一種用于模擬路面的轉(zhuǎn)鼓的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車車輪和輪胎的試驗領(lǐng)域，具體地涉及一種用于模擬路面條件的轉(zhuǎn) 鼓。
【背景技術(shù)】
[0002] 在車輪和輪胎完成生產(chǎn)之后，需要進(jìn)行性能的試驗。在性能試驗中，為了模擬多種 路面的環(huán)境和駕駛條件，一般使用車輪道路模擬臺架來進(jìn)行模擬試驗。汽車車輪道路模擬 臺架試驗是一種可代替車輪路試的國際最先進(jìn)試驗技術(shù)。轉(zhuǎn)鼓的表面（模擬路面）帶動車 輪旋轉(zhuǎn)，同時車輪會有模擬轉(zhuǎn)彎的動作。試驗臺靠轉(zhuǎn)鼓與車輪間的摩擦力，給車輪提供直線 行駛時的徑向力載荷和汽車轉(zhuǎn)彎時的側(cè)向力載荷。因此，轉(zhuǎn)鼓尺寸及表面花紋形狀對提供 試驗載荷起著關(guān)鍵性的作用。
[0003] 在本領(lǐng)域中，一般采用復(fù)合式的轉(zhuǎn)鼓花紋來實現(xiàn)摩擦力的提高。例如在發(fā)明專利 《改進(jìn)的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓》（CN201220654005. 2)中，轉(zhuǎn)鼓由平滑面改進(jìn)為帶有花紋的表面形 狀，明顯提高轉(zhuǎn)鼓表面的側(cè)向摩擦系數(shù)。在這種轉(zhuǎn)鼓中，首先在轉(zhuǎn)鼓表面加工出波浪狀的紋 路，然后為了提高摩擦力，再在波浪狀的紋路基礎(chǔ)上加工出細(xì)小的紋路。但是這種轉(zhuǎn)鼓中存 在著轉(zhuǎn)鼓表面花紋輪廓的加工難度大，表面小波紋（弧狀凸起）耐磨性不好的缺陷。在實 際應(yīng)用中，在很短的時間內(nèi)表面小波紋就被磨平，使得轉(zhuǎn)鼓的表面性能穩(wěn)定性大受影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服以上的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的用于模擬路面條件 的轉(zhuǎn)鼓，希望克服現(xiàn)有轉(zhuǎn)鼓工作壽命短，加工難度大的問題，同時還希望能滿足了實驗原理 與實際行車時的符合性，提供側(cè)向摩擦力的能力較原轉(zhuǎn)鼓能夠進(jìn)一步提高。
[0005] 為了實現(xiàn)以上的目的，本發(fā)明提供了以下的技術(shù)方案：
[0006] 在本發(fā)明的一個方面，提供了一種車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于：所述的轉(zhuǎn)鼓的外 表面上包括平行于轉(zhuǎn)鼓截面的周期性波紋，所述的周期性波紋在外表面上的一個周期中， 是由首尾相切的等直徑下凹圓弧線和上凸圓弧線所組成的，一個周期的長度為30~50mm， 深度為1~I. 5mm ;所述的轉(zhuǎn)鼓的材料為碳鋼。
[0007] 在本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為1700-3200mm，寬度為400~600mm。
[0008] 在本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為1800-2200mm，波紋周期的長度為 30~50mm，波紋的深度為1. 1-1. 4mm。
[0009] 在本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為1900-2100mm，波紋周期的長度為 32~42mm，波紋的深度為1. 1-1. 4mm。
[0010] 在本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為2000mm，波紋周期的長度為32~ 42mm，波紋的深度為I. 3mm。
[0011] 在本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為2000mm，寬度為450mm，波紋周期的 長度為36mm，波紋的深度為I. 3mm。
[0012] 在本發(fā)明的其他方面，還提供了以下的技術(shù)方案：在材料為碳鋼、直徑為2000m的 轉(zhuǎn)鼓外表面利用機(jī)械加工的方式，沿著轉(zhuǎn)鼓表面寬度方向加工出一種帶有紋路的外形。這 種帶有紋路的轉(zhuǎn)鼓外表面可以提高輪胎與轉(zhuǎn)鼓間的摩擦力，因此在試驗時能得到更大的車 輪側(cè)向力。紋路的加工方式及形狀為：利用數(shù)控機(jī)床在轉(zhuǎn)鼓外圓表面上加工出周期性的平 滑波浪線。
[0013] 在本發(fā)明的其他方面，還提供了以下的技術(shù)方案：
[0014] 在本發(fā)明的一個方面，提供了一種車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓由碳 鋼制成，且表面包括耐磨合金層。
[0015] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，所述的耐磨合金是通過電弧噴涂工藝來進(jìn)行噴涂 的。
