面測頭組30、下胎側測頭組31和上胎側測頭組32；其中主機座24固定在地面上；升降臺組25設置在主機座24上，主要包括架體85、2列傳送輥道33、2個驅動電機86、4個氣缸、4個導向套及4個滑動軸；架體85的上部兩側水平安裝有由多個傳送輥組成的2列傳送輥道33，每列傳送輥道33分別由1個驅動電機86進行控制；4個氣缸的前法蘭和4個導向套吊裝在主機座24上，穿過導向套的4個滑動軸和4個氣缸的活塞桿下端連接在架體85的下部，因此通過氣缸的動作能夠使架體85上下移動；對中機構26包括4個擺臂34、4個膠輥35和氣缸；能夠在水平面內進行擺動的4個擺臂34的后端鉸接在升降臺組25的架體85上，每個擺臂34的前端部分別安裝有1個膠輥35，而氣缸則通過推動齒輪嚙合來帶動4個擺臂34同時動作，從而使安裝在各擺臂34前端部的4個膠輥35同時貼緊輪胎而達到對中的目的；主軸組27主要包括垂直設置在主機座24上的主軸36、用于驅動主軸36的伺服電機37、連接在主軸36和伺服電機37之間的多楔帶38及分別設置在主軸36殼體一側的上下部位，用于檢測輪胎勻速旋轉過程中上下胎面不平衡時所引起的離心力的2個傳感器93；其中主軸36主要由外空心軸96和內空心軸97組成，外空心軸96上設有與壓縮空氣系統相連的進氣口，其上端設有用于給輪胎內部進行快速充氣的排氣口；內空心軸97上設有與壓縮空氣系統相連的進氣口，而其排氣口則與鎖緊氣缸43相接；上機架組87主要包括架體和伺服電機；架體安裝在主機座24的上部，其兩個內側壁上設有直線導軌組合；位于架體頂部的伺服電機通過脹套連接同步帶輪，利用同步帶傳動來帶動安裝在滾珠絲杠上的同步帶輪，從而使滾珠絲杠能夠沿上下方向升降；下卡盤組28主要包括底座39、軸套40、下輪輞41、4個下鎖緊塊42、4個鎖緊氣缸43、上輪輞44及鎖軸45；其中底座39呈空心圓桶形結構，其下端與主軸36的外空心軸96上端相連；軸套40的下端與底座39的上端相接；下輪輞41的中心部位形成有圓孔，其底部與軸套40的上端相連；4個下鎖緊塊42等間距分布在底座39的上端圓周壁上，且其內側面上形成有螺紋，而4個鎖緊氣缸43則分別設置在每個下鎖緊塊42的后端；與上卡盤組29上支架90相連的上輪輞44的中心部位形成有圓孔；鎖軸45的上端貫穿固定在上輪輞44中心部位的圓孔內，且其下端外圓周面上形成有能夠與下鎖緊塊42上螺紋相配合的螺紋；上卡盤組29主要包括支架90、氣動夾46、上鎖緊塊48和卸胎裝置47；支架90的兩側固定在架體的直線導軌組合的滑塊上，其上部與滾珠絲杠相連接，因而能夠通過伺服電機的控制按操作要求沿直線導軌上下運行；氣動夾46安裝在支架90上，其上設有2個能夠通過光電信號命令完成夾緊和松開鎖軸45動作的上鎖緊塊48；而卸胎裝置47則由倒裝在支架90兩側的2個氣缸91和分別連接在氣缸91上活塞桿下端的2個測試后輪胎放氣用小錘92組成；編碼器組84主要包括支架94和編碼器95；其中支架94安裝在主軸36的殼體上；編碼器95設置在支架94上，其利用與之相連的同步帶輪與固定在主軸組27的多楔帶輪上的同步帶輪通過同步帶相連接而實現傳動，從而能夠對主軸36的轉速及轉角進行監控；胎面測頭組30主要包括支架98、直線導軌組合49、調節器組合99、移動架50、胎面激光變位傳感器51、伺服電機52和氣缸53；其中支架98的一端固定在主機座24的上端；直線導軌組合49水平安裝在支架98上，其外端上垂直連接有調節器組合99；移動架50則固定在調節器組合99的滑動塊上；胎面激光變位傳感器51安裝在移動架50的下端，而伺服電機52則安裝在移動架50的上端，其能夠通過帶動滾珠絲杠而上下移動滑動塊及移動架50的方式將胎面激光變位傳感器5 