[发明专利]用于不平衡量的测量装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于轮胎动平衡不平衡量的测量装置、以及基于此类测量装置的结构升级而提出的测量方法改进，属于橡胶机械与工业自动化领域。

背景技术

在制造橡胶轮胎的工艺过程中，需在线进行一系列的检测项目，如在轮胎出厂前必须经过不平衡量的测试。由于设备公差和用料等原因，轮胎在生产过程中均存在不同程度的不均匀现象，即轮胎截面不会是完全的圆形。需要通过不平衡量的检测以获得其具体参数指标，进而准确地评判轮胎制造的质量等级。

基于橡胶轮胎的不平衡质量检测与评级,在动平衡检测设备中，都需要建立一种固有振动频率稳定地、机械件受力均衡的测试结构。

如后附图1所示，在现有动平衡设备中通常采用圆钢为振动元件（22），振动元件（22）在测试过程中360度圆周方向上均可形成有效振动，所以一般需要布置拉杆（23）以平衡电机的驱动皮带（21）形成的反向拉力，而此部分拉力平衡时不可避免地受到驱动皮带（21）振动的干扰，从而造成传感器（20）检测数据的失真，加大测试误差率。

另外，将传感器（20）安装于振动轴和固定板之间在竖直平面内成一字或品字排布，传感器安装螺钉会承受振动轴几百公斤的部分重力，螺钉受力变形大，极易造成损害。同时，螺钉的变形又会直接地影响到传感器感受力的精度，为后续质量评级提供不准确地数据。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的用于不平衡量的测量装置及其方法，其设计目的在于解决上述问题而在动平衡测试装置的延伸部设置平板式振动件，振动件仅在其所处平面的正交两个方向上产生振动，从而屏蔽驱动轮产生的不规则颤动影响，集中地向传感器组传递不平衡量引发的旋转振幅、以及被检测轮胎与旋转轴自重形成的振动数据，以期提高检测数据精度、进而提升不平衡质量的检测与评级尺度。

另一发明目的是，通过振动件与传感器组部件结构与装配位置的改进，实现简化测量装置结构与调试步骤，提高整体不平衡量的测试效率。

为实现上述发明目的，所述用于不平衡量的测量装置主要包括有：

连接于固定座与旋转轴外壳之间的振动件、传感器组；

振动件的2个连接端，沿旋转轴的轴向中心线延伸方向排列；

传感器组至少具有一个横向传感器和一个竖向传感器，竖向传感器平行于振动件设置，横向传感器垂直于振动件所在的平面。

如上述基本方案，旋转轴带动被检测轮胎旋转过程中，由于振动件沿旋转轴的轴向中心线延伸方向排列，因被检测轮胎的不平衡量而引起的振动将影响振动件在其所处平面内，以与固定座的连接点为支点，与旋转轴外壳一侧的连接点在正交两个方向上往复振动，振动件的振动频率与振幅由横向传感器接收。

竖向传感器平行于振动件设置，即竖向传感器也是沿旋转轴的轴向中心线延伸方向排列，则仅接收被检测轮胎与旋转轴自重（也称预加载力）引起的振动数据。

另外，带动旋转轴、被检测轮胎旋转的驱动轮套设在旋转轴外周，即振动件所处平面垂直于驱动轮。也就是说，驱动轮与其传动部件因旋转引起的振动，是围绕振动件所处平面的圆周形成的，当振动件沿旋转轴的轴向中心线延伸方向进行端部连接时，此类沿外圆周形成的振动对于振动件影响很小，可以忽略不计。

由此，振动件向横向传感器传递的仅是被检测轮胎因其不平衡质量而在旋转过程中所引发的振动频率与振幅。

而且，驱动上述驱动轮的电机等驱动装置可以布置在与振动件所处平面相垂直的方向上，无需如现有技术那样设置用于平衡皮带拉力的拉杆，仅需在整体测试设备调试时重点地调整旋转轴的水平度即可。

为进一步地提高检测数据精度，可采取的改进措施是，所述的振动件具有中心对称的整体平面结构，如矩形、平方形、菱形或正六角形等。

振动件设置为上述规则的板式结构，是基于其正交两个方向往复振动时，对于横向传感器的数据传递更为平稳与均衡，对于传感器组接收不平衡量波动力更为精确，受力状态的反馈更为真实。

为改善受力与数据传递的稳定性，在旋转轴外壳一侧，振动件的端部可连接于旋转轴外壳延伸部。

基于接收因振动件而引起的固有频率的受力波动，实现测量过程的多组数据的同时接收与处理，在旋转轴外壳一侧，横向传感器和竖向传感器的端部可以分别地连接于旋转轴外壳延伸部的同一位置。

为减少旋转过程中驱动轮的不规则圆周旋转而引发振动件受力与传递数据的波动影响，套设于旋转轴上的驱动轮，设置于被检测轮胎与振动件在旋转轴外壳延伸部上的连接点之间，即驱动轮相对于被检测轮胎、振动件在旋转轴外壳延伸部上的连接点不存在力臂较长的最远端。