Стенд для испытаний велосипеда на легкость хода

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЬЕТАНИЙ ВЕЛОСИПЕДА НА ЛЕГКОСТЬ ХОДА1. Стенд для испытаний велосипеда на легкость хода, содержащий основание с кронщш тейном, на одном из которых установлена рама ИСПЫТЫВНВМОГО ВЛОСИПВДЗ С МВХЗНИЗмом педалировавия, цепной передачей, задним колесом и маховиком, закрепленным на оси педалирования, а на другом - переднее КОЛЕСО, РЗСПОЛОЖЕННОС В ОДНОЙ ПЛОСКОСТИ и с возможностью взаимодействия с задним колесом, приводной мехаъшзм и измеритель пути, отличающийся тем, что приводной механизм ВЫПОЛНЕН В БИДЕ ролика, закрепленного на опоре, соединенной основанием посредством МЕХЗНИЗМЯ ПВРВМЕЩБНИЯ, И СВЯзанного с электроприводом, измеритель пути снабжен датчиком, установленным с возможностью взаимодействия с маховиком либо ко 1-4 лесом испытываемого велосипеда, при этом О ролик Установлен с возможностью взаимо ДСЙСТВИЯ С МЗХОБИКОМ В ОДНОМ ИЗ ПОЛОЖЕНИЙ(О и механизм перемещения связаны с переклюФ ЧЗТСЛСМ.2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый механизм перемещения выполнен в виде шарнирно установленного на основании(71) Заявитель Минский мотоциклетный и велосипедный завод (ВЧ)(73) Патентообладатель Минский мотоциклетный и велосштедньй завод (ВЧ)ДВУПЛСЧВШ рычага, на ОДНОМ КОНЦЕ которою шарнирно закреплен ршшк, а второй конец СВЯЗаН С ТЯГОВЫМ ЭЛВМВНТОМ, например, ЭЛЕКтромагнитом.Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для оценки легкости хода велосипеда.Известен стенд для испытаний одноколейных транспортных средств, содержащий ролик, закрещенный на конце рычага с возможностью вертикального перемещения относительно основания. Указанный стенд предназначен для виброиспытаний и не позволяет определять величину выбега велосипеда, поскольку, вопервых, не задействован механизм педалирования, а, во-вторых, при прекращении передачи момента от ролика на колесо (исключении контакта между ними) не имитируется работа сил инерции движущегося в реальных условиях объекта испытаний и взаимодействие шин с дорогой.Наиболее близок к заявленному решению и поэтому принят в качестве прототипа стенд для испытаний велосипеда на легкость хода,содержащий основание с кронштейнами, на одном из которых закреплена рама испытываемого велосипеда с механизмом педалирования, Цепной передачей, задним колесом и маховиком, закрепленным на оси механизма педалироваиия, а на другом - переднее колесо, расположенное в одной плоскости и с возможностью взаимодействия с задним колесом, приводной механизм и измеритель пути 1.В указанном стенде на маховике закреплен ппсив, на котором намотан трос с закрепленным на его конце основным грузом, а к последнему подвешен регулируемый по массе дополнительный груз. При этом основной и доподшительный грузы соединены между собой при помощи захвата, расцепляющегося при касании дополнительным грузом основания.СУЩНОСТЬ МВТОДЭ ИСПЫТЗНИЙ на СТЕНДЕ-ПРОтотипе заключается в определении разности работ, совершаемых при падении с определенной высоты основною груза вместе с дополнительввш и при подъеме за счет накопленной энергии маховшса на ту же высоту только основного груза. По результатам измерений массы дополнительного груза, высоты и времени его перемещения определяют мощность, затрачиваемую на трение. Аналогичным образом определяют принимаемую в качестве полезной мощность на перемещение только основного груза и принимаемую в качестве подведенной мощность на перемещение основного и дополнительного грузов, а в качестве показателя легкости ходапринимают отношение полезной мощности к подведенной.Однако в связи с тем, что скорость вращения маховика (колес испытываемого велосипеда) при определении показателя легкости хода на указанном стенде носит колебательный характер (увеличивается от нуля до максимальнойВЕЛИЧИНЫ, а ЗЭТЕМ СНОВЗ УМЕНЬШЗЕТСЯ ДО нуля), причем весь измерительный цикл составляет только полупериод одного колебания,ИМЕЕТ МЕСТО СУЩЕСТВЕННОЕ НССООТВСТСГБИВ УСловий движения велосипеда на стенде и в эксПЛУЗТЗЦИИ. ИЗВССТНО, НЗПРИМЕР, ЧТО ПОТЕРИ мощности на качение шин, близких по своим параметрам к велосипедным, прямо пропорциональны скорости движения, либо возрастают с увеличением скорости по прогрессивному закону, а для серийного дорожного велосипеда потери МОЩНОСТИ на КВЧВНИВ ШИН СОСТЗВЛЯЮТ порядка 95 Х, общих затрат мощности при его движении. .Указанный фактор, а также значительные относительные погрешности измерешай времеъш перемещения грузов, обусловленные небольшой продолжительностью измерительного цшша, неучитываемые потери энергии на взаимодействие троса со шиком, соударение груза с основанием и деформацию троса приводят к тому, что определяемые на указанном стенде мощностные параметры недостаточно объективны, а показатель легкости хода носит условный характер.