Стенд для измерения моментов инерции автотранспортных средств

Решение относится к испытательной технике, а именно к стендам, предназначенным для измерения моментов инерции колесных и гусеничных транспортных средств.
Известно устройство для измерения трех ортогональных моментов инерции транспортных средств (US 5177998 A, 4.02.1988), содержащее две боковые опоры, поддерживающие платформу между ними, установку для фиксации автомобиля, гидроцилиндры, подшипники, пружины, внешние аппарели, вертикальный антифрикционный подшипник, реактивные штанги, добавочные грузы.
При всех положительных свойствах данного устройства оно обладает большими габаритными размерами, т.к. при измерении момента инерции относительно продольной оси транспортного средства необходим поворот установки на 90° для фиксации автомобиля с использованием вертикального антифрикционного подшипника. Таким образом продольный и поперечный размер устройства приблизительно равен длине испытываемого транспортного средства.
Поэтому в качестве прототипа принят стенд для определения моментов инерции транспортных объектов (ас № 868424 заявлено 04.01.80), который содержит грузовую платформу, опирающуюся на 4 опоры, две из которых выполнены в виде упругих элементов, закрепленных на нижней стороне грузовой платформы с помощью опорного диска и состоящих из наружных и внутренних цилиндрических пружин и основания, растяжки для закрепления автомобиля.
Основные недостатки стенда для определения моментов инерции транспортных объектов:
- стенд не позволяет измерять момент инерции транспортного средства относительно его вертикальной оси,
- для установки автотранспортного средства на стенд необходимы дополнительные подъемные устройства.
В описании патента не упоминается о возможности разборки и транспортировки стенда.
Решаемая задача – совершенствование конструкции стенда для определения моментов инерции транспортных объектов, устранение необходимости привлечения дополнительной грузоподъемной техники для подготовки к испытаниям, возможность оперативной сборки-разборки стенда для его транспортировки.
Технический результат – кроме измерения моментов инерции относительно продольной и поперечной осей транспортного средства, обеспечение возможности измерения момента инерции относительно вертикальной оси транспортного средства, повышенная технологичность заявленного стенда позволяет сократить время на подготовку к испытаниям.
Заявленный технический результат достигается тем, что в стенд для измерения моментов инерции автотранспортных средств, имеющий грузовую платформу, устанавливаемую на шарнирные опоры и пружины, которые имеют возможность перестановки, добавлены четыре гидроцилиндра по периметру платформы, съемный вертикальный опорный подшипник, съемные внешние аппарели, а также тем, что грузовая платформа имеет пространственную конструкцию из балок, соединяющихся друг с другом с помощью стандартных крепежных элементов.
Предлагаемая схема стенда показана на чертежах: фиг. 1 - общий вид стенда без съемных шарнирных и упругих элементов; фиг. 2 - проекция стенда на плоскость XOZ; фиг. 3 - проекция стенда на плоскость YOZ; фиг. 4 - установка платформы на вертикальный опорный подшипник.
Предлагаемый стенд для измерения моментов инерции автотранспортных средств состоит из грузовой платформы 1 с пространственной конструкцией, что позволяет существенно снизить ее массу. По периметру грузовой платформы 1 располагаются гидроцилиндры 2, которые в вытянутом положении (фиг. 1) служат ей опорами. Для образования шарнирных опор грузовой платформы, при ее колебаниях, предусмотрены выносные кронштейны 3. С целью упрощения установки автотранспортного средства на стенд в его конструкции имеются съемные внешние аппарели 4. Малые колебания платформы относительно осей OX и OY обеспечиваются установкой внешних опор 5 и пружин 6 в местах, определяющих колебания относительно нужной оси вращения (фиг. 2, фиг. 3). Малые колебания стенда относительно оси OZ достигаются установкой под платформу 1 съемного вертикального опорного подшипника 7 и внешней опоры 8 с пружиной 9, соединяющей данную опору 8 с грузовой платформой 1 (фиг. 4). Период малых колебаний платформы контролируется датчиком перемещений 10.
Работа стенда заключается в следующем.
x
y
z
x
y
z
Моменты инерции автотранспортного средства J, J и J определяются по периодам малых колебаний T, T и Tгрузовой платформы 1 с установленным на ней автотранспортным средством. Колебания платформы при этом производятся соответственно относительно осей OX, OY и OZ.
На грузовую платформу 1, находящуюся в исходном состоянии (фиг. 1), по съемным внешним аппарелям 4 заезжает автотранспортное средство. Затем съемные внешние аппарели 4 отодвигаются от платформы 1 и гидроцилиндры 2 поднимают ее над опорной поверхностью.
В зависимости от выбранной оси OY (фиг. 2) или OX (фиг. 3) колебаний платформы 1 к определенным выносным кронштейнам 3, задающим направление оси, устанавливаются внешние опоры 5. Совокупность выносных кронштейнов 3 и внешних опор 5 являет собой шарнирную опору с одной вращательной степенью свободы относительно оси колебаний платформы. С противоположной оси вращения стороны грузовой платформы между ее нижней частью и опорной поверхностью устанавливаются пружины 6, которые определяют гармонический характер движения платформы. После установки внешних опор 5 и пружин 6 гидроцилиндры 2 сдвигаются, позволяя платформе совершать колебания относительно выбранной оси. Период колебаний платформы контролируется записью данных с датчика перемещений 10, установленного рядом с пружиной 6.
Колебания грузовой платформы 1 относительно вертикальной оси OZ достигаются соединением ее нижней части с опорной поверхностью съемным вертикальным опорным подшипником 7. При этом платформа предварительно поднимается гидроцилиндрами 2, а внешняя опора 8 соединяется с краем платформы пружиной 9. Датчик перемещения 10, контролирующий период колебаний платформы, в данном случае устанавливается на внешнюю опору 8.
Благодаря тому, что при измерениях избегается поворот транспортного средства относительно платформы предлагаемая конструкция стенда обладает небольшими габаритами. При этом возможно измерение моментов инерции относительно трех ортогональных осей. Поэтому предлагаемый стенд более целесообразен для измерений моментов инерции автотранспортных средств.