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1、拆胎机总体结构设计目录1 绪论11.1 选择本课题的目的和意义11.2 车轮拆装机的使用方式21.3 设计方案的拟定31.4 本设计研究的内容32 轮胎拆装机设计程序42.1 轮胎拆装机主要技术规格的确定52.2 动力系统的设计82.3 控制系统的设计203 夹紧机构的设计234 机器的安装与试车244.1 安装顺序254.2 试车254.3 常见故障及排除方法295 维护和安全操作规程305.1 日常维护和保养315.2 安全操作规程326 总结32参考文献321. 绪论1.1. 选择本课题的目的和意义汽车维修检测提出更高的要求，以保证人民生命财产的安全，节约能源消耗和维护人类社会环境的生态
2、平衡。目前，我国拥有汽车约1000万辆，全国有各类维修企业18万家，到2000年预计汽车保有量将达2000万辆，而且政府将随着汽车数量的增加，对维修检测设备提出更高的要求，由此可以看出，其发展前景是极其广阔的。在汽车维修中，车轮拆装机作为一种必需、便捷的维修工具出现在每一家汽车维修店内，车轮拆装机高效率和不伤胎的特点使其在汽车维修行业中占有越来越重要的地位，并且逐渐成为每个维修厂不可或缺的工具。车轮拆装机的广泛使用，不仅提高了维修店的工作效率，而且在轮胎拆装中最大可能地保护了车轮的完好。随着的汽车的增长，轮胎拆装机在维修行业中的需求量也在不断增加，并且要求拆装机使用更便捷、功能更完善，而当前拆
3、装机的发展水平和趋势正向着系列化、模块化、自动化、气压系统集成化、气压机的人性化等几个方面发展。本课题的设计正好是车轮拆装机，这台机器集拆胎、装胎、充气于一体，其主要工作的部件是卡爪和拆装头，卡盘的转动由电机直接提供动力，卡爪的夹紧、松开等动作均由气压系统提供动力支持。轮胎拆装机主要由机械动力系统、气压系统以及控制系统组成。1.2. 车轮拆装机的使用方式 通过到汽车维修店的咨询和观看，以及在网上和图书馆查阅相关资料，对车轮拆装机的使用主要可分为拆除轮胎、安装轮胎和轮胎充气三方面，现对其各方面的使用分析如下。. 拆除轮胎a. 将胎中空气全部放尽，将轮辋外缘的平衡块卸下（如图2.1）；b. 将轮胎
4、置于分离铲和靠胎胶皮中，使铲块置于轮缘和胎之间，然后踩压胎踏板，使轮缘与胎分离（如图2.2）；c. 在轮胎其他部分重复以上操作，使轮缘与胎彻底脱离；d. 将垂直轴置于工作位置，使拆装机头靠近轮缘使拆装机头内圆柱滚与轮缘约2mm（如图2.3），并用锁紧杠锁紧；e. 用胎撬将胎缘撬在机头上，点转盘正反转踏板，让踏板顺时针旋转，直到胎缘脱落为止（如图2.4），为了避免损坏内胎，如果有内胎，在进行这步操作时，建议使轮胎气门离开拆装机头右边10mm左右；f. 如果有内胎，取出内胎，然后重复以上步骤，拆下另一胎缘（如图2.5）。图2.1 图2.2 图2.3图2.4 图2.5. 安装轮胎（如图3.1）a.
5、将轮辋在转盘上锁定；b. 用肥皂水润滑轮缘；c. 将胎缘置于拆装机头左端向上，同时压低拆装机头右边胎肚，顺时针旋转转盘让胎缘落入轮辋槽内； d. 如有内胎，将其套在轮辋上，重复以上步骤，安装轮胎的上部。 . 轮胎充气（图3.2） 图3.1 a. 本次设计的拆胎机配有一个充气计量器用于轮胎充气及充气压力的读书;b. 从转盘上松开轮胎夹钳;c. 将充气管接头与轮胎气门相连;d. 在给轮胎充气时应慢慢地压冲气枪数次，确定压力计量器显示的压强不超过轮胎生产厂家所标明的范围。 图3.2 1.3. 设计方案的拟定本课题设计的拆装机集轮胎拆装、充气于一身，拆装轮胎需要的力并不太大，而它对工作的平稳性和抗震性
6、要求相对比较大。所以拆装机转盘的转动采用电机驱动。另外，为了简化结构，本次设计将松胎、卡爪的松紧两部分的动力设备统一为气压机。1.4.本设计研究的内容拆装机主要由主机和控制系统组成，管路及电气装置联系起来组成的一个整体。主机部分由机身、气压装置、电机等组成。控制部分由动力机构、限程装置、管路及电气操作部分组成。各部分结构如下：a. 机身的设计机身由底座、转盘、分离铲、立柱、六方杆、踏脚控制器、手动控制器等组成。底座为主架，转盘卡爪装在底座正上方，分离铲位于右侧以便松胎，立柱在正后方，横臂用以连接立柱和六方杆，脚踏安装在底座前方，方便操作。b. 夹紧机构的设计 车轮在拆装前应被夹紧在转盘上，转盘