[0016] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，所述的耐磨合金是7Crl3超硬耐磨合金。
[0017] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，所述的耐磨合金層的厚度為0. 3mm-〇. 5mm。
[0018] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，所述的耐磨合金層的厚度為0. 4mm。
[0019] 在本發(fā)明的其他方面，還提供了以下的技術(shù)方案：
[0020] 轉(zhuǎn)鼓加工完成后用電弧噴涂工藝，將7Crl3超硬耐磨合金噴涂在轉(zhuǎn)鼓表面，厚度 約 0· 3mm-〇. 5mm。
[0021] 還提供了一種新型車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，直徑為2000mm，其特征是：在轉(zhuǎn)鼓表面分布 著周期性的波紋，波紋形狀為平滑的多段圓弧。轉(zhuǎn)鼓表面覆蓋有耐磨涂層。
[0022] 在一個優(yōu)選的方面，轉(zhuǎn)鼓外表面沿鼓面寬度方向每36mm的寬度上有一個周期的 波紋。
[0023] 在一個優(yōu)選的方面，波紋的深度為I. 3mm，波紋形狀為平滑且相切的多段圓弧，圓 弧半徑為62. 63mm。
[0024] 在一個優(yōu)選的方面，轉(zhuǎn)鼓表面有涂層，材料是7Crl3超硬耐磨合金，用電弧噴涂工 藝均勾涂覆在轉(zhuǎn)鼓表面，形成厚度為0. 3mm-0. 5mm的耐磨層。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是，轉(zhuǎn)鼓的加工難度降低，轉(zhuǎn)鼓提供摩擦力的能力增加14%，耐 磨壽命較原來提高3-4倍。本發(fā)明在較之改進(jìn)處還在于：增加轉(zhuǎn)鼓直徑，以提高轉(zhuǎn)鼓與車輪 接觸面積，增大摩擦力。轉(zhuǎn)鼓表面波紋形狀改變。應(yīng)用電弧噴涂工藝，在轉(zhuǎn)鼓表面增加粗糙 的耐磨材料涂層。經(jīng)過驗證，本發(fā)明轉(zhuǎn)鼓的外形加工難度大幅降低，增加的表面涂層使轉(zhuǎn)鼓 表面耐磨性提高3-4倍，轉(zhuǎn)鼓提供側(cè)向摩擦力的能力提高14%。
[0026] -種新型車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，在轉(zhuǎn)鼓表面上，沿轉(zhuǎn)鼓寬度方向分布周期為36mm的圓 弧波紋，波紋深度I. 3_。轉(zhuǎn)鼓表面采用電弧噴涂工藝涂覆耐磨材料，厚度約0. 3mm-0. 5_。 這種轉(zhuǎn)鼓加工容易，轉(zhuǎn)鼓提供摩擦力的能力較原來提升14%，耐磨壽命提高3-4倍。
[0027] 在其他的方面，還提供了以上的轉(zhuǎn)鼓在汽車車輪雙軸疲勞試驗和道路載荷譜模擬 試驗中的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0028] 以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方案，其中：
[0029] 圖1是本發(fā)明的實施例1的轉(zhuǎn)鼓的整體示意圖。
[0030] 圖2是本發(fā)明的實施例1的轉(zhuǎn)鼓的波紋分布示意圖。
[0031] 圖3是本發(fā)明的實施例1第1組的轉(zhuǎn)鼓的立體示意圖。
[0032] 圖4是本發(fā)明中試驗樣品電弧噴涂7Cr 13后的效果。
【具體實施方式】
[0033] 實施例1 :轉(zhuǎn)鼓的制各
[0034] 碳鋼轉(zhuǎn)鼓的直徑為1700mm，寬度為500mm。在轉(zhuǎn)鼓外表面沿表面寬度方向設(shè)置周 期性的波浪線，波浪線上設(shè)置圓弧，形成轉(zhuǎn)鼓宏觀軸線方向的大波浪線上帶有小圓弧。在轉(zhuǎn) 鼓表面分布著13個周期波紋，波紋的深度為1mm，波紋形狀為平滑且相切的多段圓弧，在每 一個周期的波紋線上，分布6個弦長為6mm的凸起小圓弧，小圓弧的凸起高度為0· 2mm，圓弧 與圓弧的相接處有R2的倒圓角。按照此方法制作成的轉(zhuǎn)鼓為第一組。
[0035] 碳鋼轉(zhuǎn)鼓的直徑為2000mm，寬度為450mm，見圖1。在此碳鋼轉(zhuǎn)鼓的基礎(chǔ)上，使用 7Cr 13超硬耐磨合金（購自北京東方晶格科技發(fā)展有限公司）用電弧噴涂工藝均勻涂覆在 轉(zhuǎn)鼓表面，形成厚度為0. 3mm-〇. 5mm的耐磨涂層，記為第二組。
[0036] 對直徑為2000mm，寬度為450mm的轉(zhuǎn)鼓的表面進(jìn)行機(jī)械加工形成紋路，紋路的具 體尺寸為：在轉(zhuǎn)鼓表面沿軸向分布著周期性的波紋。在外表面上的一個周期中，波紋是由 首尾相切的等直徑下凹圓弧線和上凸圓弧線所組成的。波紋的寬度為36mm，波紋的深度為 1.3_，波紋形狀為平滑的多段圓弧。見圖2所示。按照此方法制作成的轉(zhuǎn)鼓為第三組。
[0037] 對第三組轉(zhuǎn)鼓，將7Crl3超硬耐磨合金用電弧噴涂工藝均勻涂覆在轉(zhuǎn)鼓表面，形 成厚度為〇. 3mm-0. 5mm的粗糙耐磨涂層，記為第四組。
