GB/T 18505-2013 汽车轮胎动平衡试验方法

　　ICS 83. 160. 10 G 41

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 18505—2013代替 GB/T 18505—2001

　　汽车轮胎动平衡试验方法

　　Dynamicbalancetestmethod formotorvehicletyres

　　2013-12-31发布 2014-09-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 18505—2013

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准代替 GB/T 18505—2001《汽车轮胎动平衡试验方法》, 与 GB/T 18505—2001相比 , 除编辑性修改外主要技术变化如下 :

　　— 修订了标准的适用范围(见第 1 章) ;

　　— 增加了 “不平衡”“静不平衡质量”“动不平衡量 ”和 “单边力偶不平衡质量 ”的定义(见 3. 1、3. 3、 3. 4 和 3. 6) ;

　　— 修订了校正面间距的计算公式(见 3. 8,2001年版的 3. 5) ;

　　— 修订了校正半径的计算公式(见 3. 9,2001年版的 3. 4) ;

　　— 修订了试验机转速范围(见 4. 2,2001年版的 4. 2) ;

　　— 修订了试验机量程指示精度(见 4. 3,2001年版的 4. 3) ;

　　— 增加了试验设备精度及校准的要求(见 4. 5) ;

　　— 增加了不按测 量 轮 辋 宽 度 试 验 时 , 力 偶 不 平 衡 量 和 单 边 力 偶 不 平 衡 质 量 的 数 值 修 正 方 法(见 5. 3. 1) ;

　　— 删除了试验用轮辋残余静不平衡量和残余力偶不平衡量的要求(见 5. 3. 3,2001年版的 5. 4) ;

　　— 修订了试验条件中的测量气压要求(见 5. 4,2001年版的 5. 6) 。

　　本标准由中国石油和化学工业联合会提出 。

　　本标准由全国轮胎轮辋标准化技术委员会(SAC/TC19)归 口 。

　　本标准起草单位 :三角轮胎股份有限公司 、杭州中策橡胶有限公司 、山东玲珑橡胶有限公司 、赛轮股份有限公司 、朝阳浪马轮胎有限公司 、北京首创轮胎有限责任公司 、风神轮胎股份有限公司 、双星集团有限责任公司 、北京橡胶工业研究设计院 、软控股份有限公司 。

　　本标准主 要 起 草 人 : 张 春 革 、张 涛 、郜 宪 杰 、陈 少 梅 、谢 丽 波 、于 海 莉 、王 卫 东 、应 世 洲 、陈 红 文 、王克先 、周学环 、孟婴 。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T 18505—2001。

　　Ⅰ

　　GB/T 18505—2013

　　汽车轮胎动平衡试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了汽车轮胎动平衡试验用术语和定义 、试验设备 、试验条件 、试验步骤 、试验记录 。

　　本标准适用于轿车轮胎 、载重汽车轮胎(含微型载重汽车轮胎 、轻型载重汽车轮胎) 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 2977 载重汽车轮胎规格 、尺寸 、气压与负荷

　　GB/T 2978 轿车轮胎规格 、尺寸 、气压与负荷

　　GB/T 3487 汽车轮辋规格系列

　　GB/T 6326 轮胎术语及其定义

　　GB/T 6444 机械振动 平衡词汇

　　GB 9743 轿车轮胎

　　GB 9744 载重汽车轮胎

　　GB/T 25158 轮胎动平衡试验机

　　3 术语和定义

　　GB/T 6326和 GB/T 6444界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　不平衡 unbalance

　　静不平衡或动不平衡或两者都不平衡 。

　　3.2

　　静不平衡量 static unbalancevalue

　　轮胎质量乘以质心偏心距的积 ,单位用 g · cm 表示 。

　　注 : 当轮胎按一定速度旋转时 ,静不平衡产生垂直于旋转轴的离心力 ,可用式(1)表示 :

　　Fs = m × e …………………………( 1 )

　　式中 :

　　Fs — 不平衡离心力 ,单位为牛顿(N) ;

　　m — 轮胎质量 ,单位为克(g) ;

　　e — 质心偏心距 ,单位为厘米(cm) ;