7、上安装由夹紧用的卡爪，由于现在普遍采用的四卡爪有易松动的缺点，参照国内外的资料，本次设计采用三卡爪，其结构为：转盘汽缸体的一端和转盘连接另一端通过活塞轴与挂架、主连杆的一端连接，主连杆的另一端与三角转盘连接，三角转盘另两个角设有两个连杆主连杆与两个连杆的另一端与卡爪相连，卡爪设在滑道内限位。c. 动力机构的设计 动力机构主要由电机、皮带轮、涡轮涡杆减速器、轮盘、汽缸等组成。 轮盘的旋转由电机控制，电机转向由主令控制器控制，用手旋转控制器保持电机正转，轮盘顺时针转动；松开手柄，则手柄回位，电机停转。向相反的方向旋转手柄，则电机反转，轮盘逆时针转动。d. 拆装头设计 拆装头是拆装机实现拆装轮胎的一
8、个重要部件，拆装头设计的合理直接影响到拆装轮胎的效果和机器的寿命。其形状是根据拆装轮胎外胎和轮毂的力学要求设计的。e. 安装与试车本次设计的拆装机，到厂后，应该考虑到正确的安装和放置，确保机器的安全及稳固性，并保持拆装机的左右两侧留有足够的空间，以使操作不受限制。a)安装拆装机安装定位及其它防水措施与通风设施的设计； 拆装机安装顺序的设计。b)试车2.轮胎拆装机设计程序 车轮拆装机是汽车维修行业的主要设备之一，七八十年代在发达国家就已经有产品出现。我国八十年代中期开始这方面的研制。至今我国已有五六家汽修工具厂专门生产，品种繁多，结构和复杂程度差别很大。但不论设计哪一种车轮拆装机，设计方法和程序
9、都有共性的一面，即第一，对需拆装的车轮进行详细的分析，了解车轮的形状、尺寸、材料、重量和拆装过程对机器的要求，包括压力、速度、位移、工作空间、工作效率、自动化程度以及国内汽修厂普遍使用的空压机功率等等。总之，通过工艺分析达到明确本机拆装过程，即一个工作循环中每一个动作的详细要求和必要的调整范围。第二，调查研究。任何设计都应该尽力达到满足用户单位使用要求；制造工艺性好和具有先进的技术经济指标。因此认真调查研究用户单位、制造单位的要求和意见。并尽可能搜集和研究国内外同类产品的结构、性能的有关资料，在此基础上初步设计出一个设计方案。经过会审，广泛征求改进意见以后，确定一个最佳方案，作为施工设计的基础
10、。第三，最后完成全部施工设计和编制制造验收等全部技术文件。第四，通过样机试制，性能实验和工艺实验，验证设计是否符合预期的要求，并对设计做必要的修改。 快速轮胎拆装机设计过程的主要内容是：确定主要技术规格，动作线图，气压系统和电气系统，主机设计，各零部件设计和总体布局。全部零件图，使用说明书和制造验收技术文件。这些过程是整个设计有机的组成部分，在进行每一个步骤时，都不能孤立的考虑，而应综合比较，互相协调。2.1. 轮胎拆装机主要技术规格的确定确定液压机主要技术规格是设计工作中最重要的步骤之一。因为它直接关系到所设计的机器是否满足轮胎拆装的质量和拆装效率要求。同时它也是设计各零部件的依据，它对零部
11、件的尺寸、要求加工设备的能力和整机成本有极大的影响。因此，必须仔细分析机器所拆装轮胎的工艺动作程序；仔细分析所使用拆装头和分离铲尺寸和安装要求；仔细分析各动作要求的压力、速度、相对位置关系，工作行程和行程停止点的位置精度要求。在确定主要技术规格时，我们还应深入调查研究同类型设备的结构，主要技术规格、操作性能等相关资料，并应充分重视用户单位的要求和改进意见。. 主要技术规格的内容主要技术规格是表示机器工作性能的指标。通常包括以下部分：第一，主要规格又称主要参数，它是表示轮胎拆装机主要特性的参数；第二，各执行机构个动作的力；第三，工作空间，包括各执行机构运动的最大距离和最小距离，工作台尺寸等；第四
12、，各拆装动作的速度；第五，机器外形尺寸，总功率和总重量。. 主要技术规格的确定 确定主要技术规格时,基本的方法是工艺分析和统计分析相结合的方法. 通过对轮胎拆装过程的分析和必要的工艺试验,可以确定整个拆装过程动作和关系和各动作要求的压力,速度和工作空间等。同时，可以依据经验和有关计算公式决定有关参数. 在设计专用产品时,往往对拆装轮胎只有工艺设想,缺乏实际试验或者因试验条件限制而不能较为准确地提供参数要求;就是在设计标准系列时,也常常遇到很多困难,例如机器不能设计的过于庞大、复杂致使机器成本增加等。因此，我们必须较为准确地确定所设计产品拆装轮胎的尺寸范围，典型轮胎的直径和宽度以确定有关参数。在
13、确定参数时，应尽可能的收集国内外同类型产品的有关资料，应用统计分析的方法，得出各参数的范围和它们之间的关系，以帮助正确制定所设计产品的主要技术规格。根据轮胎尺寸、形状、材料所需拆装力等，初步选定本次设计的拆装机工作台为700mm,夹紧汽缸夹紧力3000N, 分离铲拉力为14000N。经过在各汽车维修厂和网上资料调查分析，初步确定其主要技术规格如下： 工作台夹紧汽缸夹紧力： 2800N 工作压力： 1MP 分离铲拉力： 14000N 工作台最小扭矩： 800Nm 工作台直径： 700mm 工作台转速： 6r/min8rmin 卡爪活动范围： 250mm700mm 分离铲最大张开尺寸： 450mm