1根據輪胎的寬度調整到所需的測量位置；氣缸53安裝在直線導軌組合49上，其通過水平移動移動架50的方式來調節胎面激光變位傳感器51與胎面之間的距離；下胎側測頭組31主要包括基板55、集成盒56、伺服電機58和下胎側激光變位傳感器57；其中基板55固定在主機座24上；集成盒56安裝在基板55上；伺服電機58固定在集成盒56的一端，其通過聯軸器驅動滾珠絲杠旋轉，從而帶動連接在其滑塊上的下胎側激光變位傳感器57移動來調節其與胎面間的距離；上胎側測頭組32主要包括支撐架59、2個導向杠60、伺服電機63、同步帶輪100、滾珠螺桿61、移動架62和上胎側激光變位傳感器64；其中支撐架59固定在上卡盤組29的支架90上；2個導向杠60沿水平方向平行設置在支撐架59上；伺服電機63和安裝有同步帶輪100的絲杠母并列固定在支撐架59上；滾珠螺桿61水平安裝在2個導向杠60之間；移動架62安裝在滾珠螺桿61上；上胎側激光變位傳感器64則安裝在移動架62上，其能夠通過伺服電機63帶動安裝在絲杠母上的同步帶輪100來控制裝在移動架62上的滾珠螺桿61，使其沿移動架62來回移動變換位置以調節與胎面間的距離。
如圖1、圖10所示，所述的打標部4包括打印輥道組和打標組68；其中打印輥道組主要包括打印輥道機架65、打印輥道66、驅動電機67；其中打印輥道機架65固定在地面上；水平安裝在打印輥道機架65上的打印輥道66由多個沿與輪胎傳送相垂直的方向平行設置的托輥組成；用于驅動托輥旋轉的驅動電機67則安裝在打印輥道機架65上；位于打印輥道機架65上方的打標組68主要包括打標支架69、直線軸組合102、左右移動支板103、電機70、線性電機71、上下移動架板72、線性軸組合101、異形板73、擺臂組合74和打標裝置75；其中打標支架69通過支撐臂76安裝在打印輥道機架65上；直線軸組合102水平固定在打標支架69上；左右移動支板103通過安裝在其上的軸承吊在直線軸上，其一端安裝有1個能夠使其根據輪胎的規格沿直線軸左右移動的電機70；線性電機71穿過左右移動支板103的中部與之相互固定在一起，其下端連接在上下移動架板72上；垂直位于線性電機71左右兩側的線性軸組合101與線性電機71位于同一中心線，其上分別安裝有1套線性軸，用于貫穿線性軸的2組軸承分別固定在左右移動支板103和上下移動架板72上，從而在線性電機71的帶動下能夠使上下移動架板72沿線性軸上下移動；異形板73的一側鉸接在垂直固定于上下移動架板72上的固定臂104上；擺臂組合74的上下端分別連接在上下移動架板72的底面和異形板73的上端之間；而打標裝置75則安裝在異形板73的板面上。
如圖1所示，所述的輸出部5包括輸出部機架77、輸出輥道78、驅動電機79及2個氣缸組80；其中輸出部機架77固定在地面上；輸出輥道78由多個沿與輪胎傳送相垂直的方向平行設置的托輥組成，并且其前端部鉸接在輸出部機架77的上端前部；用于驅動托輥旋轉的驅動電機79則安裝在輸出部機架77上；2個氣缸組80分別設置在輸出部機架77的兩側，每個氣缸組80由2個通過活塞桿對接的方式相連的氣缸組成，并且尾部分別鉸接在輸出部機架77和輸出輥道78的底部，從而能夠調整輸出輥道78擺動的角度。