Задачей данного изобретения является ПОВЫШЕНИС ДОСТОВСРНОСТП ИСПЫТЗНИЙ ПУТЕМ определения выбега велосипеда в условиях,приближенных к реальным условиям эксплуатацпи.Согласно изобретению в стенде для испытаний велосипеда на легкость хода, содержащем ОСНОБННИЕ С КЕЗОНШТСЙНЗМИ, На ОДНОМ ИЗ КО торых закреплена рама испытываемого велоСИПСДЗ. С механизмом педалирования, ЦЕННОЙ передачей, задним колесом и маховиком,ЗЗКРВПЛСННЫМ на ОСИ механизма ПДЗЛИРО вания, а на другом установлено переднее коЛССО, РНСПОЛОЖВННОВ В ОДНОЙ ПЛОСКОСТИ И С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ВЗЗИМОДВЙСТВИЯ С ЗЗДНИМ КОЛЕсом, приводной механизм и измеритель пути,ПРИВОДНОЙ МСХЗНИЗМ БЬПТОЛНСН В Виде РОЛИКЗ,закрепленного на опоре, соединенной с основанием посредством механизма перемещения,И СВЯЗЗШОГО С ЭЛЕКТрОПрИВОДОМ, ИЗМСРИТВЛЬ ПУТИ снабжен ДНТЧИКОМ, УСТЗНОВЛСННЫМ С ВОЗможностью взаимодействия с маховиком либо колесом испытываемого велосипеда, при этом ролик установлен с возможностью взаимеханизма перемещения, а измеритель ПУТИ И МЕХННИЗМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ СВЯЗЗНЫ С ПЕРЕКЛЮчением. Кроме того упомянутый механизм перемещения ВЫПОЛНЕН В ВИДЕ шарнирно УСТЗНОВЛЕННОГО на ОСНОВЕНИИ ДВУПЛЕЧЕРО рычага, на одном конце которого шарнирно закреплен ролик, а второй конец связан с тяГОВЫМ ЭЛСМЕНТОМ, например электромагнитом.Выполнение продного механизма в виде ролика повышает достоверность испытаний в связи с обеспечением возможности вращениямаховика и соответствующих элементов испытываемого велосипеда с такой же скоростью,что и в условиях эксплуатации.Закрепление рошигка на опоре обеспечивает возможность его вращения для разгона испытываемого велосипеда до требуемой скорости.Связь упомянутой опоры с основанием посредством механизма перемещения обеспечивает отвод ролика от маховика при определении величины выбега.Связь ролика с электроприводом обеспечивает возможность принудительною вращения маховика и элементов испытываемого велосипеда в режиме разгона до требуемой скорости.Наличие датчика измерителя пути обеспечивает возможность определения ЧИСЛЕ импульсов, используемых для подсчета величины выбега испытываемого велосипеда.Установка упомянутого Датчанка с возможностью взашггодейсгвия с маховиком либо колесом испытываемого велосипеда, позволяет воспроизводить указанные выше щшульсы с частотой,пропорциональной числу оборотов колеса.Установка родшка с возможностью взаимодействия с маковиком в одном из положений механизма перемещения обеспечивает возможность передачи вращения от электропривода на испытываемый велосипед с ЦЕЛЬЮ разгона последнего до требуемой скорости.Связь измерителя пути и механизма перемещения с переключателем обеспечивает возможность счета упомянутых выше хшпульсов сразу после отвода родгика от маховика.Выполнение упомянутого механизма перемещения в виде шарнирно установленного на основании двуплечего рычага повышает достоверность испытаний за счет снижения сил сукого трения подвижных соединений.Закрепление на одном конце упомянутого двуплечего рычага ролика и связь второго конца с тяговым элементом, например, электромагнитом обеспечивает возможность отключения приводного механизма от маховика одновременно с отключением электгюмагшта,что повышает точность синхронизации начала работы стенда в режиме свободного выбега с началом счета импульсов. яСущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 избражен общий вид стенда,на фиг. 2 - вид А (на фиг. 1), на фиг. 3 электрическая схема подключения к сети измерителя пути, механизма перемещения и переключателя.Стенд содержит основание 1 с кронштейнами 2, 3 (фиг. 1), приводной механизм 4 (фиг. 2) и измеритель пути 5 (фиг. 3). На кронштейне 2 жестко закреплена рама 6 испытываемого велосипеда вместе с механизмом педадшровашш 7на оси 11 механизма педалирования 7 взамен снятого шатуна. Указанный маховик 10 выполнен с возможностью щигитации кинематической энергии поступательно движущегося велосипеда и велосипедиста при требуемой контрольной скорости.На кронштейне 3 шарвирно установлен двуплечий рычаг 12, на плече 13 которого жестко закреплена передняя вилка 14 с передним колесом 15 испытываемого велосипеда.Переднее колесо 15 расположено в одной плоскости 16 (фш. 2) с задним колесом 9 и находится с ним в контакте под действием усилия от противовеса 17, установлегшого на тяге 18,шарнирио закрепленной на конце плеча 13.Противовес 17 выполнен в виде набора грузов и с возможностью изменения их количества для обеспечения требуемого усилия на колеса 9, 15. Противоположное гшечо 19 выполнено в виде резьбового стержня, на который навинчены грузы 20.