14、 工作台夹紧气缸速度： 伸出： 30mm/min 收缩： 30mm/min分离铲速度： 顶出： 30mm/min 收回： 40mm/min 拆装头离工作台距离 最高： 500mm 最底： 50mm 四方立柱活动范围：工作台中心正右侧 工作台距地面高度： 900mm 控制手柄距地面高度： 650mm 机器轮廓尺寸： 长度： 1120mm 宽度： 900mm 最大高度： 1900mm 电机总功率： 1.1 KW机器总质量： 220kg参考外观图如下：由图可看出，拆装机由四大部分组成：机箱、工作台、立柱拆装头组件以及分离铲组件。动力系统及控制系统皆安排于机箱之内，控制操作部分为机箱正下方的三个踏脚。
15、机器集松胎、拆胎、装胎于一体。松胎功能由机器右侧的分离铲实现：将轮胎滚放到右侧压胎板调整分离铲位置踩下最右侧踏板使分离铲向左夹紧实现松胎。拆胎过程：将轮胎放在工作台上面踩下中间踏板卡爪张开卡紧轮毂将六方杆压下并扳下紧锁手柄将拆装头放进轮胎与轮毂间踩下左侧踏板工作台转动轮胎与轮毂分离。装胎过程与装胎过程操作类似，不同点仅为将拆装头放在外胎之上压紧，工作台转动时将外胎压进轮毂。根据所拆装轮胎外胎直和径宽度可设计出工作台的直径以及分离铲的最大活动范围，根据轮胎轮毂的尺寸范围可确定卡爪的张合活动范围，这样就可以进一步确定拆装头立柱高度、六方压杆的最高和最底位置。而根据轮胎材料、重量、轮毂和外胎的黏合力
16、，则可得出工作台最小扭矩，拆装轮胎时工作台气缸所需的夹紧力、松胎时大气缸所需的压力、速度和行程等。经调查，市场上的拆台机存在一下问题：夹紧部分均为四卡爪结构，易松动，难卡紧轮胎，制造成本高。控制部分普遍采用踏板机构，操作时动作比较单一，三个踏脚外观形状一致，排列紧密，并且操作时要求根据经验观察机器的动作是否达到工作目的，极易发生因误操作而发生危险的现象。根据国内外相关参考资料，本设计将机器做了如下改进：a. 工作台四卡爪结构改为三卡爪，其结构为：转盘汽缸体的一端和转盘连接另一端通过活塞轴与挂架、主连杆的一端连接，主连杆的另一端与三角转盘连接，三角转盘另两个角设有两个连杆主连杆与两个连杆的另一端
17、与卡爪相连，卡爪设在滑道内限位。b. 根据当前人性化的发展趋势，将工作台转向控制及卡爪夹紧控制踏板机构改进为手控板式集成系统，并将控制机构设置在适合人操作的离地面650mm的地方。根据经济性要求，分离铲的控制踏板采用插装式现成标准两位五通阀，并将其安排在离分离铲较近的地方，方便操作。c. 针对皮带经常容易松动的缺点，将V带传动的张紧装置带到设计中来。2.2. 动力系统的设计. 选择传动机构类型根据拆装机工作要求，可以知道，拆装机最后一级的转速为6r/min8r/min。要在保证扭矩要求的情况下达到底转速，方案有三种：第一种，采用气动马达或者液压马达的一级传动，根据调节气流或液流来实现大扭矩低转
18、速。第二种，采用普通电机。第三种，采用特殊电机。经比较，第二种是最经济简易的方案。目前一般电机额定转速为1400r/min，从电机到工作台的总转速比i高达200，而要达到如此高的转速比，常见的形式有二：一为行星轮减速器，二为蜗轮蜗杆减速器。但行星轮减速器制造和装配都比较困难，成本极高。综合各种考虑，最终确定选择皮带加蜗轮蜗杆减速器的传动机构。. 电机的选择.由于本拆装机需要经常起动、制动和反转，并要求有较小的转动惯量和较强的过载能力。选择Y系列异步电机。参照机械设计手册第40篇电力传动（P40-118）确定电机结构型式为卧式，安装型式为B3型。.2. 电机容量的选择工作所需功率PW据机械设计基
19、础P7工作主轴所需功率：主机所需功率Pd：式中为电机至工作主轴的总效率 =123n本拆装机有两级减速机构，根据机械设计基础P7表2-4取值如下皮带轮1=0.95蜗轮蜗杆2=0.75滚动轴承3=0.99代入数据T=2000Nm，nw8r/min，得Pd9.8KW确定电机功率为.kw.3. 选择电机转速据经验公式式中： 电机转速可选范围 各级传动的传动范围取=2.5 ；=70； 又主轴转速=7r/min得=1225r/min。.4. 确定电机型号由机械设计手册第40篇电力传动（P40-132）确定电机型号为Y-90s安装形式为B3型。. 计算传动装置总传动比和分配各级传动比a. 传动装置总传动比b