當利用本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機對載重輪胎進行檢測時，首先操作工人需將待檢測的輪胎放在由輸入部1上驅動電機8帶動的傾斜式運輸裝置7的前端表面，然后該輪胎將沿運輸裝置7的表面送到潤滑對中部2的傳送輥道10上。此時潤滑對中部2上2個輥道驅動電機11均正向旋轉，從而使2列傳送輥道10同時向測試部3的方向轉動，因而能夠將輪胎運至傳送輥道10的中部。然后在氣缸20的作用下輪胎對中機構的4個擺臂22將向內水平擺動，從而將輪胎的中心位置確定。隨后定位棒16和位于潤滑罐13的內部，因而表面浸有皂液的潤滑棒14將分別在定位氣缸17和潤滑棒提升氣缸15的作用下同時上升而進入到輪胎的內胎圈中，然后2個胎徑定位氣缸18將向外推動固定在移動架81上的定位棒16而使其與潤滑棒14同時撐住輪胎的內胎圈，之后輪胎對中機構的4個擺臂22將向外水平擺動而脫離開胎面。此時，2列傳送軌道10將分別在2個輥道驅動電機11的帶動下沿相反的方向運行，從而帶動輪胎在原位置處轉動。由于此時輪胎的內胎圈同時與定位棒16和潤滑棒14相接觸，因而定位棒16和潤滑棒14也將一同轉動，由此可將潤滑棒14面層上浸漬的皂液涂抹在整個內胎圈上。待輪胎的內胎圈全部潤滑完畢，2個輥道驅動電機11將停止轉動，并且2個胎徑定位氣缸18將帶動移動架81而恢復原位，然后定位棒16和潤滑棒14將分別在定位氣缸17和潤滑棒提升氣缸15的作用下同時下降。此時，輪胎對中機構將再次將輪胎進行對中，然后2個輥道驅動電機11將再次正向旋轉，從而可利用2列傳送輥道10將潤滑后的輪胎輸出到測試部3的傳送輥道33上。當輪胎運至傳送輥道33中部時，測試部3中對中機構26上的4個擺臂34將在氣缸的作用下向內水平擺動，從而將輪胎的中心位置確定。然后升降臺組25將在其4個氣缸的作用下向下移動，從而將輪胎置于下輪輞41上，隨后對中機構26的4個擺臂34將向外水平擺動而脫離開胎面。之后上卡盤組29中的上鎖緊塊48將在氣動夾46的作用下根據控制系統的信號鎖緊鎖軸45，然后使上輪輞44及鎖軸45隨支架90一同下降，并使鎖軸45插入到下卡盤組28中下輪輞41、軸套40及底座39的中心孔中。待上輪輞44和鎖軸45降至設定的位置時，上鎖緊塊48松開，從而使上輪輞44壓緊在輪胎的輪轂上。然后均布在底座39上的4個下鎖緊塊42將分別在4個鎖緊氣缸43的作用下向內移動而將鎖軸45鎖住，此時鎖軸45下端外表面上的螺紋將與下鎖緊塊42上的螺紋相互嚙合在一起，從而將輪胎夾持在上、下輪輞44，41之間。然后利用壓縮空氣系統通過主軸36上的外空心軸96將待檢測輪胎進行充氣，同時，在控制系統的控制下，胎面激光傳感器51、上胎側激光傳感器64和下胎側激光傳感器47將分別移動到距胎面、上胎面及下胎面設定的距離處，然后，上輪輞44和下輪輞41之間夾有充氣輪胎的下卡盤組28將在伺服電機37的驅動下隨主軸36一同進行旋轉。當主軸36旋轉時，輪胎的微小振動都能通過主軸36的殼體反饋到設置在其一側上下部位的2個傳感器93上，該傳感器93能夠所測得的信號量經數字濾波電路傳送給CPU以進行計算處理，并通過偏心補償功能來消除由于主軸36和上、下輪輞44，41本身的偏心量所可能引起的誤差，從而能夠保證輪胎實際不平衡量的測量精度。同時，編碼器組84中的編碼器95能夠將主軸36的轉速及轉角以數據的方式顯示出來，從而可為電氣控制裝置提供相應的信息。