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TBR輪胎強度試驗機的維護與校準

發布時間:2020-3-9 10:24:11  瀏覽:

1 載重輪胎強度試驗機的檢測原理

1.1 輪胎強度性能

破壞能試驗依照國際規范配合輪胎尺寸不同而使用各種直徑的柱壓桿,在一定速度下對輪胎胎面中點施加壓力,以獲知輪胎被刺穿的能量值。通過檢測輪胎胎冠部位的破壞能,評價輪胎結構性能。

1.2 設備檢測原理

輪胎強度試驗機上配備一個足夠長的鋼質圓柱形壓頭,壓頭端部為半球形。載重輪胎公制系列輪胎一般根據單胎負荷系數配備不同的壓頭直徑,主要有19mm、32mm和38mm三種,壓頭直徑誤差控制在±0.5mm。具體選用規則如表1所示,將試驗輪胎和輪輞組合體固定在試驗機上,沿輪胎胎面中心線取大致間隔相等的5個點進行試驗,壓頭垂直于胎面,并壓在靠近胎面圓周中心線的花紋塊上,避免壓入花紋溝中。壓頭以50mm/min的移動速度向輪胎胎冠逐漸遞增的施加作用力,至輪胎胎冠被壓穿或達到規定的最小破壞能值為止。

TBR輪胎強度試驗機的維護與校準

2 設備檢測精度的影響因素

2.1 位移傳感器的累積誤差

2.1.1 位移傳感器硬件配置

輪胎強度試驗機采用直線位移傳感器作為檢測輪胎下沉量的傳感器。直線位移傳感器為量程0~550mm,輸出轉換成0~10VDC的標準模擬信號的絕對值型位移傳感器。如圖1所示位移傳感器的模擬電壓信號輸入到PCI-6221數據采集卡的AI1和AI9,通過MAX軟件,可對采集的電壓信號與理論信號進行儀器校準比對。

 

2.1.2 位移傳感器的采集信號誤差校準

根據規范要求壓頭裝置應能逐漸遞增的施加載荷,位移指示器的精度為滿量程的±1%。輪胎的強度試驗和靜負荷試驗都會涉及到輪胎下沉量的檢測,此時需要位移傳感器準確的識別出實際的位移變化量。如遇到輪胎靜負荷試驗的下層量超過標準的情況或者位移值出現不規則的跳動,可以判斷位移傳感器的檢測精度出現了偏差。與此同時,輪胎強度試驗也是無法開展的。本試驗機采用的是MAX5.6版的軟件,打開軟件從設備和接口中選擇PCI-6221創建測試任務,從采集信號選項中選擇模擬輸入電壓AI1通道。根據顯示類型可選擇圖形或表格,點擊運行可實時顯示當前狀態下的電壓值。啟動通道校準向導,如圖2所示在參考值一欄中寫入實際測得的位移傳感器輸入電壓值(使用FLUKE15B型萬用表直流電壓檔對位移傳感器的實際輸入電壓進行檢測并記錄)。至少錄入兩組數據,提交校準值對位移傳感器校準。

 位移傳感器的采集信號誤差校準

2.1.3 位移傳感器的斜率校準

進入軟件調試界面,看位移傳感器電壓值,將滑臺向下移動到最下面,記錄位移傳感器電壓,此處位移定為0mm;向上移動滑臺至最高處,記錄位移傳感器電壓值,用尺量滑臺現在與之前零點的行程距離;用行程距離除以兩電壓之差就是位移傳感器的線性擬合斜率。在軟件參數管理界面,位移傳感器的斜率參數與測量計算得到的線性擬合斜率作比較,相差大就需要進行斜率校正。采用500mm量程的高度尺和LUKE15B型萬用表,利用控制系統標定界面提供位移操作環境。測量過程進行至少10個點的位移獲得測量數據,對測量的數據分析采用一次擬合的數學模型,進行不過零擬合。通過對測量數據的分析,可以獲得標定擬合公式及加載特性。標定結果是傳感器輸出與標準長度的關系公式。標定試驗記錄如表2所示,誤差滿足規范要求。

標定試驗記錄

2.2 稱重傳感器的累積偏差

2.2.1 稱重傳感器硬件配置

輪胎強度試驗機采用稱重傳感器作為檢測輪胎負載的感壓元件。稱重傳感器的最大量程為10t,激勵電壓采用0~10VDC,額定輸出為3.0mV/V,輸出轉換成0~10VDC的標準模擬信號的稱重傳感器。如圖1所示稱重傳感器的模擬電壓信號輸入到ADAM-3016隔離應變儀輸入模塊,經過轉換信號處理輸出到PCI-6221數據采集卡的AI0和AI8。通過MAX軟件,可對采集的電壓信號與理論信號進行校準比對。