20、. 分配各级传动比取v带传动的传动比=2.5，则单级蜗轮蜗杆减速器的传动比为所得值符合一般蜗轮蜗杆传动比的允许范围。c. 计算传动装置的运动和动力参数各轴转速:电机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为II轴，各轴转速为 =1440r/min 560r/min 560/708min各轴输入功率:按电机额定功率计算各轴输入功率，即各轴转矩:. V带传动的设计计算 a. 确定计算功率Pca由机械设计表8-6查得工作情况系数KA=1.1，故 b. 选取V带带型根据Pca、n1由机械设计图8-9确定选用A型。 c. 确定带轮基准直径由机械设计表8-3和表8-7取主动轮基准直径根据式（8-15），从动轮
21、基准直径根据机械设计表8-7取=180mm按式（8-13）验算带的速度所以带的速度合适。d. 确定v带的基准长度和传动中心距根据，初步确定中心距=250mm根据式（8-20）计算带所需的基准长度 =990mm由机械设计表8-2选带的基准长度=1068mm由式（8-21）计算实际中心距ae. 验算主动轮上的包角由式（8-6）得所以主动轮上的包角合适。f. 计算V带的根数由式（8-22）知 由=1440r/min，=2.5，查机械设计表8-5c和 表8-5d得 =250kW P0=990kW查机械设计表8-8得=0.89，查表8-2得=0.96，则取z=2根。g. 计算预紧力，由式（8-23）知查
22、机械设计表8-4得q=0.07kg/m，故=64Nh. 计算作用在轴上的压轴力 105Ni. 带轮机构设计V带轮的结构形式的选定:根据机械设计P156，因为=75mm45HRC，从表11-7中查得蜗轮的基本许用应力268MPa。应力循环次数寿命系数1.21则.1.21268MPa428.556N/mm2f）计算中心距100mm取中心距a=110mm，因为i=70，故从表11-2中取模数m=2.5mm，蜗杆分度圆直径d1=45mm。这时，d1/a=0.4。从图11-18中查得接触系数=2.68，因为，因此以上计算结果可用。d. 蜗杆与蜗轮主要参数与几何尺寸a）蜗杆蜗杆头数z1=1，蜗杆分度圆齿厚
23、s2=3.927mm，蜗杆螺纹长b138mm蜗杆分度圆直径d1=45mm，蜗杆齿顶圆直径da1=50mm，蜗杆齿根圆直径df1=39mm，蜗轮分度圆直径d2=175mm，蜗杆导程角=3.18。蜗杆轴向齿厚sx1=3.927mm，蜗杆法向齿厚sn1=3.921mm。b）蜗轮蜗轮齿数z2=70；蜗轮变位系数x2=0验算传动比70，这时传动比误差为0，允许。蜗轮分度圆直径 =2.5 70= 175mm蜗轮喉圆直径 da2= =180mm蜗轮齿跟圆直径 =169mm蜗轮齿顶圆弧半径 Ra2= =20mm蜗轮顶圆直径de2=185mme. 校核齿跟弯曲疲劳强度当量齿数 70.26根据x2=0，=70.2
24、6，从机械设计图11-19中可查出齿形系数=2.3螺旋角系数 0.974许用弯曲应力 从表11-8中查得ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56MPa。寿命系数 =0.67 =560.67=37.52MPa MPa=138.165MPa弯曲强度可以满足f. 精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T10089-1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T10089-1988。然后由互换性与技术测量查得相关公差。g. 蜗杆传动的热平衡核算蜗杆传动由于效率底，所以工作时候发热量大。在闭式传动中，如果产生
25、的热量不能及时散逸，将因为油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以，必须根据单位时间内的发热量等于同时间内的散热量的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。由于摩擦损耗的功率,则产生的热流量（单位为1W=1J/s）为式中P为蜗杆传递功率，这里P=1.1KW按蜗杆头数为1，由机械设计P260取=0.7，则 =10001.1（1-0.7）=3.3J/s由于转速底，温度不高，本设计采用自然冷却方式，从箱体外壁将热量散发到周围空气中。其热量式中：箱体的表面传热系数，取=12 S内表面能被润滑油所飞溅到，而外表面又可为周围空气所冷却的箱体表面面积。由箱体结构，S0.