另外，胎面激光傳感器51、上胎側激光傳感器64和下胎側激光傳感器47則能夠將輪胎的胎面、上胎側及下胎側的檢測數據傳送給電氣控制裝置并進行計算處理，從而能夠獲得輪胎的動平衡性能、尺寸偏差及凹凸度的最終檢測結果。輪胎檢測過程結束后，下卡盤組28中的4個下鎖緊塊42將分別在每個鎖緊氣缸43的帶動下向外移動，從而松開鎖軸45。同時，上卡盤組29上卸胎裝置47的2個小錘92將在氣缸91的作用下向下擊打輪胎的上胎面，從而使輪胎放電而與上輪輞44相互分離。然后利用上鎖緊塊48鎖緊鎖軸45并使其與上輪輞44一起隨支架90上升，隨后升降臺組25上升而使輪胎脫離開下輪輞41，最后在2個驅動電機86的作用下利用傳送輥道33將輪胎送至打標部4的打印輥道66上。當輪胎在打印輥道66上鎖定位置后，在控制系統的控制下打標裝置75將根據測試部3測量的輪胎不平衡量等級而對輪胎進行打標，然后由打印輥道66輸送到輸出部5的輸出輥道78上。由于輸出輥道78可在2個氣缸組80的作用下以輸出部機架77的上端前部為中心沿順時針或逆時針方向在一定的角度內進行擺動，所以可以多種方式輸出輪胎，最后自動完成載重輪胎動靜平衡/跳動度的全部檢測操作。
權利要求1.一種全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機，其特征在于所述的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機包括沿直線相隔距離依次排布的輸入部(1)、潤滑對中部(2)、測試部(3)、打標部(4)和輸出部(5)。
2.根據權利要求1所述的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機，其特征在于所述的輸入部(1)主要包括輸入部機架(6)、運輸裝置(7)和驅動電機(8)；其中輸入部機架(6)固定在地面上，呈前低后高式坡形；運輸裝置(7)包括位于輸入部機架(6)前后兩端上部的被動輥和主動輥、呈環狀并套在被動輥和主動輥上的運輸帶及安裝在運輸帶底面上的多個托輥和張緊輥；而驅動電機(8)則與主動輥的旋轉軸一端相連。
3.根據權利要求1所述的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機，其特征在于所述的潤滑對中部(2)包括潤滑對中部機架(9)、2列傳送輥道(10)、2個輥道驅動電機(11)、輪胎對中機構、潤滑機構和移動定位機構；其中潤滑對中部機架(9)固定在地面上；由多個傳送輥組成的2列傳送輥道(10)設置在潤滑對中部機架(9)的上部兩側，從而使中間部位形成設置潤滑機構及移動定位機構的通道，并且每列傳送輥道(10)分別由1個輥道驅動電機(11)單獨進行控制；輪胎對中機構主要包括4個擺臂(22)、4個膠輥(23)和氣缸(20)；能夠在水平面內進行擺動的4個擺臂(22)的后端鉸接在潤滑對中部機架(9)的上部，每個擺臂(22)的前端部分別安裝有1個膠輥(23)，而氣缸(20)則通過推動齒輪嚙合來帶動4個擺臂(22)同時動作，從而使安裝在各擺臂(22)前端部的4個膠輥(23)同時貼緊輪胎而達到對中的目的；潤滑機構主要包括皂液罐(12)、潤滑罐(13)、潤滑棒(14)和2個潤滑棒提升氣缸(15)；其中皂液罐(12)安裝在位于操作側的潤滑對中部機架(9)上，其通過管道與潤滑罐(13)相連通；潤滑罐