Устройство для измерения усилий, действующих на колесо

 

Изобретение относится к технике измерения сил и моментов, действующих на колесо при стендовых испытаниях, а также для определения параметров движения колеса. Устройство содержит связанные между собой наружную раму 1 и внутреннюю раму 5 с установленным в ней испытуемым колесом 11, взаимодействующим с силоизмерительными элементами и измерительной схемой. Наружная рама 1 выполнена в виде двух горизонтальных полок 2 и двух вертикальных стоек 3, соединенных поперечной планкой. Внутренняя рама 5 выполнена в виде шарнирно установленных на горизонтальных полках 2 наружной рамы 1, вертикальных опор 6, шарнирно сочлененных с опорными балками 7, шарнирно установленными на поперечном валу с испытуемым колесом 11 и соединенными передней поперечной полкой 8 и задней поперечной полкой, шарнирно соединенной с поперечной планкой наружной рамы 1 посредством силоизмерительного элемента 20. Устройство также содержит беговую дорожку 14, снабженную приводом перемещения. На поперечном валу с испытуемым колесом 11 закреплены платформы со сменными грузами 13 и шарнирно установлена поворотная рама 12 с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса 11, на которой установлено устройство задания тормозной силы. Технический результат: повышение точности определения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо, и расширение функциональных возможностей устройства. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения сил и моментов, действующих на колесо при стендовых испытаниях, а также для определения параметров движения испытуемого колеса.

Известно устройство для измерения усилий, действующих на колесо, содержащее динамометрическую систему с тензодатчиками. В нем динамометрическая система выполнена в виде поворотной планшайбы, соосной с осью колеса. В направляющих планшайбы установлен шкворень, средняя часть которого жестко связана с перпендикулярной к нему осью колеса, а один конец - с двумя упругими элементами, расположенными на планшайбе, один перпендикулярно, а другой - параллельно оси колеса. Это обеспечивает простоту измерений и достаточно широкий диапазон измеряемых параметров (а.с. СССР 417698, кл. G 01 L 5/16, 1974 г.).

Недостатком данного устройства является наличие в конструкции динамометрической системы шариковых подшипников оси колеса, текущий диаметр которых влияет на показания датчика вертикальной силы и касательной силы, и шариковых подшипников шкворня, текущий диаметр которых влияет на показания датчика боковой силы. Также недостатком устройства является отсутствие в системе устройства фиксации изменения динамического радиуса колеса, от которого зависят показания датчика вертикальной силы, что уменьшает точность измерений. Кроме того, недостатком устройства является наличие в динамометрической системе шкворня, который определяет периодичность регистрации значений вертикальной и касательной сил (по два раза за оборот колеса), что ведет к невозможности определения законов изменения во времени вертикальной и касательной сил.

Наиболее близким из известных технических решений является устройство для измерения усилий, действующих на колесо, содержащее буксирное звено, соединенные между собой тележки, каждая из которых выполнена в виде наружной рамы и внутренней рамы с установленным в ней с помощью опор испытуемым колесом, силоизмерительные элементы и измерительную схему. В нем силоизмерительные элементы выполнены в виде растянутых стержней с датчиками деформаций, которые расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям и связывают между собой наружные и внутренние рамы (а.с. СССР 523315, кл. G 01 L 5/20, 1976 г.).

Недостатком данного устройства является наличие в нем буксирного звена, которое оказывает возмущающее воздействие на испытуемые колеса и, следовательно, влияет на показания всех датчиков, что снижает точность измерений. Кроме того, данное устройство не позволяет проводить испытания колес в тормозном режиме, что уменьшает функциональные возможности устройства. Также недостатком конструкции является отсутствие в нем устройства фиксации изменения динамического радиуса колеса, от которого зависят показания датчиков, воспринимающих вертикальные усилия, что снижает точность измерений.

Данное устройство имеет сравнительно низкий технический уровень, что обусловлено его конструкцией, не обеспечивающей защиту колеса от посторонних возмущений со стороны буксирного звена, не позволяющей измерять усилия, действующие на колесо в тормозном режиме, не предусматривающей фиксацию изменения динамического радиуса колеса в процессе его движения и, следовательно, не обеспечивающей требуемой точности измерений.