26、2油的工作温度，一般限制在6070周围空气的温度，由于机器在常下工作，取；按热平衡条件，可以求得在既定工作条件下的油温为 20.15保证正常工作温度所需要的散热面积S为 0.15显然，箱体表面散热面积可以达到散热要求。h. 轴承的选择蜗杆轴承的选择初始条件：轴承所承受载荷为=1500N，=1000N，d=30mm，转速n=560r/min要求工作8000小时，工作情况平稳。轴承类型的选择 按照装置的结构，本设计蜗杆采用一对角接触球轴承，正装。代号7006 AC（GB/T292-1994，）由滚动轴承样本可查得7006AC型轴承面对面安装，当量载荷的计算：因为/=1.50.68，且工作平稳，取=
27、1，按公式（13-8a） =2415N求该对轴承应具有的基本额定动载荷按照式子（13-6） =2415=15585.7N按照滚动轴承样本，以下各型号轴承面对面成对安装在一个指点时候的基本额定动载荷C为：轴承代号 7006AC 7006AC基本额定动载荷/N 24600 25000故选择一对7006AC的轴承安装在蜗杆两侧上合适。. 主轴的强度校核初始条件，由蜗轮的计算可知道，工作台输出的扭矩为984844N.mm。轴的弯距由工作台和拆装的轮胎的重量造成，由于工作台和轮胎的重量大约50Kg，弯距较小，可以忽略。此处按照轴的扭转刚度进行校核。本主轴为阶梯轴。 由机械设计P368公式15-16式中：
28、T 轴所受的扭矩，单位N.mm。 G 周到材料的剪切弹性模量，单位MPa，对于钢材，GMpa。 轴截面的极惯性矩，单位，对于圆轴，。L 阶梯轴受扭矩的作用的长度，单位为mm。 、 分别代表阶梯轴第i段上所受的扭矩、长度和极惯性矩。 Z 阶梯轴受扭矩作用的轴段数。其中 207.63。阶梯轴受扭矩作用的长度即为蜗轮在主轴上的作用中点到工作台在主轴上的作用中点的距离，按照主轴结构尺寸L260mm。代入数据，算得0.33，轴的扭转刚度条件为，由于轴传动精度要求不高，取显然，轴的扭转刚度符合要求，主轴的结构合理。2.2.7. 大气缸的设计由于拆装机松胎过程需要的拉力高达14000N，并且行程短（按照轮胎
29、最大宽度400mm确定分离铲的最大张开距离450mm。为留有一定余量。大气缸的行程为600mm）要达到如此大的拉力，并且行程极短，前没有厂家专门生产。所以所要的气缸属于特殊气缸。a. 气缸活塞杆的确定，按照机器结构，并参照机械设计表13-4活塞杆直径系列选用气缸活塞杆直径20mmb. 气缸内径的计算 由液压传动与气压传动P321公式（13-4）式中F14000N，工作压力PMPa，由机械设计表13-2查得0.5；d20mm，代入上式得D=189mm。按照液压传动与气压传动P321表13-2缸筒内径系列调整为D180mmc. 气缸壁厚的设计本次设计的大气缸选用铸铁HT100，根据表13-5确定气
30、缸壁厚为14mm。d. 气缸的结构设计由于大气缸行程短，速度慢，所以无须缓冲。前后端盖只用简单的端盖闭合，所有密封圈均采用O型密封圈，标准GB/T345.2-1998 为了防止安装在机器箱体上造成应力过大，要将气缸与分离铲力臂左侧的加强板连接，并且在大气缸工作时候会有一定的绕轴摆动，所以大气缸的安装形式为前端轴梢式。即在前端盖设计两个轴耳通过螺栓组和箱体的加强板连接。2.3. 控制系统的设计控制系统的设计作为本次设计的一个重点，按照集成化、标准化和宜人化的原则进行。经过在各汽车维修店的调查和网络上资料的查询，目前不同厂家生产的各种类型的轮胎拆装机的控制部分都设计为脚踏控制的形式。这样的结构形式
31、存在很多的缺陷。工作部件的正向、反向活动都由同一个踏板来控制，并且踏板的结构形式一样，在控制的时候容易出现误操作的现象，特别是不熟练的工人，需要经过比较久的岗前培训方能上岗。操作时候需要经过思考决定下一步的动作。按照机械制造装备设计P9机床总体设计的指导，将控制系统适当复杂化，既将踏板结构改进为一个踏板加两个手柄控制的机构。并且按照人的思维习惯，将控制手柄的顺时针、逆时针的控制和工作机构的顺逆转向相一致。如此，可以大大的减少误操作的几率。手动控制装置安装在机箱左上角，并且机箱高度大约为600mm，手动控制部分刚好处在适合人手操作和观察的高度。而控制分离铲的两位五通阀则安装在离分离铲较近的机箱右
