王雅慧

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轎車輪胎自動(dòng)拆卸機(jī)螺栓旋松裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王雅慧

（河南科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

文章提出了一種輪胎自動(dòng)拆卸機(jī)的輪胎螺栓旋松裝置，該裝置包括可換扳手、固定板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝設(shè)在固定板上，其輸出端與可更換的扳手連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括輸出軸、輸入軸、萬向連接桿和伸縮桿。伸縮桿伸縮，在連接桿的作用下會(huì)帶動(dòng)輸出軸在條形滑槽內(nèi)滑動(dòng)，從而使若干扳手分散或是聚攏，來拆卸或安裝輪胎上不同間距的螺栓。該結(jié)構(gòu)加工方便，成本低。

螺栓旋松裝置；可換扳手；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

前言

自2009年至今，我國(guó)汽車產(chǎn)銷量連續(xù)十年蟬聯(lián)全球第一，而我國(guó)的汽車后市場(chǎng)尚處于發(fā)展階段，汽車維修市場(chǎng)發(fā)展尚不完善[1]。目前汽車維修行業(yè)輪胎拆卸主要靠人力完成，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)安全無法保證，因此市場(chǎng)亟需輪胎自動(dòng)拆卸機(jī)[2,3]。由于現(xiàn)有輪胎大小不一，螺栓間的距離也不同，為使輪胎自動(dòng)拆卸系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)扳手間的距離，來應(yīng)對(duì)不同型號(hào)輪胎的拆卸問題，需要提供一種可以調(diào)節(jié)扳手間距離的裝置[4]。文章中的螺栓自動(dòng)旋松裝置針對(duì)以上問題，可以實(shí)現(xiàn)拆卸和安裝不同間距螺栓的功能，取代人力，快捷安全。

1 輪胎螺栓旋松裝置的結(jié)構(gòu)

該輪胎自動(dòng)拆卸機(jī)的輪胎螺栓旋松裝置，包括扳手、固定板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝設(shè)在固定板上，其輸出端與可更換的扳手連接。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括輸出軸、輸入軸、萬向連接桿和伸縮桿，伸縮桿裝設(shè)在固定板上，輸出軸以伸縮桿為中心呈中心對(duì)稱分布，輸出軸均貫穿設(shè)置在固定板上開設(shè)的發(fā)散型條形滑槽內(nèi)，輸出軸的內(nèi)端通過萬向連接桿與輸入軸連接；伸縮桿和輸出軸通過連接桿鉸接，如圖1。常見輪胎螺栓數(shù)目為5、6或4，本結(jié)構(gòu)適用于不同螺栓數(shù)目輪胎，末端的可換扳手可根據(jù)螺栓尺寸更換，滿足不同間距，不同尺寸輪胎螺栓的拆裝。

圖1 輪胎螺栓旋松裝置（5螺栓）

1--固定板 2—伸縮桿 3—扳手 4—連接桿 5—中心齒輪6—行星齒輪 7—輸入軸 8—萬向桿1 9—萬向桿2 10—滑塊11—滑槽 12—?dú)んw 13—輸入軸 14—離合器

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于外殼內(nèi)，外殼一端開口且罩在固定板上，輸入軸穿設(shè)在外殼的另一端端面上，如圖2，這樣既能保護(hù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，又可保證輸入軸動(dòng)力傳輸?shù)姆€(wěn)定。

圖2 帶有殼體的輪胎螺栓旋松裝置（5螺栓）

1—固定板 2—滑片 3—扳手 4—?dú)んw 5—滑槽6—行星齒輪 7—中心齒輪

2 輪胎螺栓旋松裝置的工作原理

當(dāng)伸縮桿伸縮，在連接桿的作用下會(huì)帶動(dòng)輸出軸在條形滑槽內(nèi)滑動(dòng)，從而使若干扳手向外分散或是向內(nèi)聚攏，來應(yīng)對(duì)輪胎上不同間距的螺栓。輸入軸的動(dòng)力輸入通過萬向連接桿傳遞到輸出軸上，萬向連接桿保證輸出軸無論是在什么位置，都內(nèi)將輸入軸的動(dòng)力傳遞給輸出軸，使扳手完成拆卸或安裝輪胎螺栓；伸縮桿通過控制器控制，控制器的反饋信號(hào)輸入端連接有判斷扳手是否和螺栓對(duì)齊的傳感器，通過控制器和傳感器的反饋信號(hào)調(diào)整伸縮桿的伸縮距離，從而調(diào)整扳手與輪胎螺栓的位置關(guān)系，使扳手正好能套在螺栓上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)軸、中心齒輪和行星齒輪，行星齒輪均與中心齒輪嚙合，中心齒輪固套在驅(qū)動(dòng)軸上；驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)中心齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，中心齒輪帶動(dòng)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪將扭力傳遞給輸入軸，這種力的傳遞方式很穩(wěn)定，而且給輸入軸提供的扭力也很大，便于拆卸和安裝輪胎螺栓。當(dāng)齒輪組在外殼外部時(shí)，輸出軸僅與外殼轉(zhuǎn)動(dòng)配合，不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。在輸出軸調(diào)整位置時(shí)，萬向桿1和萬向桿2滑動(dòng)配合后可以調(diào)整萬向連接桿的長(zhǎng)短，來應(yīng)對(duì)因輸出軸和輸入軸之間距離的變化。兩個(gè)萬向桿通過多邊形截面和對(duì)應(yīng)的多邊形孔安裝，滑動(dòng)配合效果好。輸出軸通過滑塊與條形滑槽滑動(dòng)配合，滑塊包括滑筒和卡片，滑筒貫穿條形滑槽，兩個(gè)卡片分別位于固定板的兩側(cè)且橫跨在條形滑槽上，并固定在滑筒上，輸出軸活套在滑筒內(nèi)，滑塊能保證輸出軸在條形滑槽滑動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。