В этой связи важнейшей задачей является: создание принципиально новой компоновочной схемы устройства для измерения усилий, действующих на колесо, в виде связанных посредством силоизмерительного элемента, обеспечивающего измерение силы сопротивления качению колеса и продольной реакции опорной поверхности, внутренней рамы с установленным в ней испытуемым колесом, взаимодействующим с беговой дорожкой, и наружной рамы, и шарнирно установленной на поперечном валу с испытуемым колесом поворотной рамы, связанной корпусом устройства задания тормозной силы с внутренней рамой посредством силоизмерительного элемента, обеспечивающего измерение тормозной силы; создание новой измерительной схемы в виде установленного на поперечном валу и жестко связанного с испытуемым колесом мерного диска с датчиком его угла поворота и поворотной планшайбы, установленной на поперечном валу с испытуемым колесом и связанной своим жестким поводком с мерным диском посредством двух упругих элементов, соединенных с датчиком замедления испытуемого колеса, что обеспечивает фиксацию параметров движения испытуемого колеса; создание нового привода перемещения беговой дорожки в виде приводного двигателя, приводного барабана, взаимодействующего с гибкой тягой, ориентированной через систему блоков, и один конец гибкой тяги соединен с задним концом беговой дорожки, а другой - с передним концом беговой дорожки посредством гасителя; создание нового устройства фиксации изменения динамического радиуса испытуемого колеса, в результате чего обеспечивается независимость показаний силоизмерительных элементов от способа крепления колеса на внутренней раме и непрерывность этих показаний, обеспечивается повторяемость эксперимента, обеспечивается отсутствие возмущающего воздействия приводного двигателя на беговую дорожку с испытуемым колесом, что значительно повышает точность измерения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо, повышает качество измерения параметров движения испытуемого колеса, расширяет функциональные возможности устройства.

Техническим результатом заявленного устройства для измерения усилий, действующих на колесо, является создание новой компоновочной схемы устройства с новым приводом перемещения беговой дорожки и устройством задания тормозной силы, что обеспечивает повышенную точность определения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо, новой измерительной схемы, обеспечивающей высокое качество фиксации параметров движения колеса, и нового устройства фиксации изменения динамического радиуса колеса, что приведет к существенному повышению точности измерений и расширению функциональных возможностей устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерений усилий, действующих на колесо, содержащем связанные между собой наружную раму и внутреннюю раму с установленным в ней испытуемым колесом, взаимодействующим с силоизмерительными элементами и измерительной схемой, наружная рама выполнена в виде двух горизонтальных полок и двух вертикальных стоек, соединенных поперечной планкой, а внутренняя рама выполнена в виде шарнирно установленных на горизонтальных полках наружной рамы вертикальных опор, шарнирно сочлененных с опорными балками, шарнирно установленными на поперечном валу с испытуемым колесом и соединенными передней поперечной полкой и задней поперечной полкой, шарнирно соединенной с поперечной планкой наружной рамы посредством силоизмерительного элемента, расположенного в горизонтальном направлении симметрично горизонтально расположенной беговой дорожке, снабженной приводом перемещения, обеспечивающего измерение силы сопротивления качению колеса и продольной реакции опорной поверхности, а на поперечном валу с испытуемым колесом закреплены платформы со сменными грузами и шарнирно установлена поворотная рама с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса, на которой установлено устройство задания тормозной силы с корпусом, шарнирно соединенным с передней поперечной полкой внутренней рамы посредством силоизмерительного элемента, обеспечивающего измерение тормозной силы.

