[发明专利]轮胎均匀性设备的机器振动分析方法

说明书

本发明涉及机器状态测量领域，更具体地说是涉及一种利用安装在载荷车轮上的测力传感器所产生的信号对轮胎均匀性设备的振动进行测量的方法。

在充气轮胎的制造工艺中，流入轮胎模的橡胶或带束，卷边，衬套，胎冠，涂胶帘布层等在直径上微小的差别有时都将引起成品轮胎的不均匀性。不均匀性达到一定的程度将在与该轮胎接触的表面，如路面上引起力的变化，该路面将对安装有所述轮胎的汽车产生振动和声波上的干扰。无论产生力变化的起因如何，当这种变化超过容许的最大值时，将对使用这种轮胎的汽车的行驶产生不利的影响。

由上述不均匀性所产生的轮胎的不均匀性的不利的影响，将导致轮胎在路面上转动时，同时施加在路面上的多种形式的力的波动。例如，轮胎的不均匀性，最好是将其描述为轮胎的“不圆度”，这种不均匀性将引起施加在轮胎径向上或垂直于旋转轴和与路面“非切线”方向的轮胎径向力的变化。另外，施加在轮胎轴向或平行于旋转轴方向的横向力将由于锥度过大而增加，该横向力用非锥形轮胎所引起的横向力的净平均值的一半来定义，它将引起轮胎在一个方向上不断地拉伸。

对于不均匀的轮胎，在其转动期间，轮胎上的径向和横向的力将会改变。这种在轮胎转动期间径向和横向力的变化，通常是由于轮胎圆周或胎面的中心线的钢性和/或几何形状的差别所引起。如果这些差别很小，则当所述轮胎安装在汽车上时，这种径向和横向方向力的变化是无关紧要的，其影响可忽略不记。然而，当这种差别超过某一量级时，这种径向和横向力的变化将足以引起汽车行使不平稳和/或难于控制的情况。另外，如前所述，锥度过大将使得转动的轮胎向一边拉伸。

因此，以前已经有人开发出修正过度力变的方法，该方法是用诸如磨削工具将轮胎肩部和/或胎面中心区域的橡胶去掉。大多数的这种修正方法包括了这样的步骤，即将胎面标记成一系列圆周增量，并随着这些增量与路面接触得到一系列表示由轮胎施加的力的测量结果。然后对这个数据进行译码并根据译码的结果所产生的样式修改台面上的橡胶。这些修正方法通常在轮胎均匀性机器设备上进行，该机器包括用来使贴靠在自由转动的载荷车轮表面的试验轮胎转动的系统。在这个试验装置中，载荷车轮的转动方式与转动轮胎所施加的力有关，并由放置在适当位置的测量装置来测量这些力。当进行试验的轮胎产生的结果小于可接受结果时，轮胎肩部和中部凸缘磨削器在测量设备所检测到不均匀的精确位置上，将轮胎面上少量的橡胶磨掉。随着轮胎的转动，测量和磨削同时进行。技术先进的轮胎均匀性设备(TUM)，如Akron Standard Co.ofAkron Ohio生产的型号为D70LTW的设备的力测量结果是由计算机译码的，并使用计算机控制的磨削器将轮胎面上的橡胶去掉。在美国专利第3,739,533号，第3,946,527号，第4,914,869号，和第5,263,284号中公开了利用这些方法的设备的例子。

由轮胎均匀性设备的磨削装置所产生的任何的振动是由其力变测量元件检测的。少量的振动是允许的，因为电子滤波器可消除这种无关的噪声。但当马达轴承磨损或磨削轮损坏或安装不当时，将产生过量的振动。这种振动被所述力测量元件检测到，这将使得轮胎均匀性设备在错误的位置上磨削轮胎面，导致磨削时试验间过长，处理的轮胎过少，磨削的轮胎碎屑过多。另外，需要检测由两种在频率和相位上稍有差别的振动源，如多个磨削马达所引起的拍频。

目前，先有的检测过量振动的方法是使用带有可移动加速度计的外部振动分析仪，技术人员将该仪器手动安装在轮胎均匀性设备的不同点上。这种技术的问题在于设备成本高，需要数个小时才能完成振动分析，轮胎均匀性设备的综合停机时间开销大。同时，由于该设备的故障通常不易察觉，所以，在出现严重的损坏之前，问题不能及时发现。

如上所述，及前面列举的专利所例示的，对于修正轮胎不均匀性的努力已经作过，并正在继续这方面的工作以使其更加有效。然而，在先有技术中，没有一个提出要在安装轮胎前计算轮胎均匀性设备中的额外振动量。