(13)垂直固定在2列傳送輥道(10)之間的潤滑對中部機架(9)上；潤滑棒(14)浸泡在潤滑罐(13)的內部；而2個潤滑棒提升氣缸(15)則垂直倒裝在位于潤滑罐(13)兩側的潤滑對中部機架(9)上，其活塞桿通過推桿(82)與潤滑棒(14)的下端相連；移動定位機構主要包括移動架(81)、定位棒(16)、定位氣缸(17)及2個胎徑定位氣缸(18)；移動架(81)以能夠水平移動的方式結合在潤滑對中部機架(9)上；與潤滑罐(13)沿同一條中心線設置的定位棒(16)和定位氣缸(17)垂直固定在移動架(81)上，并且定位氣缸(17)的活塞桿通過推桿(83)與定位棒(16)的下端相連；而2個胎徑定位氣缸(18)的活塞桿前端則與移動架(81)的一端相接。
4.根據權利要求1所述的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機，其特征在于所述的測試部(3)包括主機座(24)、升降臺組(25)、對中機構(26)、主軸組(27)、上機架組(87)、下卡盤組(28)、上卡盤組(29)、編碼器組(84)、胎面測頭組(30)、下胎側測頭組(31)和上胎側測頭組(32)；其中主機座(24)固定在地面上；升降臺組(25)設置在主機座(24)上，主要包括架體(85)、2列傳送輥道(33)、2個驅動電機(86)、4個氣缸、4個導向套及4個滑動軸；架體(85)的上部兩側水平安裝有由多個傳送輥組成的2列傳送輥道(33)，每列傳送輥道(33)分別由1個驅動電機(86)進行控制；4個氣缸的前法蘭和4個導向套吊裝在主機座(24)上，穿過導向套的4個滑動軸和4個氣缸的活塞桿下端連接在架體(85)的下部，因此通過氣缸的動作能夠使架體(85)上下移動；對中機構(26)包括4個擺臂(34)、4個膠輥(35)和氣缸；能夠在水平面內進行擺動的4個擺臂(34)的后端鉸接在升降臺組(25)的架體(85)上，每個擺臂(34)的前端部分別安裝有1個膠輥(35)，而氣缸則通過推動齒輪嚙合來帶動4個擺臂(34)同時動作，從而使安裝在各擺臂(34)前端部的4個膠輥(35)同時貼緊輪胎而達到對中的目的；主軸組(27)主要包括垂直設置在主機座(24)上的主軸(36)、用于驅動主軸(36)的伺服電機(37)、連接在主軸(36)和伺服電機(37)之間的多楔帶(38)及分別設置在主軸(36)殼體一側的上下部位，用于檢測輪胎勻速旋轉過程中上下胎面不平衡時所引起的離心力的2個傳感器(93)；其中主軸(36)主要由外空心軸(96)和內空心軸(97)組成，外空心軸(96)上設有與壓縮空氣系統相連的進氣口，其上端設有用于給輪胎內部進行快速充氣的排氣口；內空心軸(97)上設有與壓縮空氣系統相連的進氣口，而其排氣口則與鎖緊氣缸(43)相接；上機架組(87)主要包括架體和伺服電機；架體安裝在主機座(24)的上部，其兩個內側壁上設有直線導軌組合；位于架體頂部的伺服電機通過脹套連接同步帶輪，利用同步帶傳動來帶動安裝在滾珠絲杠上的同步帶輪，從而使滾珠絲杠能夠沿上下方向升降；下卡盤組(28)主要包括底座(39)、軸套(40)、下輪輞(41)、4個下鎖緊塊(42)、4個鎖緊氣缸(43)、上輪輞(44)及鎖軸(45)；其中底座(39)呈空心圓桶形結構，其下端與主軸(36)的外空心軸96上端相連；軸套(40)的下端與底座(39)的上端相接；下輪輞(41)的中心部位形成有圓孔，其底部與軸套(40)的上端相連；4個