Измерительная схема выполнена в виде установленного на поперечном валу и жестко связанного с испытуемым колесом мерного диска, снабженного датчиком его угла поворота, и поворотной планшайбы, установленной на поперечном валу с испытуемым колесом с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса и имеющей жесткий поводок, связанный с мерным диском посредством двух симметрично расположенных упругих элементов, соединенных с датчиком замедления испытуемого колеса, обеспечивающих фиксацию параметров движения испытуемого колеса, при этом привод перемещения беговой дорожки содержит приводной двигатель, соединенный с приводным барабаном, взаимодействующим с гибкой тягой, ориентированной через систему блоков, и один конец гибкой тяги соединен с задним концом беговой дорожки, а другой конец - с передним концом беговой дорожки, взаимодействующей с испытуемым колесом посредством гасителя, обеспечивающего гашение продольных возмущающих колебаний, воздействующих на колесо от приводного двигателя.

Кроме того, устройство задания тормозной силы содержит рычажно-клещевой захват, на концах клещей которого установлены колодки с возможностью взаимодействия с тормозным диском, а на петле которого своим одним концом закреплена приводная тяга, к другому концу которой подвешен груз, закон перемещения которого задает копирный путь.

Кроме того, оно снабжено устройством фиксации изменения динамического испытуемого радиуса колеса, выполненным в виде двуплечего рычага, ось которого установлена на неподвижной опоре наружной рамы, опирающегося одним концом на измерительный стержень с датчиком деформаций, расположенный на неподвижной опоре наружной рамы, а другим концом взаимодействующего с наружной поверхностью ступицы испытуемого колеса, кроме того, оно снабжено датчиком скорости перемещения беговой дорожки, установленным на наружной раме с возможностью фиксации относительного положения беговой дорожки и наружной рамы.

Благодаря тому, что в устройстве для измерения усилий, действующих на колесо, наружная рама и внутренняя рама связаны посредством силоизмерительного элемента, при этом внутренняя рама шарнирно установлена на наружной раме и опирается на поперечный вал с испытуемым колесом, взаимодействующим с беговой дорожкой, снабженной приводом перемещения, гибкая тяга которого связывает приводной двигатель с передним концом беговой дорожки посредством гасителя, а на поперечном валу с испытуемым колесом шарнирно установлена поворотная рама, на которой установлено устройство задания тормозной силы, корпус которого шарнирно соединен с внутренней рамой посредством силоизмерительного элемента, обеспечивается независимость показаний силоизмерительных элементов от способа крепления колеса на внутренней раме и непрерывность этих показаний, обеспечивается повторяемость эксперимента, обеспечивается отсутствие возмущающего воздействия приводного двигателя на беговую дорожку с испытуемым колесом, что приводит к точному измерению силы сопротивления качению колеса, продольной реакции опорной поверхности и тормозной силы.

Вследствие того, что измерительная схема выполнена в виде установленного на поперечном валу и жестко связанного с испытуемым колесом мерного диска, снабженного датчиком его угла поворота, и поворотной планшайбы, установленной на поперечном валу с испытуемым колесом с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса и имеющей жесткий поводок, связанный с мерным диском посредством двух симметрично расположенных упругих элементов, соединенных с датчиком замедления испытуемого колеса, обеспечивается повышенное качество измерения параметров движения испытуемого колеса.

Благодаря тому, что заявленное устройство снабжено устройством фиксации изменения динамического радиуса испытуемого колеса, выполненным в виде двуплечего рычага, опирающегося одним концом на измерительный стержень с датчиком деформаций и взаимодействующего другим концом с наружной поверхностью ступицы испытуемого колеса, обеспечивается расширение функциональных возможностей устройства.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем осуществленным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результат которого показывает, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения усилий, действующих на колесо; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1; на фиг.3 - продольный разрез устройства по А-А на фиг.2; на фиг.4 - поперечный разрез по Б-Б на фиг.3; на фиг. 5 - продольный разрез устройства по В-В на фиг.2; на фиг.6 - вид Г на фиг.2.

