轮辋宽度对轮胎不平衡量解算的影响

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1、振动!测试与诊断第!"卷第#期/(-:!";(:##$%"年&月<=*:#$%"'()*+,-(./01*,20(+"34,5)*464+2780,9+(505!"##%$:%"&>$$?:@+A0:055+:%$$&B"C$%:#$%":$#:$%%轮辋宽度对轮胎不平衡量解算的影响!杨静芳%!#!"冯显英#!"张"鹏#%%:齐鲁工业大学机械与汽车工程学院"济南"#>$!>!&%#:山东大学机械工程学院"济南"#>$$"%&摘要"不同规格的轮胎混装在线检测的需要使得多级轮辋应运而生'针对该方式下忽略轮辋宽度影响造成的不同厂家设备检测结果的差异"考

2、虑轮辋宽度的影响"改进完善轮胎动平衡试验机的动力学模型'笔者探讨动平衡试验机的量标定算法"基于最小二乘复影响系数法求解标定系数"推导出不同轮辋层和不同轮辋宽度下不平衡量的等效算法'同时"根据轮胎规格参数设计机械锁紧装置"采用精密伺服控制技术实现了轮辋宽度的在线调节'实验结果和工程应用验证了该算法的可行性!有效性和适用性"也为不同厂家设备检测结果的一致性奠定了基础'关键词"轮胎动平衡(量标定(轮辋宽度(校正面(校正半径中图分类号"DE"(DE%F衡量是轮胎的固有属性"无论检测设备的结构"也不引"言管理论算法的差异"都应该趋于一致'基于上述原因"笔者

3、对轮胎动平衡试验机通用轮胎动平衡试验机主要是模拟实际工况"对高的动力学模型进行了分析"对基于最小二乘的复影速旋转的轮胎实现动平衡质量的在线检测'检测项响系数标定法进行了探讨'在考虑轮辋宽度影响的目包括#上不平衡量!下不平衡量!静不平衡量!偶不基础上"对解算模型进行改进"对不平衡量进行等效平衡量以及各自角度'由于对设备的检测精度!重计算'同时还通过精密伺服控制实现轮辋宽度的在复性!稳定性以及检测周期均要求较高"而且整个检线调节"最后通过实验对等效算法进行验证'测过程涵盖了光!机!电!气!液以及信号处理和计算机高级语言等学科内容"颇为复杂'所以"动平

4、衡试$"轮胎动平衡试验机动力学模型验机曾在很长一段时间里一直依赖于进口"直到国内的企业!院校和研究所相继研发的拥有自主知识图%为已经研发成功的轮胎动平衡试验机的现)%B"*产权的动平衡试验机问世才打破这一局面'即便到了今日"众多的轮胎厂家拥有的动平衡试验机数量依旧有限'因此"实际工程中"企业通常采用多级轮辋组合对多个规格的轮胎混装进行动平衡在线检测'由于试重只方便加载在最外层轮辋上"所以量标定过程中忽略多级轮辋的轮辋宽度"实际解算时必须对量标定系数进行在线调整'不同厂家的设备等效处理方法存在差异"加上其余因素的影响"造成了在满足国家标准规定的数据

5、波动指标和重现性要求的基础上"不同厂家开发的试验机检测结果依)F*旧存在差异"用户无从判别孰对孰错的现象'理论上讲"上下面不平衡量由于力分解的多样性不同图%"轮胎动平衡试验机厂家设备检测所得结果可能会不相同"但是静不平G09:%"D0*4HI+,60@1,-,+@46,@J0+4!国家自然科学基金资助项目%>%!F>#""&(山东大学研究生自主创新基金专项资助项目%IK4%#%#&&收稿日期##$%&B$!B%%(修回日期##$%&B$>B#$"第#期杨静芳"等#轮辋宽度对轮胎不平衡量解算的影响#FF场照片'本试验机采用直驱型伺服电机驱动主轴旋可

6、得转测试"降低了皮带振动信号!预紧力!松紧边拉力")#("H#(%)#(%H#)$%%&对动平衡信号的影响)CB%%*"从源头上得到更干净!标-*%%)#(%*%(*#&%H#)*$")#准的振动信号'图#为整个测控系统原理框图'将由式%%&有轮胎!上下轮辋和主轴以及上下传感器一起提取"根$*%*%(*#")#)%)#(%H#据空间力系等效平移原理在忽略轮胎实际结构的基*$*$#%#&础上"可以得到图!所示的+轮胎B轮辋B主轴系,力*$(*%*$(*%(*#"H#)+%)#+%H#%*$*$学模型'同理"在$方向上有$*%*%(*#")$)%)$

7、(%H$*$*$#%!&*$(*%*$(*%(*#"H$)+%)$+%H$%*$*$合成之后可得$*%*%(*#"))%)(%H*$*$#%&&*$(*%*$(*%(*#"H)+%)+%H%*$*$%"轮胎动不平衡量的解算图#"测控原理框图%&$"轮胎动不平衡量的直接解算G09:#"34,5)*464+25@J46,20@H0,9*,6""据式%&&可知"只要获得传感器受力就能解算出不平衡离心力'根据离心力的计算公式,)-."#"可进一步求出最终的不平衡量'而实际测量过程中"压电式力传感器输出的是电压信号"故需要使此电压信号与它所受到的力对应'通

8、常认为"在一定范围内传感器电压信号与传感器的力信号成线性比例关系"设此比例系数为/"称为传感器的特征参数'如图#所示"输出的电压信号需要