专利名称：非接触式车轮钢圈测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量车轮钢圈的端面跳动和径向跳动的测试装置，属车轮制造技术领域。
车轮质量检测水平的高低，不仅影响到车轮生产厂家的产品质量和声誉，而且还直接关系到汽车行驶的稳定及乘客和所运货物的安体，而车轮检测的几项关键指标中，有两项是关于摆动误差径向跳动和端面跳动的检测。已有技术中，利用电容法实现对钢圈的非接触式测量，其原理如图1所示。利用平板电容器的电容量与两电极间距离成反比的关系，通过测量电容量的变化推算出电极间的距离，(也就是探头与车轮间的距离)变化，即c＝ (8s)/(d) ，其中c为电极间电容量，也就是探头与车轮间的电容量，s为电介质电容率，s为电极板的面积，d为电极间的距离，也就是探头与车轮间的距离。
用这种方法研制的检测仪，主要存在以下问题一、车轮表面不光滑、毛刺、局部缺陷等因素都将严重影响车轮表面的电荷量的分布，进而影响被测的电容值。二、依据静电场理论，等电势体(被测车轮)的电荷分布与其表面曲率有关，曲率越大，电荷密度越大。由于车轮表面是一个圆柱曲面，因此，用这种方法测量到的电容量本身随着曲率半径的变化就有较大的误差。三、这种方法靠静电场实现，在车辆厂，现场环境中存在着较强的交变电磁场，对静电场干扰甚大。四、受钢圈表面的杂质及空气中的污染影响较大。
本实用新型的目的是设计一种非接触式车轮钢圈测试装置，用根据涡流效应设计的电涡流传感器，测取钢圈的端面跳动和弦向跳动的信号。
本实用新型的内容是一种非接触式车轮钢圈测试装置，由传感器、定位机构和传动机构组成。定位机构包括定位爪、定位盘和传感器支承板，被测车轮钢圈置于定位盘上，定位盘上方固定有定位爪，传感器固定在支承板上，支承板置于被测车轮钢圈的一侧，并与汽缸Ⅰ的活塞相对固定。传动机构包括电机、链条、传动轴和二个汽缸。传动轴与定位盘相对固定，电机通过链条和传动轴使定位盘上的被测钢圈转动，汽缸Ⅱ通过活塞和传动轴使定位盘上的被测钢圈上、下移动，汽缸Ⅰ使支承板上的传感器作左、右平移。
图1是已有技术测试原理图。
图2是本实用新型结构示意图。
图3是本实用新型所用电涡流传感器结构示意图。
图4是电涡流原理图。
下面详细介绍本实用新型内容。图2中，1是信号灯，2是传感器，3是传感器支承板，4是气缸Ⅰ，5是链条，6是电机，7是汽缸Ⅱ，8是定位爪，9是定位盘，10是被测车轮钢圈，11是传动轴。
测试装置的工作过程是首先将被测车轮钢圈10固定在定位盘9上，汽缸Ⅱ通过汽缸活塞和传动轴11将固定在定位盘9上的钢圈往上推动，直到定位爪8与钢圈相接触并将钢圈夹紧。此时，汽缸Ⅰ通过活塞和传感器支承板3使传感器向前推进，与车轮被测钢圈10保持一定距离。最后，接通电机6的电源，电机6通过链条5使传动轴11转动，从而带动被测钢圈转动。钢圈转动过程中，由于钢圈的不圆度和钢圈表面的不平度，造成钢圈表面与传感头距离发生变化，引起传感器端部线圈的振荡频率发生变化，此振动荡频率信号经过检波、滤波、放大以后，得到变化的电压信号，此信号经处理后，得到钢圈表面与传感头距离的变化，即钢圈的摆差。
本实用新型所用的传感器是电涡流传感器，其结构如图3所示。图中，12是端部线圈，13是骨架，14是安装杆，15是绝缘筒，16是电缆线。线圈12置于骨架有端部，绝缘筒15置于安装杆14的内腔，电缆线16伸进绝缘筒15内。
电涡流的原理如图4所示。电涡流传感器是基于涡流效应设计的一种传感器。如果一块金属板放在一个线圈附近，同时在线圈内通以高频交变电流，此电流产生的高频磁场，将对金属板内自由电子施加洛仑兹力，电子在洛仑兹力作用下定向移动，产生感生电流，该电流呈环状称为电涡流。根据椤次定律，电涡流将产生一个与原磁场方向相反的交变磁场，这两个磁场的相互作用改变了原线圈的等效阻抗。其等效阻抗如下Z＝R1＋R2(ω2M2)/(R22+ω2L2) ＋jω［L1－L2(ω2M2)/(R22+ω2L2) ］其中R1，L1－－－－线圈电阻，电感。
R2，L2－－－－金属板等效电阻，等效电感。
ω－－－－交变角频率。
M－－－－互感系数。
对于一定的传感器和被测金属面，其R1，R2，L1，L2，ω均为常数，这样Z就成为M的函数。互感系数表示的是两者之间耦合大小。
如图4所示线圈与被测件的间距为d则有M＝f(d)由上式可得Z＝g(d)，由于线圈的等效阻抗与由该线圈组成的环路的振荡频率有关，因而从捡取线圈的振荡频率的变化量，即可测得金属板与线圈之间的距离d。
权利要求1.一种非接触式车轮钢圈测试装置，其特征在于该装置由传感器、定位机构和传动机构组成；所述的定位机构包括定位爪、定位盘和传感器支承板，被测车轮钢圈置于定位盘上，定位盘上方固定有定位爪；所述的传感器固定在支承板上，支承板置于被测车轮钢圈的一侧，并与汽缸Ⅰ的活塞相对固定；所述的传动机构包括电机、链条、传动轴和二个汽缸，传动轴与定位盘相对固定，电机通过链条和传动轴使定位盘上的被测钢圈转动，汽缸Ⅱ通过活塞和传动轴使定位盘上的被测钢圈上、下移动，汽缸Ⅰ使支承板上的传感器作左、右平移。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于其中所述的传感器是电涡流传感器，由线圈、骨架、安装杆、绝缘简和电缆线组成；所述的线圈置于骨架的端部，绝缘筒置于安装杆内腔，电缆线伸进绝缘筒内。
专利摘要本实用新型涉及一种用于测量车轮钢圈的端面跳动和径向跳动的测试装置，该装置用一电涡流传感器作为探头，与被测钢圈保持一定距离，被测钢圈固定在定位盘上，并由汽缸和传动轴使其与定位爪相互夹紧。由电机带动传动轴旋转，同时带动被测钢圈旋转。钢圈转动过程中，由于其本身的不圆度和表面的不平度，造成钢圈表面与传感器头之间的距离发生变化，引起电涡流传感器端部线圈的振荡频率发生变化，根据这一变化，即可测得钢圈的摆差。
文档编号G01M1/22GK2187778SQ9420742
公开日1995年1月18日 申请日期1994年3月18日 优先权日1994年3月18日
发明者冯冠平, 朱建华, 杨晓春 申请人:清华大学