Устройство для измерения усилий, действующих на колесо, содержит наружную раму 1, выполненную в виде двух горизонтальных полок 2 и двух вертикальных стоек 3, соединенных поперечной планкой 4 (фиг.1, 2). Наружная рама 1 связана с внутренней рамой 5, выполненной в виде двух вертикальных опор 6, шарнирно установленных на горизонтальных полках 2 наружной рамы 1 и шарнирно сочлененных с двумя параллельно установленными опорными балками 7, которые соединены передней поперечной полкой 8 и задней поперечной полкой 9 и шарнирно установлены на поперечном валу 10 с испытуемым колесом 11. На поперечном валу 10 с испытуемым колесом 11 также установлена поворотная рама 12 с возможностью поворота вокруг оси испытуемого колеса 11 и закреплены платформы со сменными грузами 13. Данная схема обеспечивает соединение наружной рамы 1 с внутренней рамой 5 и установленными на ней испытуемым колесом 11 и поворотной рамой 12. Испытуемое колесо 11 взаимодействует с горизонтально расположенной беговой дорожкой 14, снабженной приводом перемещения, содержащим приводной двигатель 15, соединенный с приводным барабаном 16, взаимодействующим с гибкой тягой 17, ориентированной через систему блоков 18, и один конец гибкой тяги соединен с задним концом беговой дорожки, а другой - с передним концом беговой дорожки через гаситель 19, обеспечивающий гашение продольных возмущающих колебаний, воздействующих на испытуемое колесо 11 от приводного двигателя 15.

Для обеспечения измерения силы сопротивления качению колеса 11 и продольной реакции опорной поверхности беговой дорожки 14 поперечная планка 4 наружной рамы 1 шарнирно соединена с задней поперечной полкой 9 опорных балок 7 внутренней рамы 5 посредством силоизмерительного элемента 20, расположенного в горизонтальном направлении симметрично горизонтально расположенной беговой дорожке 14, что при повороте вертикальных опор 6 внутренней рамы 5 относительно наружной рамы 1 при воздействии усилия со стороны опорных балок 7 обеспечивает воздействие задней поперечной полки 9 опорных балок 7 внутренней рамы 5 на силоизмерительный элемент 20 и, следовательно, фиксацию силы сопротивления качению колеса и продольной реакции опорной поверхности.

Для обеспечения измерения тормозной силы (фиг.1, 2, 3, 4) передняя поперечная полка 8 опорных балок 7 внутренней рамы 5 шарнирно соединена посредством силоизмерительного элемента 21 с корпусом 22 устройства задания тормозной силы, который расположен с возможностью взаимодействия с испытуемым колесом 11 на поворотной раме 12, установленной на поперечном валу 10 с возможностью поворота вокруг оси испытуемого колеса 11, что при взаимодействии устройства задания тормозной силы с испытуемым колесом 11 обеспечивает воздействие корпуса 22 устройства задания тормозной силы на силоизмерительный элемент 21 и, следовательно, фиксацию тормозной силы. Устройство задания тормозной силы имеет возможность взаимодействия с испытуемым колесом 11 благодаря наличию колодок 23, установленных с возможностью взаимодействия с тормозным диском 24 испытуемого колеса 11 на концах клещей рычажно-клещевого захвата 25.

Для обеспечения повторяемости эксперимента и повышения точности измерений на петле 26 рычажно-клещевого захвата 25 закреплена приводная тяга 27, к другому концу которой подвешен груз 28, закон перемещения которого задает копирный путь 29, имеющий возможность равномерного перемещения в горизонтальной плоскости параллельно оси испытуемого колеса 11.

Для обеспечения фиксации параметров движения испытуемого колеса 11 устройство для измерения усилий, действующих на колесо, снабжено измерительной схемой (фиг. 1, 2, 6), которая имеет установленный на поперечном валу 10 и жестко связанный с испытуемым колесом 11 мерный диск 30, снабженный датчиком 31 его угла поворота, а также поворотную планшайбу 32, установленную на поперечном валу 10 соосно с испытуемым колесом 11 с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса 11 и имеющую жесткий поводок 33, связанный с мерным диском 30 посредством двух симметрично расположенных упругих элементов 34 и 35, соединенных с датчиком 36 замедления испытуемого колеса 11, что обеспечивает при неравномерности движения мерного диска 30, жестко связанного с испытуемым колесом 11, поворот поворотной планшайбы 32 вокруг оси испытуемого колеса 11 относительно мерного диска 30, вызывающий разность стрел поджатия упругих элементов 34 и 35 и, следовательно, фиксацию датчиком 36 замедления испытуемого колеса 11, т.е. расширяет функциональные возможности устройства.

