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1、1 绪论1.1 选择本课题的目的和意义 1：现实意义随着我国经济实力和人民生活水平的提高，汽车不再成为极少数达官贵人的专利，而是离我们的生活越来越近。汽车行业的发展给汽车维修保养行业带来了新的发展机会，也对其提出了更高的要求。据有关资料显示，高速路事故90是由轮胎引起的，作为最为重要的汽车易损件之一的轮胎的保养维修显得犹为重要。在维修轮胎的时候，一般都要把其拆解。传统的做法是用撬杠直接把外胎撬开，这种方法既费时费力又会对轮胎造成损伤。因此，研究一种自动化程度高且安全可靠的轮胎拆装机，对于改善汽车维修行业工作条件具有现实意义。本课题设计生产的机器快速车轮拆装机兼拆胎，装胎一体，其主要工作为卡爪和
2、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。这是又于气压系统相对于其他机械系统来说具有结构简单，易制造以及容易实现自锁等优点，并且，可以简单地把充气功能附加上去。拆装机主要由机械动力系统、气压系统以及控制系统组成。如何使机械的结构合理分配是影响到拆装机的性能的主要原因。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。2：理论意义：带动设计相关行业的发展，如气缸，电机，蜗轮蜗杆，换向阀，主令控制器等。使机械传动技术和电气控制系统技术往快速、自动化、人性化的方面发展1.2：车轮拆装机的现状及发展
3、趋势1.2.1现状： 随着汽车维修行业的发展，车轮拆装机的需求量也在增加。但我国的拆装机和发达国家相比还存在着巨大的差距，主要表现为产品可靠性差，寿命短，性能不够稳定，故障多；自动化水平低，有些设备至今还采用手工操作，操作费力；品种不全，更新慢，技术含量低，附加价值率低。1.2.2趋势： 随着电子技术和液压技术的发展与推广，拆装机的技术水平也正在迅速地提高。当前拆装机的发展水平和趋势具体表现在一下几个方面。(1)系列化。严格遵从意大利轮胎拆装机中大系列规范。工作盘装夹范围从10 in26 in，能够覆盖规定车型的任意扁平比的所有轮胎。(2)模块化。辅助臂，工作盘，打气表，鸟头，快速充气装置及其
4、他附件可以实现多种模块组合搭配，更换灵活方便，予留有较大的升级空间，满足不同用户的不同需求。(3)自动化：1)在轮胎拆装过程中，模拟轮胎在拆装过程的脱胎和装胎力学模型，既保证了不会造成撕裂轮胎，又避免了拆装臂在自由状态受力反弹造成人身伤害提高了使用安全性。2)压胎轮和压胎块根据轮胎大小可在不同位置自动锁紧，操作高效方便且性能可靠。(3)控制系统的发展目前国内外的车轮拆装机的控制系统一般都是利用换向开关和气压换向阀来实现，其发展趋势是简单化、智能化。(4) 气压系统的集成化随着电气化控制系统集成化的推广和完善，以及气压技术的进步，气压系统的集成化也得到了迅速发展。近十年来相继发展了板式集成、块式
5、集成和插装集成等多种形式，而其中插装集成系统将会得到更广泛的应用。(5)气压机的宜人化随着拆装机的自动化，限制噪声和振动，防止环境污染消除人身事故、保证拆装机安全可靠地进行生产就更为重要了。为此，许多国家都制订了有关轮胎保养维护的安全标准与法律。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1.4.1、拆装机的结构设计拟定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
6、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：（1）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。（2）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，主连杆的另一端与三角转盘连
7、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。（4）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。 （5）拆装头的设计 拆装头是拆装机实现拆装轮胎的一个重要部件，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。6、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
8、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。（1） 安装 a: 拆装机安装定位及其它防水措施与通风设施的设计。 b: 拆装机安装顺序的设计。（2） 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。我过八是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
9、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。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
10、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
11、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2.1.1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，各拆装动作的速度。第五，机器外形尺寸，总功率和总重量。2.1.2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
12、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
13、、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： 800N.m 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 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： 拆装机外观图由图可看出，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。动力系统几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。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