　　π — 圆周率 ;

　　n — 转速 ,单位为转每分(r/min) 。

　　注 : 由于轮胎在离心力作用下会发生变形 ,故可将重心偏心距作为转速的函数 。

　　3.3

　　静不平衡质量 static unbalancemass

　　静不平衡量除以校正半径 ,单位用 g表示 。

　　1

　　GB/T 18505—2013

　　注 : 静不平衡质量用式(2)表示 :

　　ms = (m × e)/R …………………………( 2 )

　　式中 :

　　ms — 静不平衡质量 ,单位为克(g) ;

　　R — 校正半径 ,单位为厘米(cm) ;

　　m — 轮胎质量 ,单位为克(g) ;

　　e — 质心偏心距 ,单位为厘米(cm) ; 3.4

　　动不平衡量 dynamic unbalancevalue

　　可以用力偶矩不平衡量表示 ,是轴向惯量减去径向惯量后再乘以轮胎主惯性轴与轮胎旋转轴之间的夹角的正弦的积 ,单位用 g · cm2 表示 。

　　注 1: 当轮胎按恒定转速旋转时 ,动不平衡产生垂直于旋转轴的弯矩 ,可用式(3)表示 :

　　M = × sin

　　式中 :

　　sinα — 当 α 很小且用弧度表示时 ,sinα≈α;

　　M — 不平衡力矩 ,单位为牛米(N · m) ;

　　Ia — 轴向惯量 ,单位为克平方厘米(g · cm2 ) ;

　　Id — 径向惯量 ,单位为克平方厘米(g · cm2 ) ;

　　α — 主惯性轴线与轮轴中心线之间的夹角 ,单位为度(°) ;

　　n — 转速 ,单位为转每分(r/min) ;

　　π — 圆周率 。

　　注 2: 由于轮胎在离心力作用下会发生变形 ,故可将轴向惯量和径向惯量作为转速的函数 。

　　3.5

　　力偶不平衡量 coupleunbalancevalue

　　动不平衡量除以校正面间距 ,单位用 g · cm 表示 。

　　3.6

　　单边力偶不平衡质量 coupleunbalancemassofeach side

　　力偶不平衡量除以校正半径 ,单位用 g表示 。

　　3.7

　　校正面 compensatingside

　　供平衡配重用的轮胎两侧对称的两个旋转平面(在呈水平姿态的轮胎上可分为上校正面和下校正面) 。

　　3. 8

　　校正面间距 distancebetween compensatingside

　　两个校正面之间的距离 。

　　注 : 校正面间距用式(4)表示 :

　　W = C+ B × 2 ……………………( 4 )

　　式中 :

　　W — 校正面间距 ,单位为厘米(cm) ;

　　C — 测量轮辋宽度 ,单位为厘米(cm) ;

　　B — 测量轮辋轮缘宽度 ,单位为厘米(cm) ,具体数据参见 GB/T 3487(标准中标注不是固 定 值 , 而 是 最 小 值时 ,取最小值) 。

　　3.9

　　校正半径 compensating radius

　　轮胎平衡配重中心位置至轮轴中心线的距离 。

　　2

　　GB/T 18505—2013

　　注 : 校正半径用式(5)表示 :

　　R = 2. 54× D/2+G …………………………( 5 )

　　式中 :

　　R — 校正半径 ,单位为厘米(cm) ;

　　D — 轮辋名义直径代号 ;

　　G — 标准轮辋轮缘高度 ,单位为厘米(cm) ,具体数值参见 GB/T 3487。

　　3. 10

　　校正面不平衡质量 compensatingsideunbalancemass

　　按照矢量相加的平行四边形法则求得的 , 同一校正面上的静不平衡质量(静不平衡量除以校正半径)和力偶不平衡质量(力偶不平衡量除以校正半径)的合成量 ,单位用 g表示 。