Устройство для измерения усилий, действующих на колесо, имеет устройство фиксации изменения динамического радиуса испытуемого колеса 11 (фиг. 1, 2, 5), которое выполнено в виде двуплечего рычага 37, ось которого установлена на неподвижной опоре 38 наружной рамы 1. Двуплечий рычаг 37 опирается одним концом на измерительный стержень 39 с датчиком деформаций 40, расположенный на неподвижной опоре 38 наружной рамы 1, а другим концом взаимодействует с наружной поверхностью ступицы испытуемого колеса 11, что обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства.

Устройство для измерения усилий, действующих на колесо, снабжено датчиком 41 скорости перемещения беговой дорожки 14 (фиг.1, 2), который установлен на наружной раме 1 с возможностью фиксации относительного положения беговой дорожки 14 и наружной рамы 1, что расширяет функциональные возможности устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Крутящий момент от приводного двигателя 15 передается приводному барабану 16, который посредством гибкой тяги 17, ориентированной через систему блоков 18, и гасителя 19, препятствующего передаче возмущающих продольных колебаний от приводного двигателя 15 на испытуемое колесо 11, приводит в движение беговую дорожку 14, взаимодействующую с испытуемым колесом 11, скорость перемещения которой относительно неподвижной рамы 1 постоянно фиксируется датчиком 41 линейной скорости. Это обеспечивает равномерное вращение испытуемого колеса 11, при этом наружная поверхность ступицы испытуемого колеса 11 взаимодействует с одним концом двуплечего рычага 37, ось которого установлена на неподвижной опоре 38 наружной рамы 1, опирающегося другим концом на измерительный стержень 39 с датчиком деформаций 40, расположенный на неподвижной опоре 38 наружной рамы 1, постоянно фиксирующим изменение динамического радиуса испытуемого колеса 11.

При моделировании ведомого режима испытуемого колеса 11 копирный путь 29, имеющий возможность равномерного движения в горизонтальной плоскости параллельно оси испытуемого колеса 11, неподвижен и груз 28 устройства задания тормозной силы, подвешенный к приводной тяге 27, которая своим другим концом закреплена на петле 26 рычажно-клещевого захвата 25, находится в крайнем верхнем положении копирного пути 29, при этом колодки 23 рычажно-клещевого захвата 25 устройства задания тормозной силы не контактируют с тормозным диском 24 и испытуемое колесо 11 совершает равномерное вращательное движение.

При этом рычажно-клещевой захват 25, жестко закрепленный в корпусе 22 устройства задания тормозной силы, установленного на шарнирно установленной на поперечном валу 10 с испытуемым колесом 11 с возможностью поворота вокруг оси испытуемого колеса 11 поворотной раме 12, вследствие отсутствия взаимодействия его колодок 23 с вращающимся тормозным диском 24, не поворачивает поворотную раму 12 с корпусом 22 устройства задания тормозной силы, шарнирно соединенным с передней поперечной полкой 8, соединяющей опорные балки 7 внутренней рамы 5 посредством силоизмерительного элемента 21, относительно оси испытуемого колеса 11, что приводит к отсутствию показаний силоизмерительного элемента 21.

Благодаря взаимодействию беговой дорожки 14 с равномерно вращающимся испытуемым колесом 11, на поперечном валу 10 которого закреплены платформы со сменными грузами 13 и шарнирно установлены опорные балки 7 внутренней рамы 5, которые шарнирно сочленены с вертикальными опорами 6 внутренней рамы 5, шарнирно установленными на горизонтальных полках 2 наружной рамы 1, и соединены передней поперечной полкой 8 и задней поперечной полкой 9, связанной с поперечной планкой 4 вертикальных стоек 3 наружной рамы 1 посредством силоизмерительного элемента 20.