32、下角。这是因为在松胎作业时，要用一手调整分离铲位置，一手固定轮胎的位置。并且，将其安装在离分离铲较近的地方，和手动控制器分开。. 电气控制系统的设计由于拆装机工作台需要频繁地启动、停转并且有时要反转，实现这一功能的可用机械机构或者电气控制来实现。经过调查研究，目前轮胎拆装机采用的电机换向控制器是在专门厂家定做，通用化和模块化不够好，并且需要设计制造与之相适应的踏板结构，经济性也不够好。出于机器本身结构和经济化的要求，本设计采用电气主令控制器来实现这一功能。 . 电路系统的组成由于电气系统的任务是按照电气系统规定的动作图表，驱动电动机，选择规定的工作方式在主令控制器的指令下，使有电机动作以完成指
33、定的工艺动作。拆装机采用三相交流50HZ，220V电源，由主要元件“主令控制器”和“三相鼠笼型感应电动机”所组成，并实施了“星-三角”启动。电路图如图21.1所示。 图21.1主令控制器的原理说明： 主令控制器是一种频繁对电路进行接通和切断的电器。通过它的操作，可以对控制电路发布命令，与其它电路联锁或切换。常配合磁力起动器对绕线式异步电动机的起动、制动、调速及换向实行远距离控制，广泛用于各类起重机械的拖动电动机的控制系统中。 主令控制器一般由外壳、触点、凸轮、转轴等组成。 常用的主令控制器产品有LW5和LW6系列。LW5系列可控制5.5kW及以下的小容量电动机；LW6系列只能控制2.2kW及以
34、下的小容量电动机。用于可逆运行控制时，只有在电动机停车后才允许反向起动。LW5系列万能转换开关按手柄的操作方式可分为自复式和自定位式两种。根据拆装机所用电机功率为1.1KW，机器的工作动作要求。选用LW5自复型。其动作示意图如下：图21.2. 工作台动作的说明由上图可以看出，控制器有6组共12个接触点，手柄有三个工作位置工作台正转反转：手柄角度左边 触点1-2、3-4、5-6闭合，触点7-8打开 工作台正转不施力时手柄0 只有触点5-6闭合 工作台停转手柄角度右边 触点7-8闭合，其余打开 工作台反转. 电气连锁电气保护装置a. 控制电路的短路保护是采用空气开关。b. 电动机的过载保护是采用热
35、继电器，短路保护是采用空气开关。c. 本机器由于线路的通断是通过主令控制器控制，得到线路的高压保护及失压保护。d. 本机器电器装置均有安全可靠的接地装置，用户应按照要求接上总地线。. 气动控制系统设计和模块化的要求对于气动控制元件选用国家标准方向控制阀。.1. 工作台夹紧气缸控制阀的说明为了操作工能准确地使工作台气缸夹紧轮胎，和操作方便。采用QSR5系列手柄推拉式三位五通阀，由于要使气缸在控制阀不发出指令的时候能处于停止状态并夹紧轮胎，所以采用的是中位常闭式。图形符号为：图22.1可以看出，手柄有三个工作位置，其动作说明如下：气缸的夹紧松开手柄角度上推 气流方向12，45 气缸收回松开不施力时
36、手柄 全气路闭合 气缸不动手柄角度下推 气流方向14，23 气缸顶出夹紧.2. 离铲大气缸控制阀的说明由拆装机的动作要求，大气缸方向控制阀采用Q23J7A系列二位五通脚踏阀。采用常通式。图形符号：图23.1其动作说明如下：分离铲的夹紧松开踏板踩下 气流方向14，23 大气缸夹紧松开踏板 气流方向12，45 大气缸顶出.3. 气路原理图如下：图23.23. 夹紧机构的设计车轮在拆装前应被夹紧在转盘上，转盘上安装由夹紧用的卡爪，由于现在普遍采用的四卡爪有易松动的缺点，参照国内外的资料，本次设计采用三卡爪，其结构为：转盘汽缸体的一端和转盘连接另一端通过活塞轴与挂架、主连杆的一端连接，主连杆的另一端与
37、三角转盘连接，三角转盘另两个角设有两个连杆主连杆与两个连杆的另一端与卡爪相连，卡爪设在滑道内限位，形式如下：图24.14. 机器的安装与试车安装的所需场地：选择安装位置必须符合安全规范要求。该机器必须按说明书要求。联接电源和压缩空气系统。机器安装环境应通风良好。安装位置必须留有足够的空间使机器所有部件正常运转不受限制。警示：带电机的拆胎机不能在有易燃气体场所使用。本次设计的拆胎机安装在混泥土基础上，如图24.2所示：图24.24.1. 安装顺序a. 首先将工作台、动力机构按照装配图对于位置安装，并将工作台上平面找平，要求台面与水平的平行度不大于0.05,然后将地脚的栓紧固；b. 如图将立柱、回