如圖1所示，驅(qū)動(dòng)軸一端的離合裝置位于外殼內(nèi)，離合裝置包括兩個(gè)摩擦片，一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸固定連接，另一個(gè)與外殼固定連接；當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸向外殼外移動(dòng)一小段距離，兩個(gè)摩擦片扣合，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，使外殼上的扳手轉(zhuǎn)動(dòng)后對(duì)準(zhǔn)輪胎上的螺栓，此時(shí)驅(qū)動(dòng)軸上的中心齒輪與行星齒輪分離；驅(qū)動(dòng)軸反向移動(dòng)后，摩擦片分離，驅(qū)動(dòng)軸單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)軸上的中心齒輪與行星齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)扳手旋松螺栓。在扳手上設(shè)有傳感器，傳感器與控制器相連，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)扳手與螺栓對(duì)準(zhǔn)后，驅(qū)動(dòng)軸向外殼內(nèi)移動(dòng)一小段距離，摩擦片分離，驅(qū)動(dòng)軸上的中心齒輪與行星齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)扳手旋松螺栓。

輸入軸起始工作階段離合裝置扣合，此時(shí)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)外殼及外殼內(nèi)安裝的所有部件運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)可換扳手使其與輪胎螺栓角度對(duì)應(yīng)，并配合殼體內(nèi)機(jī)構(gòu)完成對(duì)輪胎螺栓定位；驅(qū)動(dòng)軸前伸，離合裝置分離，中心齒輪與行星齒輪嚙合，此時(shí)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，來拆卸或安裝輪胎上不同間距的螺栓。

4 總結(jié)

該輪胎螺栓裝置作為小型輪胎自動(dòng)拆卸機(jī)的重要組成部分，能夠通過調(diào)整扳手，一次定位輪胎螺栓或螺栓安裝位置，并通過驅(qū)動(dòng)裝置及齒輪組機(jī)構(gòu)，完成輪胎螺栓的快速拆裝。該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于：可通過調(diào)節(jié)每個(gè)扳手距離中心的中心距，實(shí)現(xiàn)不同中心距螺栓的拆裝；齒輪組傳遞扭力的方式比較平穩(wěn)；適用于多種螺栓數(shù)目及尺寸輪胎的拆裝，適用范圍廣；整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成本低。

[1] 丁慶瑋. 廢舊汽車發(fā)電機(jī)自動(dòng)化拆解裝置開發(fā)[D].青島理工大學(xué),2015.

[2] 王雅慧,寧欣,秦國(guó)慶,呂書貝.輪胎自動(dòng)拆卸機(jī)夾緊手臂設(shè)計(jì)[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015(6).

[3] 楊新鳳.便攜式簡(jiǎn)易輪胎拆卸裝置設(shè)計(jì)研究[J].山東工業(yè)技術(shù), 2018(5).

[4] 王亮亮,李建松,王松虎,等.汽車輪胎螺栓自動(dòng)擰緊設(shè)備[J].汽車工程師,2014(7).

Structural Design of Bolt loosening device for a car Tire automaticdisassembly Machine

Wang Yahui

( Henan Institute of Science and Technology, Henan Xinxiang 453003 )

A bolt loosening device, including a replaceable wrench, a fixed plate and a driving mechanism, for car Tire auto -matic disassembly Machine is proposed. The driving mechanism, in which an output end is connected with the replaceable wrench, including an output shaft, an input shaft, a universal connecting rod and a telescopic rod, is installed on the fixed plate.The telescopic rod will drive the output shaft to slide in the strip chute as it stretched under the action of the connecting rod, so that the wrenches will disperse or gathered to disassemble or install bolts of different spacing on the tire. The structure is convenient to process and low in cost.

bolt loosening device; replaceable wrench;driving mechanism

A

1671-7988(2018)22-173-02

U462

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1671-7988(2018)22-173-02

U462

王雅慧，就職于河南科技學(xué)院，碩士，研究方向：汽車服務(wù)工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.062