Вертикальные опоры 6 внутренней рамы 5 под воздействием усилия, передающегося на них от поперечного вала 10с испытуемым колесом 11 через опорные балки 7, поворачиваются относительно наружной рамы 1, при этом задняя поперечная полка 9 опорных балок 7 внутренней рамы 5 воздействует на силоизмерительный элемент 20, обеспечивая фиксацию силы сопротивления качению колеса 11 по поверхности беговой дорожки 14.

Кроме того, датчик 31 угла поворота мерного диска 30, установленного на поперечном валу 10 и жестко связанного с испытуемым колесом 11, фиксирует угловой путь испытуемого колеса 11, а вследствие равномерности вращения мерного диска 30 поворотная планшайба 32, установленная на поперечном валу 10 с испытуемым колесом 11 с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса 11 и имеющая жесткий поводок 33, связанный с мерным диском 30 посредством двух симметрично расположенных упругих элементов 34 и 35, соединенных с датчиком 36 замедления испытуемого колеса 11, совершает совместное вращение с мерным диском 30, в результате чего стрелы поджатия двух упругих элементов 34 и 35 одинаковы и показания датчика 36 замедления испытуемого колеса 11 отсутствуют.

При моделировании тормозного режима испытуемого колеса 11 копирный путь 29 равномерно перемещается в горизонтальной плоскости параллельно оси испытуемого колеса 11 и груз 28 устройства задания тормозной силы, подвешенный к приводной тяге 27, которая своим другим концом закреплена на петле 26 рычажно-клещевого захвата 25, начинает опускаться вниз, взаимодействуя с поверхностью копирного пути 29, при этом колодки 23 рычажно-клещевого захвата 25 устройства задания тормозной силы контактируют с тормозным диском 24 и испытуемое колесо 11 совершает замедленное вращательное движение.

При этом рычажно-клещевой захват 25, жестко закрепленный в корпусе 22 устройства задания тормозной силы, установленного на шарнирно установленной на поперечном валу 10 с испытуемым колесом 11 с возможностью поворота вокруг оси испытуемого колеса 11 поворотной раме 12, вследствие взаимодействия его колодок 23 с вращающимся тормозным диском 24, поворачивает поворотную раму 12 с корпусом 22 устройства задания тормозной силы, шарнирно соединенным с передней поперечной полкой 8, соединяющей опорные балки 7 внутренней рамы 5 посредством силоизмерительного элемента 21, относительно оси испытуемого колеса 11, что обеспечивает фиксацию силоизмерительным элементом 21 тормозной силы.

Благодаря взаимодействию беговой дорожки 14 с тормозящим испытуемым колесом 11, на поперечном валу 10 которого закреплены платформы со сменными грузами 13 и шарнирно установлены опорные балки 7 внутренней рамы 5, которые шарнирно сочленены с вертикальными опорами 6 внутренней рамы 5, шарнирно установленными на горизонтальных полках 2 наружной рамы 1 и соединены передней поперечной полкой 8 и задней поперечной полкой 9, связанной с поперечной планкой 4 вертикальных стоек 3 наружной рамы 1 посредством силоизмерительного элемента 20.

Вертикальные опоры 6 внутренней рамы 5 под воздействием усилия, передающегося на них от поперечного вала 10 с испытуемым колесом 11 через опорные балки 7, поворачиваются относительно наружной рамы 1, при этом задняя поперечная полка 9 опорных балок 7 внутренней рамы 5 воздействует на силоизмерительный элемент 20, обеспечивая фиксацию продольной реакции опорной поверхности беговой дорожки 14.

Кроме того, датчик 31 угла поворота мерного диска 30, установленного на поперечном валу 10 и жестко связанного с испытуемым колесом 11, фиксирует угловой путь испытуемого колеса 11, а вследствие неравномерности вращения мерного диска 30 поворотная планшайба 32, установленная на поперечном валу 10 с испытуемым колесом 11 с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса 11 и имеющая жесткий поводок 33, связанный с мерным диском 30 посредством двух симметрично расположенных упругих элементов 34 и 35, соединенных с датчиком 36 замедления испытуемого колеса 11, поворачивается вокруг оси испытуемого колеса 11 относительно мерного диска 30, в результате чего стрелы поджатия двух упругих элементов 34 и 35 неодинаковы и датчик 36 фиксирует замедление испытуемого колеса 11.

