Пристрій виміру сходження коліс та сил, що діють на колесо транспортного засобу

Реферат: Пристрій виміру сходження коліс та сил, що діють на колесо транспортного засобу містить корпус, кришку, вісь, перехідні втулки і два вимірювальних кільця. Пристрій містить потенціометричний датчик кінематично зв’язаний з крилом кузова транспортного засобу. Нижня частина потенціометричного датчика із системою важелів та штанг притискається пружиною до кришки. UA 90100 U (54) ПРИСТРІЙ ВИМІРУ СХОДЖЕННЯ КОЛІС ТА СИЛ, ЩО ДІЮТЬ НА КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ UA 90100 U UA 90100 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробувальної техніки і може бути використаний для виміру кутів сходження коліс в динаміці та сил, що діють на колесо при випробуваннях транспортних засобів, а також при їх дослідженнях на керованість і стійкість. Відомо пристрій для виміру бокових сил, що діють на колеса транспортного засобу, котрий рухається. Даний пристрій має силовимірювальний елемент, який виготовлений як одне ціле із віссю, та ступицю, яка може перемішуватися вздовж цієї осі. Маточина і вісь з'єднанні один з одним опорними та упорними підшипниками, завдяки яким і передається бокове зусилля із маточини на силовимірювальний елемент [1]. Недоліком такого пристрою є складна конструкція і важкий монтаж, та демонтаж даного вимірювального засобу. Відомо пристрій для виміру сходження і розвалу коліс [2]. Даний пристрій складається з валу із шкалами для визначення сходження коліс, який опирається на опори через підшипники, сигналізаторів, встановлених на валу із можливістю обмеженого зміщення вздовж осі валу. Також пристрій має вимірювач кута розвалу коліс, який складається зі штанг із дисками, та привода, який забезпечує обертання вала із сигналізаторами. Недоліком такої конструкції є можливість виміру кутів встановлення коліс лише на середній експлуатаційній швидкості та прискорення автомобіля, та те що вимірювання відбуваються не в реальних дорожніх умовах. Найближчим аналогом корисної моделі прийнято конструкцію пристрою для виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу [3], який є найбільше близьким по технічній сутності до винаходу. Пристрій для виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу складається з корпусу, двох вимірювальних кілець, осі та кришки, а також має блок живлення, розділювач сил і блок передавача даних. Два вимірювальних кільця сприймають усі сили, що діють на колесо і за рахунок конструкції розподілювача сил, сили, що діють на колесо виокремлюються і передаються реєструючу апаратуру в салоні транспортного засобу [3]. Недоліком такого пристрою є неможливість вимірювання кутів сходження коліс. В основу корисної моделі поставлено задачу створення конструкції пристрою для виміру сходження коліс в динаміці. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що кришка пристрою, яка встановлена на колесі транспортного засобу відповідає положенню цього колеса в просторі. Внаслідок кінематичного зв'язку верхньої частини потенціометричного датчика із крилом автомобіля, а нижньої частини із кришкою пристрою, потенціометричний датчик вимірює сходження коліс в динаміці. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - шляхом конструкційних удосконалень розробленого пристрою для виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу. Наявність в пристрої потенціометричного датчика дозволяє додатково виміряти сходження коліс транспортного засобу. Це в свою чергу дозволяє більш повно та точно дослідити керованість та стійкість транспортного засобу і тим самим підвищити безпеку руху транспортних засобів на дорогах. На кресленні зображено запропонована конструкція пристрою виміру сходження коліс та сил, що діють на колесо транспортного засобу. Пристрій виміру сходження коліс та сил, що діють на колесо транспортного засобу має корпус 1, з двома буртами, який встановлено і надійно закріплено на диску колеса. Між колесом та гальмівним диском встановлено праве вимірювальне кільце 5, яке і сприймає сили, що діють на колесо транспортного засобу. Праве вимірювальне кільце 5 можна умовно поділити на дві частини: перша – основа, яка болтами 6 з'єднана із гальмівним диском та маточиною колеса транспортного засобу, друга - пружній елемент, із восьма спицями 4, який болтами 3 з'єднаний із перехідною втулкою 7. Дана перехідна втулка 7 упирається в один із буртів корпуса 1, та має посадковий діаметр для вимірювального кільця 5. На чотири спиці 4 правого вимірювального кільця 5, через одну спицю, з обох боків наклеєні тензорезистори які і фіксують величину пружної деформації спиць. Величина деформації спиць визначається значенням сил, що діють на колесо транспортного засобу. Центральна частина правого вимірювального кільця 5 надійно з'єднана із віссю 9, протилежний кінець якої, з різьбовим отвором, впирається у ліве вимірювальне кільце 11. В свою чергу ліве вимірювальне кільце 11 притиснене до осі 9 з'єднувальним гвинтом 14 кришки 12. Таким чином праве вимірювальне кільце 5 через перехідні втулки 7, 10, бурти корпуса 1, та вісь 9 передає бокове зусилля на ліве вимірювальне кільце 11, яке з'єднане болтами 17 із перехідною втулкою 10. Ліве вимірювальне кільце 11 являє собою диск із восьма спицями 16, які під дією бокової сили згинаються. На чотири спиці 16 лівого вимірювального кільця 11, також через одну спицю, з обох боків наклеєні тензорезистори, які і фіксують величину пружної деформації спиць. Величини цих деформацій спиць визначаються 1 UA 90100 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 значенням бокової сили, що діє на колесо