自行车电动自行车车轮轮胎组合件静负荷强度试验机的研发及应用

韦晶郑军

摘要:车轮/轮胎组件在电动自行车产品中起着重要的作用。目前，随着共享单车和共享电动自行车的出现，车轮/轮胎总成的安全问题更加突出。研究和开发适应新标准和技术规范的车轮/轮胎总成静载强度试验机具有重要的意义和应用价值。

关键词:自行车；电动自行车；车轮/轮胎组件；静态强度试验机；RD；app应用

1研究背景和必要性

1.1研究背景

中国是世界上最大的自行车生产基地和出口基地，但只是中低档产品的制造基地。中国自行车产业发展存在一些劣势，如民营企业规模小、资金和技术实力差、部分企业发展意识不强、产品档次低、技术壁垒、被发达国家排斥，或因质量问题在国际市场索赔等。为了保持中国自行车产业的繁荣，促进其高质量发展，我们必须引导企业更加努力地开发新产品，采用新技术，采用国际先进标准，提升产品档次和产品质量，这些都离不开检测技术的服务。满足国际最新标准和技术要求，实现检测技术和装备的不断发展，是推动我国自行车产业从世界大国向世界强国迈进的重要环节。

1.2研发的必要性

在自行车安全方面，发达国家对原来的ISO 4210: 1996进行了修订，现在实施的是新版ISO 4210: 2014，在技术要求和测试方法上与现在的ISO 4210: 1996有很大不同。[1]原有的测试方法和手段已不能满足标准要求，而自行车电动自行车的车轮/轮胎总成在自行车电动自行车产品中处于非常重要的地位，其性能的好坏直接影响到出行的安全性，因此受到广大骑行者的高度重视。特别是随着共享单车和共享电动自行车的出现，车轮/轮胎总成的安全问题变得更加突出，因此车轮/轮胎总成静载强度测试仪的研发非常必要。

2国内外现状及技术发展趋势分析

2.1国内现状及技术发展趋势分析

目前国内设备测试时都是人工操作，费时费力且不准确。原有的测试方法和手段不能满足国际新标准ISO 4210: 2014的要求，所以目前国内几乎没有符合新标准的测试设备。[2]

2.2国外现状及技术发展趋势分析

目前只有少数国家有类似设备，但价格昂贵，无法满足各种标准和型号的要求，售后服务无法保证。符合新标准的车轮/轮胎总成静载强度试验机在国内外引起了广泛关注。从技术上看，采用压力传感器和位移传感器作为数据采集元件，电动推杆作为执行元件，结合计算机数据处理技术，满足各种车型和标准的应用[3]。同时也推广先进的标准测试方法，满足国内众多厂商的需求。

3研究目标和主要技术分析

3.1总体目标

以方便灵活的产品装夹为设计思路，优化被测零件在试验机上的安装方式，满足各种车型测试的要求，减少单个项目测试的流程，保证测试数据的准确性。设备采用高强度铝合金型材组合结构，便于组合不同结构的车轮/轮胎总成进行测试。该设备的开发将大大提高劳动生产率，并且数据准确可靠。

3.2关键RD内容

3.2.1开展车轮/轮胎总成静载强度试验机的相关设计，需要按照新标准的要求升级指标数据标准，采用新材料，应用计算机数据处理技术。此外，根据电动自行车车轮/轮胎总成的强度和质量特点，应采用新的设计方案和理念提高受检产品的自动化测量水平。

3.2.2所开发的设备采用高强度铝型材作为基本框架，工装系统设计巧妙，整机占地面积小，可满足各类检测机构和企业现场的需要。采用压力传感器和位移传感器作为数据采集元件，电动推杆作为执行元件。结合计算机数据处理技术，可以满足各种车型和标准的应用。[3]

3.3创新点和待解决的关键技术问题

3.3.1创新:以工控机为数据处理核心，以DC推杆为施力部件，采用压力、位移传感器进行数据测量，集数据采集、控制、测量、打印于一体，大大提高了自动化程度；全系统力、位移、时间多参数控制算法研究；整个车架采用铝合金型材，重量轻，夹紧部分采用快拆结构，方便耐用，满足各种车型需求。

3.3.2关键技术问题:DC推杆的可控运行，使加载过程逐级施力，保证测量精度；解决计算机技术能够快速采集和分析数据信号，控制试验加载力，将运动试验控制过程中的动态力和位移信号反馈给计算机控制系统，并实时显示数据，保证系统的准确性[3]；解决计算机软件面向对象的可靠性和稳定性编程问题，以及系统软硬件的在线调试问题。

4产品应用前景

4.1能促进相关标准和检测技术手段的完善，规范行业的检测方法和技术，提高行业的制造水平，从而促进整个产业结构的调整和产品的升级，提高企业的安全意识，推动行业整体的科技进步。

4.2能帮助企业提高和完善产品质量，达到出口目的国的技术标准。它帮助企业节省了国外检测的高额成本，为中国产品出口发达国家开辟了经济便捷的绿色通道，提升了中国在国际技术和商务活动中的话语权。为中国生产企业赶超先进、走向世界搭建了桥梁。搭建技术和质量保障平台，支撑行业快速发展。

4.3可用于质量检验环节、产品研发、新材料研究等。质量监督检验部门、进出口商品检验部门、外资检验机构、各整车及零部件生产企业。

参考

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局。自行车安全要求:GB 3565—2005/ISO 4210: 1996 [S]。北京:中国

标准化管理委员会，2005年:5。

[2]，张旭，戴维森，等.解读ISO4210新国际自行车标准[J].中国自行车，2014 (9): 78-81。

[3]郑军.车轮/轮胎总成静载强度试验机研制技术总结报告[R].天津一清科技信息学院，2019: 9-12。