Предлагаемое устройство для измерения усилий, действующих на колесо, обеспечит значительное повышение точности измерений сил благодаря наличию в нем новой компоновочной схемы с новым приводом перемещения беговой дорожки и новым устройством задания тормозной силы, обеспечит высокое качество фиксации параметров движения колеса вследствие новой измерительной схемы, а также обеспечит расширение функциональных возможностей устройства благодаря устройству фиксации изменения динамического радиуса испытуемого колеса.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: - устройство для измерения усилий, действующих на колесо, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для применения в области силоизмерительной техники, в частности для измерения сил и моментов, действующих на колесо при стендовых испытаниях, а также для определения параметров движения колеса, что обеспечивает значительное повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства; - для заявленного изобретения, в том виде как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемым чертежом; - устройство для измерения усилий, действующих на колесо, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. Устройство для измерения усилий, действующих на колесо, содержащее связанные между собой наружную раму и внутреннюю раму с установленным в ней испытуемым колесом, взаимодействующим с силоизмерительными элементами и измерительной схемой, отличающееся тем, что наружная рама выполнена в виде двух горизонтальных полок и двух вертикальных стоек, соединенных поперечной планкой, а внутренняя рама выполнена в виде шарнирно установленных на горизонтальных полках наружной рамы вертикальных опор, шарнирно сочлененных с опорными балками, шарнирно установленными на поперечном валу с испытуемым колесом и соединенными передней поперечной полкой и задней поперечной полкой, шарнирно соединенной с поперечной планкой наружной рамы посредством силоизмерительного элемента, расположенного в горизонтальном направлении симметрично горизонтально расположенной беговой дорожке, снабженной приводом перемещения, обеспечивающего измерение силы сопротивления качению колеса и продольной реакции опорной поверхности, а на поперечном валу с испытуемым колесом закреплены платформы со сменными грузами и шарнирно установлена поворотная рама с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса, на которой установлено устройство задания тормозной силы с корпусом, шарнирно соединенным с передней поперечной полкой внутренней рамы посредством силоизмерительного элемента, обеспечивающего измерение тормозной силы, а измерительная схема выполнена в виде установленного на поперечном валу и жестко связанного с испытуемым колесом мерного диска, снабженного датчиком его угла поворота, и поворотной планшайбы, установленной на поперечном валу с испытуемым колесом с возможностью вращения вокруг оси испытуемого колеса и имеющей жесткий поводок, связанный с мерным диском посредством двух симметрично расположенных упругих элементов, соединенных с датчиком замедления испытуемого колеса, обеспечивающих фиксацию параметров движения испытуемого колеса, при этом привод перемещения беговой дорожки содержит приводной двигатель, соединенный с приводным барабаном, взаимодействующим с гибкой тягой, ориентированной через систему блоков, и один конец гибкой тяги соединен с задним концом беговой дорожки, а другой конец - с передним концом беговой дорожки, взаимодействующей с испытуемым колесом посредством гасителя, обеспечивающего гашение продольных возмущающих колебаний, воздействующих на испытуемое колесо от приводного двигателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство задания тормозной силы содержит рычажно-клещевой захват, на концах клещей которого установлены колодки с возможностью взаимодействия с тормозным диском, а на петле которого своим одним концом закреплена приводная тяга, к другому концу которой подвешен груз, закон перемещения которого задает копирный путь.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено устройством фиксации изменения динамического радиуса испытуемого колеса, выполненным в виде двуплечего рычага, ось которого установлена на неподвижной опоре наружной рамы, опирающегося одним концом на измерительный стержень с датчиком деформаций, расположенный на неподвижной опоре наружной рамы, а другим концом взаимодействующего с наружной поверхностью ступицы испытуемого колеса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком скорости перемещения беговой дорожки, установленным на наружной раме с возможностью фиксации относительного положения беговой дорожки и наружной рамы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6