Приводной механизм 4 выполнен в виде ролика 21, шарнирно закрепленного на опоре 22 соединенной с основанием 1 посредством механизма перемещения 23. С помощью карданной передачи 24 ролик 21 связан сэлектроприводом 25. ПоследвийЫьшолнен в виде электродвигателя постоянною тока, снабженного системой регулирования частоты вращения (не показана).Карданная передача 24 выполнена телескопической и содержит шлицевой вал 26, установленный в вишневой втулке 27. В области расположения ролика 21 на основании 1 закреплен эластичный ограничитель 28.Ролик 21 установлен с возможностью взаимодействия с маховиком 10 посредством усгановленной на последнем эластичной шины 29.Механизм перемещения 23 выполнен в виде шарнирно установленного на основании 1 двуплечего рычага 30, на одном конце 31 которою закреплена опора 22, а второй конец 32 связан с подвижной частью 33 тягового элемента 34,выполненного в виде электромагнита, закрепленного на основании 1.В качестве измерителя пути 5 (фиг. 3) использован электронный тахометр 35, снабженный счетчиком импульсов (не показан) и фотоэлектрическим датчиком 36. Последний жестко закреплен на раме 6 испытываемого велосипеда и содержит прорезь 37, в которой установлен с зазором прерыватель света 38, выполненный в виде буртика с четырьмя равномерно расположенными по окружности вырезами 39.Схема подключения электромагнита 34 и электронного тахометра 35 к источнику напряжения 40 (фиг. 3) содержит переключатель 41,выполненный с возможностью взаимодействия с контактами 42, 43, 44. При этом контакт 42соответствует центральному положению переключателя 41, при котором электромагнит 34 и электронный тахометр 35 отключены от источника напряжения 40, контакт 43 - положению, при котором к источншу напряжения 40 подключен только электромагнит 34, а контакт 44 - положению, при котором к источнику напряжения 40 подключен только электронный тахометр 35.Положение переключателя 41, показанное на фиг. З, соответствует положению механизма перемещения 23, показанному на фиг. 1. При этом под действием силы тяги включенного электромагнита 34 ролик 21 прижат к шине 29 усилием, достаточным для передачи вращения без буксовании от ролика 21 на маховик 10 и испытываемый велосипед.Стенд работает следующим образом.До начала испытаний регулируют положение рамы 6 и вилки 14 на стенде таким образом,чтобы оси маховика 10 и ролика 21 лежали в одной вертикальной плоскости, оси колес 9,15 - в одной горизонтальной плоскости, а при включении электромагнита 34 обеспечивалось прижатие ролика 21 к шине 29 с усилием,достаточным для передачи крутящего момента от ролшса 21 к маховику 10.Кроме того регулируют положение грузов 20 на рычаге 12 таким образом, чтобы при снятой тяге 18 обеспечивалось соприкосновение между собой колес 9, 15 без деформации шин. Затем навешивают тягу 18 и грузы противовеса 17, подбирая их массу таким образом,чтобы прогиб шины заднего колеса 9 на стенде и на велосипеде, установленного на равной площадке и нагруженного в результате посадки велосипедиста, был одинаковый.Для определения выбега испытываемого велосипеда переключатель 41 устанавливают на контакт 43. При этом включается электромаг Вид/днит 34 (подвижная часть электромагнита перемещается вниз), в результате чего рычаг 30 занимает положение, при котором ролик 21 прижат к эластичной шине 29. Затем включают электропривод 4 и с помощью системы управления электроприводом (не показанной) устанавливают требуемую частоту вращения последнего. В результате приводится во вращение ролик 21, находящийся во взаимодействии с ним маховик 10, механизм педалирования 7, цепная передача 8, заднее колесо 9 и переднее колесо 15. При этом гшерция маховика имитирует инерцию поступательно движущегося велосипеда, а взаимодействие колес 9, 15 между собой при соответствующем усилии прижатия друг к другу сопротивление качению Шин при движении по дороге.После выхода стенда на установившийся режим работы устанавливают переключатель 41 на контакт 44, в результате чего отключается электромагнит 34 и ролик 21 под действием собственного веса опускается вниз в пределах хода электромагнита до упора в ограничитель 28, а маховик 10 продолжает вращаться под действием инерции, обеспег-птвая работу узлов трения велосипеда в реясгше свободного выбега. Одновременно при указанном вьште положении переключателя 41 включается электронный тахометр 35, установленный предварительно на реиош счета ишгульоов, что обеспеъптвает регистрацию количества иъшульсов, повышающих в результате бесконтактного взаимодействия вырезов 39 на прерыватепе света 38 с фотоэлектрическим датчтпом 36. Измерение производится до полной остановки маховшса 10, после чего переключатель 41 устанавливают в нейтральное положение (на контакт 42), при котором отключены электромагнит 34 и электронный тахометр 35.