下鎖緊塊42等間距分布在底座(39)的上端圓周壁上，且其內側面上形成有螺紋，而4個鎖緊氣缸(43)則分別設置在每個下鎖緊塊(42)的后端；與上卡盤組(29)上支架(90)相連的上輪輞(44)的中心部位形成有圓孔；鎖軸(45)的上端貫穿固定在上輪輞(44)中心部位的圓孔內，且其下端外圓周面上形成有能夠與下鎖緊塊(42)上螺紋相配合的螺紋；上卡盤組(29)主要包括支架(90)、氣動夾(46)、上鎖緊塊(48)和卸胎裝置(47)；支架(90)的兩側固定在架體的直線導軌組合的滑塊上，其上部與滾珠絲杠相連接，因而能夠通過伺服電機的控制按操作要求沿直線導軌上下運行；氣動夾(46)安裝在支架(90)上，其上設有2個能夠通過光電信號命令完成夾緊和松開鎖軸(45)動作的上鎖緊塊(48)；而卸胎裝置(47)則由倒裝在支架(90)兩側的2個氣缸(91)和分別連接在氣缸(91)上活塞桿下端的2個測試后輪胎放氣用小錘(92)組成；編碼器組(84)主要包括支架(94)和編碼器(95)；其中支架(94)安裝在主軸(36)的殼體上；編碼器(95)設置在支架(94)上，其利用與之相連的同步帶輪與固定在主軸組(27)的多楔帶輪上的同步帶輪通過同步帶相連接而實現傳動，從而能夠對主軸(36)的轉速及轉角進行監控；胎面測頭組(30)主要包括支架(98)、直線導軌組合(49)、調節器組合(99)、移動架(50)、胎面激光變位傳感器(51)、伺服電機(52)和氣缸(53)；其中支架(98)的一端固定在主機座(24)的上端；直線導軌組合(49)水平安裝在支架(98)上，其外端上垂直連接有調節器組合(99)；移動架(50)則固定在調節器組合(99)的滑動塊上；胎面激光變位傳感器(51)安裝在移動架(50)的下端，而伺服電機(52)則安裝在移動架(50)的上端，其能夠通過帶動滾珠絲杠而上下移動滑動塊及移動架(50)的方式將胎面激光變位傳感器(51)根據輪胎的寬度調整到所需的測量位置；氣缸(53)安裝在直線導軌組合(49)上，其通過水平移動移動架(50)的方式來調節胎面激光變位傳感器(51)與胎面之間的距離；下胎側測頭組(31)主要包括基板(55)、集成盒(56)、伺服電機(58)和下胎側激光變位傳感器(57)；其中基板(55)固定在主機座(24)上；集成盒(56)安裝在基板(55)上；伺服電機(58)固定在集成盒(56)的一端，其通過聯軸器驅動滾珠絲杠旋轉，從而帶動連接在其滑塊上的下胎側激光變位傳感器(57)移動來調節其與胎面間的距離；上胎側測頭組(32)主要包括支撐架(59)、2個導向杠(60)、伺服電機(63)、同步帶輪(100)、滾珠螺桿(61)、移動架(62)和上胎側激光變位傳感器(64)；其中支撐架(59)固定在上卡盤組(29)的支架(90)上；2個導向杠(60)沿水平方向平行設置在支撐架(59)上；伺服電機(63)和安裝有同步帶輪(100)的絲杠母并列固定在支撐架(59)上；滾珠螺桿(61)水平安裝在2個導向杠(60)之間；移動架(62)安裝在滾珠螺桿(61)上；上胎側激光變位傳感器(64)則安裝在移動架(62)上，其能夠通過伺服電機(63)帶動安裝在絲杠母上的同步帶輪(100)來控制裝在移動架(62)上的滾珠螺桿(61)，使其沿移動架(62)來回移動變換位置以調節與胎面間的距離。
