Page 88 - 《橡塑技术与装备》2024年6期
P. 88
橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
轮胎动平衡检测设备的技术方案
苏英南
( 天津赛象科技股份有限公司，天津 300384)
摘要 ： 伴随着“中国制造 2025”的到来，创新已经成为制造业发展的全局核心位置，本文以振动理论为依据，提出一种全新
的检测轮胎动平衡的方法，通过轮胎模态，共振频率的研究来判断轮胎是否达到动平衡，此方法对比传统方法的优点是高效、便捷。
关键词 ： 动平衡 ；简谐振动 ；频率 ；模态
中图分类号 ： TQ330.492 文章编号 ： 1009-797X(2024)06-0040-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.06.009
随着我国经济的快速发展，汽车已经成为现代社 尺寸，它不是理论意义上的 “ 圆 ”，而是一个近似的圆。
会生活中不可或缺的交通工具，而轮胎作为汽车的重 力的不均匀性主要体现在轮胎的径向力偏差，侧向力
要部件之一，它直接和路面接触，与汽车的悬架共同 偏差。质量不均匀体现在轮胎的一侧增加了部分质量，
缓和汽车在行驶时所受到的冲击，就能保证汽车具有 或者减少了部分质量。导致惯性主轴无法穿过质心。
良好的舒适性和行驶平顺性并且也能保证车轮和路面 本文主要讨论质量不均匀检测和改善问题。
有良好的附着性，提高汽车的牵引性，制动性和通过 目前轮胎动平衡的检测原理，主要是通过动平衡
性，承受着汽车的重量。轮胎动平衡是指汽车的轮胎 机实现的。首先需要启动电机带动轮胎旋转，由于轮
在高速旋转时可以保持一个相对稳定的状态，从而可 胎中具有不平衡的参数存在，使得轮胎各方向上施加
以保证汽车的正常行驶。而当轮胎动平衡失效时，就 于压电传感器上的离心力被转换成电信号。通过对该
会导致汽车在行驶的过程中出现严重的颠簸感，异常 信号连续测量，再由计算机系统对该信号进行分析，
抖动，油耗增加，轮胎磨损异常等情况，这会缩短轮 计算出不平衡的大小及参量最小位置，并由显示系统显
胎使用寿命，甚至会让行驶安全受到威胁。所以轮胎 示出来。最后，通过人工或者辅助装置在相应位置进行
能否达到动平衡状态至关重要。 加重或者去重，从而达到动平衡的目的。但是这种检测
方法比较单一，不能批量检测，在需要检测轮胎数量多
1 原理分析 的时候增加了时间成本、人力成本、制造成本、而且还
动平衡的概念 ：当刚体转轴通过质心且为惯性主 会增加生产的危险性、一致性不统一等缺点。
轴时，刚体转动时，不出现轴承附加动约束力，这种 为了解决这个问题，本文提出以振动理论为原理
现象称为动平衡。由于轮胎属于轴对称模型，当轮胎 设计一种新型的检测装置。通过模态分析去分析轮胎
沿着中心回转轴回转时，中心回转轴就是它的惯性主 的振动特性，模态是机械结构固有的，整体的，振动
轴。所以中心回转轴是否通过质心尤为重要。质心的 特性，每一个模态具有特定的固有频率，阻尼比，模
位置与各质量点的质量大小和分布的相对位置有关， 态振型。不同结构的轮胎会产生不同的模态。通过模
在理想状态下设计出来的轮胎都满足动平衡的要求， 态分析的方法就能够搞清楚物体在某一易受影响的频
但是由于轮胎是由纤维，钢丝，橡胶等多种材料复合 率范围内的各阶主要模态的特性，就可以判断结构在
而成的环形弹性体，由于生产工艺设计因素，加工制 此频段内，在外部或内部各种振源作用下产生的实际
造的误差导致轮胎出现失圆，会出现动不平衡的现象， 振动响应。具体是通过在轮胎上施加简谐激振力，检
产生这种现象的主要原因是，轮胎是不完全平均的，
作者简介 ：苏英南（1993-）, 男，本科，助理工程师、主
对称的，这种不均匀性主要体现在轮胎的尺寸，力，
要从事机械设计工作。
质量的不均匀。尺寸的不均匀主要体现在轮胎的外形 收稿日期 ：2023-11-14
6
·40· 第 50 卷 第 期
