[发明专利]一种非充气防爆车轮的样机试制方法

说明书

本发明公开了一种非充气防爆车轮的样机试制方法，采用“輮轮‑铰链组‑轮毂”的一体化设计，由外至内依次由輮轮、铰链组、轮毂组成。轮毂通过若干径向方向设置的铰链组对应连接固定，悬挂于輮轮之间；轮毂试制的主要目标是保证其在交变力作用下的可靠性，避免疲劳破坏现象的出现，同时尽可能采用轻质材料；铰链组的试制重点是解决其布置形式和数目问题，并且考虑螺栓‑铰链和铰链‑铰链的间隙配合，以降低不必要的载荷冲击和物理干涉，兼顾轻量化；輮轮设计的侧重点是在兼顾散热性能和减重的情况下实现橡胶层缓冲的减震性能，其对卡环和弹性环的装配设计要求安全稳定，并使用一体化加工制造方式。

技术领域

本发明涉及非充气防爆车轮技术领域，主要涉及一种非充气防爆车轮的样机试制方法。

背景技术

非充气防爆车轮整体结构采用“輮轮-铰链组-轮毂”的一体化设计，以解决车轮复杂越野工况下的缓冲减振、大负荷承载、防侧翻稳定性、高性能抓地等技术难题，在车轮建模理论与分析技术、关键零部件材料选择以及单轮校核和陪试品车辆试验测试方法等方面将开展一系列深入研究。

对于传统车轮的原理样机制作方法已经日趋成熟，但是传统车轮所存在的可能发生爆胎的问题一直是部分特殊用途车辆发展道路上的阻碍。非充气防爆车轮的出现，从结构上根绝了爆胎问题的发生。但是非充气防爆车轮的设计流程是通过反复的“设计-计算-试验”来实现的，存在着浪费材料、设计开发效率不足等缺陷。在完成设计后，还不具有成熟的原理样机试制方法，难以进行实物试验以及进一步的量产化计划。

发明内容

发明目的：针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种非充气防爆车轮的样机试制方法，非充气防爆车轮原理样机按全尺寸1∶1制造，着重解决车轮内部运动部件与固定结构间隙配合、车轮与车辆之间的装配间隙及其人机工程协调等问题。利用原理样机来验证零部件是否满足项目的各项指标。

所述的非充气防爆车轮整体结构采用“輮轮-铰链组-轮毂”的一体化设计，由外至内依次由輮轮、铰链组、轮毂组成。轮毂通过若干径向方向设置的铰链组对应连接固定，悬挂于輮轮之间。轮毂试制的主要目标是保证其在交变力作用下的可靠性，避免疲劳破坏现象的出现，同时尽可能采用轻质材料；铰链组的试制重点是解决其布置形式和数目问题，并且考虑螺栓-铰链和铰链-铰链的间隙配合，以降低不必要的载荷冲击和物理干涉，兼顾轻量化；輮轮设计的侧重点是在兼顾散热性能和减重的情况下实现橡胶层缓冲的减震性能，其对卡环和弹性环的装配设计要求安全稳定，并使用一体化加工制造方式。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种非充气防爆车轮的样机试制方法，将所述非充气防爆车轮样机由内向外依次划分为轮毂、铰链组和輮轮三部分，轮毂通过若干径向方向设置的铰链组对应连接固定，悬挂于輮轮之间；所述样机试制方法具体包括以下步骤：

步骤S1、所述轮毂与輮轮之间通过若干铰链组连接固定，所述铰链组沿轮毂圆周均匀分布，每个铰链组由至少两节铰链组成，每节铰链依次固定连接；所述铰链组两端分别与轮毂盘和輮轮下端卡环固定连接；

步骤S2、所述輮轮包括沿周向均匀穿过卡环的若干平行的弹性环，所述弹性环由若干条钢丝绳缠绕制成；所述弹性环与卡环外侧包裹有橡胶缓冲层，形成外轮胎；所述外轮胎由外向内依次包括胎面、钢丝帘布层和橡胶缓冲层；

所述橡胶缓冲层中橡胶的制备采用半有效硫化体系，首先在缓冲层橡胶中加入炭黑、碳酸钙、硅粉，提高成品车轮的耐久性能，减少脱层现象，延长轮胎使用寿命；然后利用纳米氧化锌对缓冲层橡胶表面进行改性处理；再对纳米氧化锌内部结构进行化学修饰，并将粉末烘干分散至缓冲层橡胶中，进行混炼，最终得到符合要求的缓冲层橡胶。

步骤S3、根据步骤S1-S2所述零部件组装配合方进行零部件试制，结合软件和样品试制试验手段，分析零部件性能并进一步优化验证；完成零部件设计后进一步组装验证，对比总体设计目标，确保零部件组装配合的合理性；对标技术指标，对零部件装配方案进一步改进优化，最终完成非充气车轮原理样机试制。