[0038] 對直徑為2000mm，寬度為450mm的碳鋼轉(zhuǎn)鼓的表面進(jìn)行機(jī)械加工形成紋路，紋路 的具體尺寸為：在轉(zhuǎn)鼓表面沿軸向分布著周期性的波紋。在外表面上的一個周期中，波紋是 由首尾相切的等直徑下凹圓弧線和上凸圓弧線所組成的。波紋的寬度為36mm，波紋的深度 為2_。按照此方法制作成的轉(zhuǎn)鼓為第五組。
[0039] 實施例2 :摩檫力試駘
[0040] 將以上第1-5組轉(zhuǎn)鼓安裝在車輪道路模擬臺架上，以轉(zhuǎn)鼓表面模擬路面。將車輪 輪胎總成壓在轉(zhuǎn)鼓表面上，并設(shè)置一定的轉(zhuǎn)向角。啟動試驗機(jī)臺架使之旋轉(zhuǎn)，測量車輪所受 的軸向力（即鼓面與輪胎產(chǎn)生的摩擦力的軸向分量）。使用以下的工作條件來進(jìn)行摩擦力 試驗：
[0041] 車輪與輪胎：選用17寸車輪，225/50R17子午線輪胎（胎壓450kPa)。
[0042] 接觸面壓力設(shè)定：17000N(常用2. 5倍車輪最大靜載荷）
[0043] 速度設(shè)定為：60km/h。車輪轉(zhuǎn)向角設(shè)定5°。
[0044] 測量車輪所受的軸向力大?。垂拿媾c輪胎摩擦力的軸向分量）。
[0045] 結(jié)果表明，第3、4、5組的轉(zhuǎn)鼓的摩擦力明顯提高，具體如表1所示：
[0046] 表1 :第1-5組轉(zhuǎn)鼓的摩擦力（N)參數(shù)
[0047]
【主權(quán)項】
1. 一種車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于： 所述的轉(zhuǎn)鼓的外表面上包括周期性波紋，所述的周期性波紋在外表面上的一個周期 中，是由首尾相切的等直徑下凹圓弧線和上凸圓弧線所組成的，一個周期的長度為30~ 50mm，深度為1~I. 5mm ;優(yōu)選地，所述的轉(zhuǎn)鼓的材料為碳鋼。
2. 權(quán)利要求1所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓表面還包括電弧噴涂 的耐磨合金涂層；優(yōu)選地，所述的耐磨合金涂層是由7Crl3焊絲經(jīng)電弧噴涂形成的。
3. 權(quán)利要求2所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的耐磨合金涂層的厚度為 0· 3-0. 5mm〇
4. 權(quán)利要求1-3中任一項所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為 1700_3200mm，寬度為 400 ~600mm。
5. 權(quán)利要求1-3中任一項所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為 1800-2200mm，波紋周期的長度為30~50mm，波紋的深度為1. 1-1. 4mm。
6. 權(quán)利要求1-3中任一項所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為 1900-2100mm，波紋周期的長度為32~42mm，波紋的深度為1. 1-1. 4mm。
7. 權(quán)利要求1-3中任一項所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為 2000mm，波紋周期的長度為32~42mm，波紋的深度為I. 3mm。
8. 權(quán)利要求1-3中任一項所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓直徑為 2000mm，寬度為450mm，波紋周期的長度為36mm，波紋的深度為I. 3mm。
9. 權(quán)利要求1-3中任一項所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)鼓的波紋的 深度為I. 3mm，波紋形狀為平滑且相切的多段圓弧，圓弧半徑為62. 63mm。
10. 權(quán)利要求1-3中任一項所述的車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于，所述的波紋是平行于 轉(zhuǎn)鼓截面的。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輪試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，其特征在于：所述的轉(zhuǎn)鼓的外表面上包括平行于轉(zhuǎn)鼓截面的周期性波紋，所述的周期性波紋在外表面上的一個周期中，是由首尾相切的等直徑下凹圓弧線和上凸圓弧線所組成的，一個周期的長度為30～50mm，深度為1～1.5mm。該轉(zhuǎn)鼓容易加工，降低了成本，并且提高了轉(zhuǎn)鼓的摩擦力，適合于模擬多種路面。
【IPC分類】G01M17-013
【公開號】CN104634589
【申請?zhí)枴緾N201510075011
【發(fā)明人】劉春海, 李世德, 尹志高, 劉強(qiáng), 盛宏偉, 杜一武, 王永寧, 朱志華, 李昌海
【申請人】中信戴卡股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月11日