　　注 : 校正面不平衡质量的合成见图 1。用式(6)计算上校正面不平衡质量和用式(7)计算下校正面不平衡质量 。

　　3

　　说明 :

　　mu — 上校正面不平衡质量 ,单位为克(g) ;

　　m1 — 下校正面不平衡质量 ,单位为克(g) ; ms — 静不平衡质量 ,单位为克(g) ;

　　mc — 单边力偶不平衡质量 ,单位为克(g) ; R — 校正半径 ,单位为厘米(cm) ;

　　

　　Us — 静不平衡量 ,单位为克厘米(g · cm) ;

　　Uc — 力偶不平衡量 ,单位为克厘米(g · cm) ; γs — 静不平衡的重点位置角 ,单位为度(°) ;

　　γc — 力偶不平衡的重点位置角 ,单位为度(°) ; γu — 上校正面的重点位置角 ,单位为度(°) 。

　　图 1 校正面不平衡质量的合成

　　m cos ………………( 7 )

　　3. 11

　　重点位置角 heavypointpositioning angle

　　产生不平衡的重点与指定的基准点之间的圆周夹角 。

　　注 : 上校正面的重点位置角和下校正面的重点位置角的计算方法可分别用式(8)和式(9)表示 。

　　γu = γc ± cos ………………( 8 )

　　GB/T 18505—2013

　　式中 :

　　γ1 — 下校正面的重点位置角 ,单位为度(°) 。

　　其他符号的解释与式(6)和式(7)相同 。

　　在式(8)和式(9)中 ,两个角度的叠加按照以力偶不平衡的重点位置角为起点 ,顺时针方向者相加和逆时针方向者相减的方法进行计算 。

　　4 试验设备

　　4. 1 试验设备为轮胎专用的动平衡试验机 。它采取测量轮胎旋转时的不平衡离心力和力矩的方式 ,测得轮胎的不平衡量和重点位置角 。

　　4.2 轮胎转速应在 200 r/min~ 800 r/min范围内 ,可根据测力传感器的灵敏度选定 ,但转速精度应在测量转速的 ±0. 5%范围内 。

　　4.3 试验机的量程指示精度应符合表 1 中的要求 。

　　表 1 试验机的量程指示精度

　　测量参数

　　指示精度

　　静不平衡量/(g · cm)

　　1

　　静不平衡质量/g

　　0. 1

　　动不平衡量(力偶矩不平衡量)/(g · cm2 )

　　1

　　单边力偶不平衡质量/g

　　0. 1

　　校正面不平衡质量/g

　　0. 1

　　重点位置角/(°)

　　1

　　注 : 静不平衡量与静不平衡质量可根据需要选择其中一个进行显示或记录 ,动不平衡量(力偶矩不平衡量) 和单边力偶不平衡质量可根据需要选择其中一个进行显示或记录 。

　　4.4 在装配轮胎并充气的试验轮辋上 ,放置质量不小于 50 g 的砝码(同型号试验机的标定砝码质量应相同)进行标定试验时 ,试验机的测量精度应符合表 2 中的要求 。

　　表 2 试验机的测量精度

　　测量参数

　　测量精度

　　静不平衡量

　　基准值的 ±2%

　　力偶不平衡量

　　基准值的 ±4%

　　校正面不平衡质量

　　基准值的 ±4%

　　重点位置角/(°)

　　±5

　　4.5 试验设备精度及校准应符合 GB/T 25158的有关规定 。

　　4

　　GB/T 18505—2013

　　5 试验条件

　　5. 1 试验环境温度

　　试验现场的环境温度应控制在 5 ℃ ~40 ℃之间 。

　　5.2 试验轮胎

　　5.2. 1 试验的轿车轮胎应符合 GB 9743 中的规定 , 载重汽车轮胎(包括微型 、轻型载重汽车轮胎) 应符合 GB 9744的规定 。

　　5.2.2 试验轮胎温度应在 5 ℃ ~40 ℃范围内 ,如不在该范围内 ,应将轮胎停放在 5. 1 要求的环境中直到其温度达到规定范围为止 。

　　5.3 试验轮辋

　　5.3. 1 试验用轿车轮辋的宽度应符合 GB/T 2978规定的试验轮胎规格的测量轮辋宽度 ,试验用微型 、轻型载重汽车轮胎和载重汽车轮胎的轮辋宽度应符合 GB/T 2977 中规定的测量轮辋宽度 。但对于在线检测试验 ,可以根据充气需要对轮辋宽度进行适当调整 ,实际试验轮辋宽度与测量轮辋宽度差值不宜超过 0. 5英寸 ,未按照测量轮辋宽度进行试验时 ,力偶不平衡量和单边力偶不平衡质量数据按照式(10)和式(11)进行修正 。