транспортного засобу. На лівому вимірювальному кільці 11 встановлена регулювальна плата 15 для компенсації температур і нормування нуля та максимуму сигналу правого 5 і лівого 11 вимірювальних кілець. Наявність регулювальної плати 15 дозволяє забезпечити роботу запропонованого пристрою в широкому температурному діапазоні. В корпусі 1 пристрою також встановлено блок живлення 2 для тензорезисторів сигнал від яких йде на розділювач сил 8. На кришці 12 встановлено блок передавача сигналів 13, який передає сигнал від розділювача сил 8 до приймача, що приєднаний до регіструючої апаратури в салоні транспортного засобу. Із кришкою 12 контактує потенціометричний датчик 18, який кінематично пов'язаний із крилом кузова транспортного засобу. Так як кришка 12 паралельна площині колеса, яке встановлено із певним кутом сходження, то потенціометричний датчик 18 буде реєструвати кутові переміщення колеса у повздовжній площині транспортного засобу, тобто його кути сходження. Вимірювальний елемент потенціометричного датчика 18, являє собою круговий потенціометр, який через систему важелів та штанг торкається торцевої поверхні кришки 12. Верхня частина потенціометричного датчика 18 нерухомо з'єднана із крилом автомобіля, а нижня частина датчика притискається пружиною 19 до кришки 12. Пристрій виміру сходження коліс та сил, що діють на колесо транспортного засобу працює наступним чином. Відомо, що при коченні колеса на нього діють повздовжня, бокова і вертикальна сила, які призводять до виникнення згинальних, та нормальних напружень в спицях 4, 16 відповідно правого 5 та лівого 11 вимірювальних кілець. Завдяки розділювачу сил 8 та виносу лівого вимірювального кільця 11, за. площину прикладання результуючих сил відокремлюється повздовжня, вертикальна та бокова сила. Таким чином, при русі транспортного засобу спиці 4 правого вимірювального кільця 5 деформуються та переміщується у поперечному напрямку. Це переміщення через перехідні втулки 7 та 10, бурти корпусу 1 та вісь 9 передається на ліве вимірювальне кільце 11. Завдяки жорсткому з'єднанню осі 9 і правого вимірювального кільця 5, маємо надійну передачу бокової сили від правого вимірювального кільця 5 до лівого вимірювального кільця 11. Під дією сил спиці 4 та 16 відповідно правого 5 та лівого 11 вимірювальних кілець деформуються. Це в свою чергу викликає деформацію розтягання або стиснення в тензорезисторах, які наклеєні на спицях вимірювальних кілець 5 та 11. В наслідок чого тензорезистори змінюють свій електричний опір при цьому змінюються і параметри напруги в мостовій схемі з'єднання тензорезисторів, які розподілювач сил 8 відокремлює на повздовжні, вертикальні та бокові складові сили. Сигнал від розподілювача сил 8 через блок передавача 13 по бездротовому зв'язку передається на приймач, який з'єднано із регіструючою апаратурою в салоні транспортного засобу. Відомо, що кожна модель автомобіля передбачає індивідуальні значення кутів сходження коліс і вони визначаються конструкцією автомобільної підвіски. Сходження коліс необхідно для попередження їхнього проковзування викликуваного розвалом коліс і компенсації люфтів у шарнірах кермового привода та підшипниках коліс. Таким чином кути сходження передбаченні для підвищення стійкості автомобіля при русі, легкості керування і істотно впливають на зношування шин. Під час руху автомобіля разом із його колесом обертається кришка 12, яка для потенціометричного датчика 18 виконує роль вимірювальної площадки. Так як кришка 12 встановлена паралельно повздовжній площині колеса то вона відносно повздовжньої осі автомобіля також має такий самий кут сходження як і саме колесо. Нижня частина потенціометричного датчика із системою важелів та штанг, яка притискається пружиною 19 до кришки 12 провертається на деякий кут сходження відносно зафіксованої на крилі автомобіля верхньої частини потенціометричного датчика. Сигнал від потенціометричного датчику поступає по дроту до регіструючої апаратури в салоні транспортного засобу. Запропонований пристрій виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу дає можливість виконувати вимірювання значень всіх сил, що діють у точці контакту колеса із опорною поверхнею та вимірювати кути сходження коліс безпосередньо при русі транспортного засобу. Джерела інформації: 1. Пат. № 847133 СССР, М. Кл. G01М 17/00. Устройство для измерения боковой силы на колесе транспортного средства / Ю.В. Ронгинский, К.Н. Балтаханов, Д.И. Хашимов, Л.В. Цой; заявитель и патентособственик Ташкентский автомобильно - дорожный институт. - № 2780914/27-11; заявл. 15.06.79; опубл. 15.07.81. Бюл. № 26. 2 UA 90100 U 5 2. Пат. № RU 2255320 С2, М. Кл. G01M 17/00. Устройство для измерения схождения и развала колес автомобилей / В.П. Ткаченко; заявитель и патентособственик В.П. Ткаченко. - № 2003118960/11; заявл. 24.06.04; опубл. 27.06.06. Бюл. № 16. 3. Пат. № UA 70947, М. Кл. G01M 17/00. Пристрій виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу. / А.В. Щербина; заявник і патентовласник Запорізький національний технічний університет. - № u201115700; заявл. 30.12.2011; опубл. 25.06.2012. Бюл. № 12. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Пристрій виміру сходження коліс та сил, що діють на колесо транспортного засобу, який містить корпус, кришку, вісь, перехідні втулки і два вимірювальних кільця, який відрізняється тим, що містить потенціометричний датчик кінематично зв’язаний з крилом кузова транспортного засобу і нижня частина потенціометричного датчика із системою важелів та штанг притискається пружиною до кришки. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3