38、位弹簧、六方杆、柱帽等装在机箱上，并将所有紧固件旋紧。并调节六方杆所紧弹簧片，使六方杆在回力弹簧的弹力下能自由地上下活动，而将所紧手柄向下板大约120度时，能将六方杆准确地锁紧在要求位置上；c. 将拆装头安装在六方杆下部，并按照一般拆装的轮胎直径调整拆装头位置，然后将六角螺栓锁紧；d. 将松胎铲组件安装在对应位置，按照轮胎的宽度调整活塞末端螺母，使其活动范围符合要求；e. 安装大气缸；f. 安装二位五通阀、三位五通阀和万能转换开关；g. 按照气压原理图及电气原理图和电气接线图等,接好管路等； h. 试车。4.2. 试车调试前应确保轮胎拆装机的电源和气源符合要求，并确保油雾器中的油在油标范围之内
39、。. 设备的初始调试说明：三个踏板必须在原始位置。a. 将主令控制器手柄拧转负45度，转盘顺时针旋转；b. 将主令控制器手柄拧转正45度，转盘逆时针旋转；c. 踏下分离铲脚踏，分离铲动作，松开踏板后回位；d. 将夹紧气缸三位五通阀向上拨25度，转盘上的卡爪向回收紧；下拨25度，卡爪又合上； e. 转动旋扭梅花手柄，锁紧摆臂；f. 按下六方杆，扳动六方杆锁紧手柄锁紧六方杆；g. 松开六方杆锁紧手柄，六方杆回位。. 分离铲调试 分离铲位于机箱右侧，它的工作程序是：用脚踩下脚踏，机箱内大气缸工作，气缸活塞杆将分离铲拉向机箱方向。其拉力在14075 N左右。松开分离铲脚踏I，气缸活塞杆被压出。分离铲可
40、以在一定范围内左右摆动，如摆动幅度不合适，调整活塞杆右端螺母（如图26.1）位置即可实现。图26.14.2.3. 六方杆的锁紧调整当六方杆锁紧手柄（如图26.2）向下时,六方杆在外力和回位弹簧的作用下可以上下自由滑动；当六方杆锁紧手柄逆时针转动约120 度时，连接在手柄上的凸轮将锁板顶起使六方杆锁死。如达不到该种情况，调节螺母的上下位置，即可实现锁紧六方杆的目的。图26.24.2.4. 拆装头的调整4.2.4.1. 检验a. 将一直径为15英寸的铝合金轮毂安装在转盘上；b. 使拆装头与轮辋配合，并锁紧；c. 按照图27.1（滚轮拆装头）和图27.2（护垫拆装头），使用专用检测工具检验。图27.
41、1图27.24.2.4.2. 调整a. 松开所有紧固拆装头的螺钉；b. 使拆装头与轮辋相吻合，并锁紧六方杆；c. 稍微将螺钉A3A4（图28.3，28.4）拧紧，调整拆装头使其处于正确的状态；d. 分别将螺钉A1A2（图28.1，29.2 ）具有滚轮；图28.2、图29.2具有护垫拧紧，以使拆装头位置在正确范围内，然后用手将螺栓B紧固；e. 解锁并升起六方杆，再使拆装头与轮辋相吻合，并锁紧六方杆；f. 初次用50Nm的力矩将螺栓A1-A2-A3-A4 拧紧，再用专用测量尺检测数据,确保其与图中数据一致；g. 最后，用50Nm的力矩紧固螺栓B，再用专用测量尺检查一次。4.2.4.3. 定期检查使
42、用半年后，按照“检验”步骤检查相关数据是否正确，如果数据不正确，则按以下步骤进行：a. 检查螺栓是否紧固；b. 如果数据2（滚轮，图28.1）或数据1（护垫，图28.2）发生变动，可能是由于调整螺母（图28.2）发生松动。拧紧或松动螺母增加或减小倾斜角度。 图28.1 图28.2图28.3 图28.4图29.1 图29.24.2.5. 气源三联件的调试与调整如图29.3所示，图中气源三联件上有一气压调节钮，将其拔起，反时针旋转是减压；顺时针旋转是增压。将压力调到工作压力后，按下调节钮以锁紧。空气净化器是滤除空气中的水和杂质。当水和杂质累积量超过红线标志时，旋开下面的放水钮然后用手指上压以将水和
43、杂物排出。油雾器是向工作气体中加入定量的润滑油，用于润滑气缸和气阀中的运动零件。踩下脚踏H或I，35次后，润滑器玻璃杯中会有一滴油滴入，如达不到该流量值，可调节油量调节螺钉来实现。图29.34.3. 常见故障及排除方法表30.1 拆胎机常见的故障及排除方法故障可能的原因排除方法转盘只单向转动 万能转换开关损坏 更换万能转换开关转盘不转动 皮带损坏 万能转换开关损坏 电机有问题 皮带太松 更换皮带 更换万能转向开关 检查电机电源或接线盒电源接线 若电机烧坏，更换电机 调节皮带张紧力转盘不能正确夹住轮辋 卡爪磨损 转盘夹紧气缸漏气 更换卡爪 更换气缸密封圈踩下脚踏后，脚踏不能回位 脚踏回位弹簧损坏