　　Uc =A ×Uct …………………………( 10 )

　　Mc =A × Mct …………………………( 11 )

　　式中 :

　　Uc — 修正后力偶不平衡量 ,单位为克厘米(g · cm) ;

　　Uct — 采用非测量轮辋宽度试验计算所得力偶不平衡量 ,单位为克厘米(g · cm) ;

　　Mc — 修正后单边力偶不平衡质量 ,单位为克(g) ;

　　Mct — 采用非测量轮辋宽度试验计算所得单边力偶不平衡质量 ,单位为克(g) ;

　　A — 修正系数 ,按照式(12)计算 。

　　A = (Ct +B)/(C +B) …………………………( 12 )

　　式中 :

　　C — 测量轮辋宽度 ,单位为厘米(cm) ;

　　Ct— 试验用轮辋宽度 ,单位为厘米(cm) ;

　　B — 测量轮辋轮缘宽度 ,单位为厘米(cm) ,具体数据参见 GB/T 3487(标准中标注不是固定值 ,而是最小值时 ,取最小值) 。

　　5.3.2 试验用轮辋的标定直径应符合 GB/T 3487的规定 。但为了便于装卸及使轮胎胎圈正确就位 ,试验用轮辋的标定直径可以略小于测量轮辋的标定直径 ,其差值不宜大于 1. 2 mm。

　　5.3.3 试验前 ,应在试验机上测量试验用轮辋和旋转轴组合体的不平衡量和重点位置角 。

　　5.3.4 为保证轮胎在试验轮辋上正确就位 ,可在轮胎胎圈或轮辋胎圈座或两者的表面均匀涂以适当的润滑剂 。

　　5.4 试验气压

　　轿车轮胎的试验气压为 200 kPa;微型和轻型载重汽车轮胎的试验气压不低于 260 kPa;载重汽车轮胎的试验气压不低于 600 kPa。试验气压的允许偏差应在 ±10kPa范围内 。

　　5

　　GB/T 18505—2013

　　6 试验步骤

　　6. 1 给试验机设定轮胎不平衡的校正半径和校正面间距 。

　　6.2 将轮胎安装在动平衡试验机上 ,给轮胎充气 ,使得轮胎能充分膨胀和在轮辋上正确就位 ,然后调整到 5. 4 中规定的试验气压 。

　　6.3 使轮胎按 4. 2 中规定范围内由设备提供商确定的转速旋转 ,测量静不平衡量和力偶不平衡量沿轮胎圆周的分布 。

　　6.4 从测量值中减去轮辋和轮轴组合体的不平衡量 ,其差的最大值分别为轮胎的静不平衡量和力偶不平衡量 。该最大值在轮胎圆周上的位置分别为上述两个不平衡量的重点位置角 。

　　6.5 计算轮胎的上 、下校正面不平衡质量及其重点位置角 。

　　6.6 使轮胎停止旋转 。需要时在轮胎胎侧上打印重点或轻点标记 。

　　7 试验记录

　　试验结束后 ,需要时记录以下参数 :

　　a) 轮胎的生产厂名 、商标 、规格 、负荷指数或层级和生产编号 ;

　　b) 试验轮辋规格 ;

　　c) 试验气压 ;

　　d) 轮胎转速 ;

　　e) 试验环境温度 ;

　　f) 静不平衡量(或静不平衡质量) 、力偶不平衡量(或力偶不平衡质量)和上 、下校正面的不平衡质量及其重点位置角 ;

　　g) 试验日期 。

　　6

　　GB T 18505 2013

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　　2014年 4 月第一版

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　　书号 : 155066 · 1-48737

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