轎車輪胎自動拆卸機螺栓旋松裝置的結構設計

王雅慧

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轎車輪胎自動拆卸機螺栓旋松裝置的結構設計

王雅慧

（河南科技學院，河南 新鄉 453003）

文章提出了一種輪胎自動拆卸機的輪胎螺栓旋松裝置，該裝置包括可換扳手、固定板和驅動機構。驅動機構裝設在固定板上，其輸出端與可更換的扳手連接，驅動機構包括輸出軸、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帶動輸出軸在條形滑槽內滑動，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。該結構加工方便，成本低。

螺栓旋松裝置；可換扳手；驅動機構

前言

自2009年至今，我國汽車產銷量連續十年蟬聯全球第一，而我國的汽車后市場尚處于發展階段，汽車維修市場發展尚不完善[1]。目前汽車維修行業輪胎拆卸主要靠人力完成，工作效率低，勞動強度大，作業安全無法保證，因此市場亟需輪胎自動拆卸機[2,3]。由于現有輪胎大小不一，螺栓間的距離也不同，為使輪胎自動拆卸系統可以自動調節扳手間的距離，來應對不同型號輪胎的拆卸問題，需要提供一種可以調節扳手間距離的裝置[4]。文章中的螺栓自動旋松裝置針對以上問題，可以實現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構

該輪胎自動拆卸機的輪胎螺栓旋松裝置，包括扳手、固定板和驅動機構。驅動機構裝設在固定板上，其輸出端與可更換的扳手連接。驅動機構包括輸出軸、輸入軸、萬向連接桿和伸縮桿，伸縮桿裝設在固定板上，輸出軸以伸縮桿為中心呈中心對稱分布，輸出軸均貫穿設置在固定板上開設的發散型條形滑槽內，輸出軸的內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。常見輪胎螺栓數目為5、6或4，本結構適用于不同螺栓數目輪胎，末端的可換扳手可根據螺栓尺寸更換，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—殼體 13—輸入軸 14—離合器

驅動機構位于外殼內，外殼一端開口且罩在固定板上，輸入軸穿設在外殼的另一端端面上，如圖2，這樣既能保護驅動機構，又可保證輸入軸動力傳輸的穩定。

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—殼體 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

當伸縮桿伸縮，在連接桿的作用下會帶動輸出軸在條形滑槽內滑動，從而使若干扳手向外分散或是向內聚攏，來應對輪胎上不同間距的螺栓。輸入軸的動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，都內將輸入軸的動力傳遞給輸出軸，使扳手完成拆卸或安裝輪胎螺栓；伸縮桿通過控制器控制，控制器的反饋信號輸入端連接有判斷扳手是否和螺栓對齊的傳感器，通過控制器和傳感器的反饋信號調整伸縮桿的伸縮距離，從而調整扳手與輪胎螺栓的位置關系，使扳手正好能套在螺栓上，實現自動化控制。

3 驅動機構

驅動機構包括驅動軸、中心齒輪和行星齒輪，行星齒輪均與中心齒輪嚙合，中心齒輪固套在驅動軸上；驅動軸帶動中心齒輪轉動，中心齒輪帶動行星齒輪轉動，行星齒輪將扭力傳遞給輸入軸，這種力的傳遞方式很穩定，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。當齒輪組在外殼外部時，輸出軸僅與外殼轉動配合，不發生相對滑動。在輸出軸調整位置時，萬向桿1和萬向桿2滑動配合后可以調整萬向連接桿的長短，來應對因輸出軸和輸入軸之間距離的變化。兩個萬向桿通過多邊形截面和對應的多邊形孔安裝，滑動配合效果好。輸出軸通過滑塊與條形滑槽滑動配合，滑塊包括滑筒和卡片，滑筒貫穿條形滑槽，兩個卡片分別位于固定板的兩側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，滑塊能保證輸出軸在條形滑槽滑動時的穩定性。

如圖1所示，驅動軸一端的離合裝置位于外殼內，離合裝置包括兩個摩擦片，一個與驅動軸固定連接，另一個與外殼固定連接；當驅動軸向外殼外移動一小段距離，兩個摩擦片扣合，驅動軸帶動外殼轉動，使外殼上的扳手轉動后對準輪胎上的螺栓，此時驅動軸上的中心齒輪與行星齒輪分離；驅動軸反向移動后，摩擦片分離，驅動軸單獨轉動，此時驅動軸上的中心齒輪與行星齒輪嚙合，驅動軸帶動扳手旋松螺栓。在扳手上設有傳感器，傳感器與控制器相連，驅動軸帶動外殼轉動，當扳手與螺栓對準后，驅動軸向外殼內移動一小段距離，摩擦片分離，驅動軸上的中心齒輪與行星齒輪嚙合，驅動軸帶動扳手旋松螺栓。

輸入軸起始工作階段離合裝置扣合，此時驅動軸轉動帶動外殼及外殼內安裝的所有部件運動，調節可換扳手使其與輪胎螺栓角度對應，并配合殼體內機構完成對輪胎螺栓定位；驅動軸前伸，離合裝置分離，中心齒輪與行星齒輪嚙合，此時驅動軸轉動帶動齒輪組轉動，來拆卸或安裝輪胎上不同間距的螺栓。

4 總結

該輪胎螺栓裝置作為小型輪胎自動拆卸機的重要組成部分，能夠通過調整扳手，一次定位輪胎螺栓或螺栓安裝位置，并通過驅動裝置及齒輪組機構，完成輪胎螺栓的快速拆裝。該設計的優點在于：可通過調節每個扳手距離中心的中心距，實現不同中心距螺栓的拆裝；齒輪組傳遞扭力的方式比較平穩；適用于多種螺栓數目及尺寸輪胎的拆裝，適用范圍廣；整體結構簡單，加工方便，成本低。

[1] 丁慶瑋. 廢舊汽車發電機自動化拆解裝置開發[D].青島理工大學,2015.

[2] 王雅慧,寧欣,秦國慶,呂書貝.輪胎自動拆卸機夾緊手臂設計[J].河南科技學院學報(自然科學版),2015(6).

[3] 楊新鳳.便攜式簡易輪胎拆卸裝置設計研究[J].山東工業技術, 2018(5).

[4] 王亮亮,李建松,王松虎,等.汽車輪胎螺栓自動擰緊設備[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，就職于河南科技學院，碩士，研究方向：汽車服務工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.062