44、 更换脚踏回位弹簧传动部分声音异常 电机位置紧固螺钉松动 有异物进入传动系统 旋紧紧固螺钉 排除异物电机不转或输出力矩不足 传动部位卡死 电容击穿 电压不足 断路 排除卡点 更换电容 暂停工作等待恢复 排除气缸输出力不足 漏气 机械障碍 气压不足 加强密封 排除机械障碍 更换压缩机漏气 气管损坏 接管嘴损坏 密封胶流失 更换相应零件 加胶5. 维护和安全操作规程正确使用机器设备，认真的维护和保养以及严格遵守安全操作规程是延长设备使用寿命、保证安全生产的必要条件。为保证这一条件，首先应熟悉机器的结构性能和操作程序，掌握其特性，为方便用户，根据一般使用情况提供有关维护保养及安全操作几点意见。5.1
45、. 日常维护和保养只有专业人员才可进行维修工作。在进行任何维修保养的工作之前，应断开电源并使电源插头在维修人员的监控范围之内，同时关掉气源并将气体开关推到关闭（Off）位置且踏下大气缸脚踏和扭转夹紧气缸控制手柄，排尽机器内余留压缩空气。为正确使用拆装机和延长其使用寿命，按说明书要求定期维修和保养是很有必要的，否则机器的运行和可靠性将受到影响，并可能使操作者或机器附近的人员受到伤害。注意：车轮拆装机的维护保养至少每月一次。a. 检查油雾器油杯的油位，如需加油，先切断气源，用手拧下油杯，用气压矿物油SAE30号充满。b. 清洁撑轮圈的所有动件，并涂抹润滑油。（如图31.1）c. 定期检查并拧紧所有
46、连接部分的螺栓。d. 保持六角型垂直轴或四方轴的干净，并涂抹润滑油。（如图31.2）e. 检查传动带的张力，当需调整时应适当向下调整A和B处调节螺母，以达到张紧驱动皮带的作用。（如图31.3）f. 保持机械及工作区域的干净，以避免灰尘进入动件。g. 凡相互产生位移的结合面和互相摩擦的结合面每周应使用锂基脂类的油品进行润滑。h. 用户应在空气压缩机处配备一个油水分离器，以减少通过机器中压缩空气的含水量。图31.1 图31.2 图31.35.2. 安全操作规程a. 首次使用前必须认真阅读使用说明书，了解机器的具体情况。b. 不了解机器结构性能或操作程序着不应擅自开动机器。c. 机器在工作过程中不应
47、进行修理或检修。d. 当机器发生严重泄露或其他异常现象时应停车分析原因，设法排除，不允许带病生产。e. 不得超载或超过最大卡爪张开直径使用。f. 电气设备接地必须可靠。g. 操作者离开机器应把总电源和气源关闭.6. 总结为期三个月的毕业设计，是对我大学四年所学习到的知识的一次重要的综合性的考验，期间我过得紧张而充实，现在将要迎来毕业答辩的环节。在毕业设计的过程中，通过指导老师的耐心指导、同组同学的共同研究、查询和阅读机械设计制造和汽车维修方面的相关资料和书籍，终于把拆胎机的总体构造设计基本完成。与此同时，我回顾了自己大学四年学习的专业知识，并且还学习了汽车维修方面的知识，我的知识面得到更大的拓
48、宽。通过设计过程中，不断“查、问、算、写、画”，我的感触是深刻的，收获是丰硕的，我也终于明白到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”这句话的真正含义。拆胎机的总体结构设计涉及到拆胎机零部件、传动机构、电气系统等方面的设计，以及需要运用AutoCAD绘制拆胎机的二维图装配图和零件图，我了解到自己专业知识的缺乏和不牢固，但通过翻阅相关的书籍和笔记，能很好地回顾自己所学的专业知识，并且还把知识面拓宽。我也明白了我院杨振宁荣誉院长的题字“学而知不足”的真谛，认识到学习是无之境的。参考文献1 黄健求，机械制造技术基础, 北京: 机械工业出版社,2005。2 杨世明，机械设计, 北京: 电子工业出版社,200
49、6。3 邹慧君、张春林、李杞仪，机械原理第二版,北京: 高等教育出版社,2005。4 左健民，液压与气压传动第4版, 北京: 机械工业出版社,2007。5 崇 凯，机械制造技术基础课程设计指南, 北京: 化学工业出版社,2006。6 孙建东、李春书，机械设计基础, 北京: 清华大学出版社,2007。7 叶挺秀、张伯尧，电工电子学第二版, 北京: 高等教育出版社,2004。8 赵志岗、叶金铎、王燕群，材料力学（中学时）, 北京: 机械工业出版社,2003。9 吴宗泽，机械设计师手册, 北京: 机械工业出版社,2007。10 段京华，汽车维修技术与设备, 北京: 知识产权出版社, 2008.08。11 李春明等，汽车构造, 北京: 北京理工大学出版社, 2005.07。