2.2.2 稱重傳感器采集信號誤差的校準

根據規范要求強度試驗機的徑向力加載裝置能逐漸遞增地施加載荷,負荷指示器的精度為滿量程的±1%。輪胎的強度試驗和靜負荷試驗都會涉及到輪胎負載的檢測,此時需要稱重傳感器準確地識別出實際的載荷。若輪胎未受力,軟件顯示畫面已經有了超過誤差標準的力值,可以判斷稱重傳感器出現了零點漂移。參照位移傳感器校準步驟,本試驗機采用的是MAX5.6版的軟件,打開軟件從設備和接口中選擇PCI-6221創建測試任務,從采集信號選項中選擇模擬輸入電壓AI0通道。根據顯示類型可選擇圖形或表格,點擊運行可實時顯示當前狀態下的電壓值。啟動通道校準向導,在參考值一欄中寫入實際測得的稱重傳感器輸入電壓值(使用FLUKE15B型萬用表直流電壓檔對稱重傳感器的實際輸入電壓進行檢測并記錄)。至少錄入兩組數據,提交校準值對稱重傳感器采集信號誤差校準。

 

 

2.2.3 負荷傳感器的斜率校準

采用標準載荷測力儀以及標定器具,利用控制系統標定界面提供加載環境。測量過程應至少進行1次多個點的加載獲得測量數據。對測量的數據分析采用一次擬合的數學模型,進行不過零擬合。通過對測量數據的分析,可以獲得標定擬合公式及加載特性。標定結果是傳感器輸出與標準荷載的關系公式。標定試驗記錄如表3所示,誤差滿足規范要求。

 負荷傳感器的斜率校準

2.2.4 稱重傳感器的使用建議

在實際使用中,DBSL-10t傳感器損壞頻繁。對損壞的原因進行分析,剔除使用和操作的因素,根據10多年的維護經驗,發現設備在設計階段傳感器選型不合理。因此,建議選用DBSL-20t傳感器替代DBSL-10t,拓寬其可測的量程值。我司使用替代的傳感器后,解決了傳感器頻繁損壞的故障。

2.3 壓痕板與徑向加載機構的角度偏差

2.3.1 偏差產生的原因

根據規范要求強度試驗機的徑向加載與壓痕板角度值為90°,偏差≤±1°。將輪胎承壓部位涂上印油,在輪胎與壓痕板之間鋪放一張500mm×350mm的花紋紙,啟動試驗機給輪胎施加負荷至規定值,加載完畢保持15min,測量輪胎靜負荷半徑和負荷下斷面寬度。取出印跡紙,如圖3所示測量接地長度L和接地寬度W,求出接地印痕面積。在設備的實際使用過程中,會出現如圖4所示的病象:輪胎在受壓狀態下的印跡出現部分丟失,影響接地長度和接地寬度的測量。

與此相關的硬度系數、平均接地壓力和接地系數的計算都會受到干擾。出現這種病象的根本原因是壓痕板與徑向加載機構的角度偏離了規范要求。

 TBR輪胎強度試驗機的維護

2.3.2 糾正偏差的措施

強度試驗機徑向加載機構由上蝸輪蝸桿副、上螺母絲杠副、上導軌、負荷傳感器、球頭壓桿接頭、壓痕壓桿套組成,這些組件構成了加載機構的垂直度的基礎。從構成徑向加載機構的組件開始檢查,逐個排查同軸度。根據我司的使用經驗,變形的部位發生在徑向加載機構的最薄弱點-球頭壓桿接頭(圖5),替換之后輪胎的印跡圖譜恢復正常,X軸和Y軸方向均表現出一致的對稱性。在設備防護欄上正對加載機構中心線處安裝激光燈標,利用其產生的激光線做為參照,便于觀測加載機構的變形。

 TBR輪胎強度試驗機的維護與校準

3 結語

從設備維護角度分析,壓痕板與徑向加載機構的角度偏差、位移傳感器累積誤差以及稱重傳感器的累積偏差等都會影響設備的檢測精度。對影響設備檢測精度的主要因素進行處理后,位移傳感器和稱重傳感器仍需做儀器校準,校準結束后同步進行傳感器標定數據驗證,滿足檢測精度為滿量程的±1%。本文是我們在平時維護輪胎強度試驗機的過程中,研究得出的一些結論,難免有考慮不周之處,敬請諒解。

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