5.根據權利要求1所述的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機，其特征在于所述的打標部(4)包括打印輥道組和打標組(68)；其中打印輥道組主要包括打印輥道機架(65)、打印輥道(66)、驅動電機(67)；其中打印輥道機架(65)固定在地面上；水平安裝在打印輥道機架(65)上的打印輥道(66)由多個沿與輪胎傳送相垂直的方向平行設置的托輥組成；用于驅動托輥旋轉的驅動電機(67)則安裝在打印輥道機架(65)上；位于打印輥道機架(65)上方的打標組(68)主要包括打標支架(69)、直線軸組合(102)、左右移動支板(103)、電機(70)、線性電機(71)、上下移動架板(72)、線性軸組合(101)、異形板(73)、擺臂組合(74)和打標裝置(75)；其中打標支架(69)通過支撐臂(76)安裝在打印輥道機架(65)上；直線軸組合(102)水平固定在打標支架(69)上；左右移動支板(103)通過安裝在其上的軸承吊在直線軸上，其一端安裝有1個能夠使其根據輪胎的規格沿直線軸左右移動的電機(70)；線性電機(71)穿過左右移動支板(103)的中部與之相互固定在一起，其下端連接在上下移動架板(72)上；垂直位于線性電機(71)左右兩側的線性軸組合(101)與線性電機(71)位于同一中心線，其上分別安裝有1套線性軸，用于貫穿線性軸的2組軸承分別固定在左右移動支板(103)和上下移動架板(72)上，從而在線性電機(71)的帶動下能夠使上下移動架板(72)沿線性軸上下移動；異形板(73)的一側鉸接在垂直固定于上下移動架板(72)上的固定臂(104)上；擺臂組合(74)的上下端分別連接在上下移動架板(72)的底面和異形板(73)的上端之間；而打標裝置(75)則安裝在異形板(73)的板面上。
6.根據權利要求1所述的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機，其特征在于所述的輸出部(5)包括輸出部機架(77)、輸出輥道(78)、驅動電機(79)及2個氣缸組(80)；其中輸出部機架(77)固定在地面上；輸出輥道(78)由多個沿與輪胎傳送相垂直的方向平行設置的托輥組成，并且其前端部鉸接在輸出部機架(77)的上端前部；用于驅動托輥旋轉的驅動電機(79)則安裝在輸出部機架(77)上；2個氣缸組(80)分別設置在輸出部機架(77)的兩側，每個氣缸組(80)由2個通過活塞桿對接的方式相連的氣缸組成，并且尾部分別鉸接在輸出部機架(77)和輸出輥道(78)的底部，從而能夠調整輸出輥道(78)擺動的角度。
專利摘要本發明公開了一種全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機。該試驗機包括沿直線相隔距離依次排布的輸入部、潤滑對中部、測試部、打標部和輸出部。本發明提供的全自動載重輪胎動靜平衡/跳動度試驗機能夠通過各部之間的連貫動作自動完成輪胎的動平衡性能、尺寸偏差及凹凸度檢測，不僅設計結構合理、功能齊全、制造精細、自動化程度高，而且能夠保證測量精度的可靠性及穩定性，并且操作過程簡單。
文檔編號G01M17/02GK2935109SQ20062002671
公開日2007年8月15日 申請日期2006年7月17日 優先權日2006年7月17日
發明者張建浩, 張芝泉 申請人:天津市橡塑機械研究所有限公司
專業數控銑床產品供應商
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