【正文】 ………………20……………………………………………………21……………………………22………………………………………………………22…………………………………………………………………………23……………………………………………………………23………………………………………………………………………24……………………………………………………………………25結論…………………………………………………………………………………26致謝…………………………………………………………………………………27參考文獻……………………………………………………………………………29附錄…………………………………………………………………………………30附表清單：表1 電動機參數(shù)表………………………………………………………………… 4表2 常用沖擊氣缸性能和結構參數(shù)表…………………………………………… 6表3工作臺氣缸夾緊與松開控制方式表………………………………………… 14表4常見故障及排除方法表…………………………………………………… 241 緒論 選擇本課題的目的和意義近幾年來，越來越多的消費者開始關注輪胎與汽車駕駛安全性的問題，用戶對輪胎的要求越來越苛刻。眾所周知，輪胎側表面是整個輪胎最脆弱的部分，一旦受損將很難修復，而本課題的研究意義就在于能夠直觀清晰地向消費者展示輪胎側面抵抗外力撞擊的能力。對我國的輪胎企業(yè)來說，美國、歐洲都是最主要的市場。較之現(xiàn)行的《FMVSS119輪胎測試標準》，美國新實行的《FMVSS139輪胎測試標準》主要在以下兩個方面做出了具體規(guī)定：一是安全參數(shù)比現(xiàn)行的標準更加嚴格。對汽車輪胎在低氣壓狀態(tài)下進行的高速試驗，試驗速度由原來的每小時121千米、129千米、137千米分別增加到140千米、150千米、160千米。耐久性試驗里程則達到4080千米。二是在輪胎脫圈、老化、透氣性及道路危險性試驗等方面的要求也較以前嚴格。美國《FMVSS119輪胎測試標準》主要側重于產(chǎn)品性能方面提高了要求，歐盟REACH法案則更側重于環(huán)保要求，相對來說對于中國輪胎企業(yè)影響更大的是美國《FMVSS119輪胎測試標準》。一方面因為歐盟的新標準更側重于原材料的要求，另一方面則是美國的市場地位所決定的。由此看來，為了接軌國際市場，我們更加需要一套嚴謹?shù)妮喬y試系統(tǒng)來詳細的測試輪胎各方面的安全參數(shù)。很多方面我們都有了專業(yè)的測試方法或儀器，比如輪胎壓力測試儀、輪胎簾線測試儀等。但是在側面撞擊試驗這一方面，我們還沒有形成一套專業(yè)的測試方法，更加缺少測試儀器，所以我們必須盡快在這一方面有所突破。本次設計的主要內(nèi)容是對輪胎側面撞擊實驗裝置進行總體的外形、傳動機構、氣壓控制系統(tǒng)、機電控制系統(tǒng)以及安全保護裝置進行全局性、實用性的設計。本次設計的設備是在輪胎拆裝機的基礎上經(jīng)過大量改裝而來，總體外形保持了原輪胎拆裝機的形狀，在此基礎上增加了工作盤轉速可變功能（變頻調(diào)速）、橫臂可沿軸線伸縮并且可繞軸線旋轉功能、沖擊桿與沖擊氣缸連接實現(xiàn)沖擊桿沖擊輪胎功能、立柱可后傾功能、氣動門保護功能等，并簡化了原輪胎拆裝機扒胎鏟拆裝輪胎的功能。通過本次設計誕生的設備將是完全具備實際使用價值的。此設備能夠直觀清晰的向消費者展示輪胎側面抗撞擊的能力，消費者將很容易了解到輪胎質(zhì)量的好壞。、設計方案的擬定本課題設計的是改裝輪胎拆裝機后得到的輪胎側面撞擊試驗裝置，要求工作盤在3080km/h范圍內(nèi)旋轉，撞擊頭應該能在15176。―90176。范圍內(nèi)撞擊輪胎，同時考慮到安全問題，工作盤夾緊機構必須有較大的夾緊力并且裝置必須有完善的安全保護裝置。、本設計研究的內(nèi)容本裝置主要由主機和控制系統(tǒng)組成，管路及電氣裝置聯(lián)系起來組成的一個整體。主機部分由機身、氣壓裝置、電機等組成?？刂撇糠钟蓜恿C構、限程裝置、管路及電氣操作部分組成。各部分結構如下：（1）機身的設計機身由底座、轉盤、立柱、沖擊桿、踏腳控制器、手動控制器等組成。底座為主架，轉盤卡爪裝在底座正上方，立柱在正后方，橫臂用以連接立柱和沖擊桿，腳踏安裝在底座前方，方便操作。（2）夾緊機構的設計車輪在拆裝前應被夾緊在轉盤上，轉盤上安裝由夾緊用的卡爪，考慮到本設計所需的轉盤轉速較大且需要在3080km/h內(nèi)變化，所以卡爪所需的夾緊力較大。（3）動力機構的設計動力機構主要由電機、變頻器、輪盤、汽缸等組成。輪盤的旋轉由電機控制，電機轉向由主令控制器控制，用手旋轉控制器保持電機正轉，輪盤順時針轉動；松開松開手柄，則手柄回位，電機停轉。向相反的方向旋轉手柄，則電機反轉，輪盤逆時針轉動。同時輪盤轉速要可調(diào)，需設計變頻調(diào)速系統(tǒng)來進行控制。（4）撞擊角度控制裝置的設計要求撞擊頭能實現(xiàn)在15176。90176。范圍內(nèi)撞擊輪胎，設計立柱為后傾式并且橫臂能在其軸線方向上旋轉和伸縮。（5）安全保護裝置的設計給裝置設計外殼并且安裝上可以手動控制開與關的門。本次設計的裝置是在原扒胎機的基礎上改裝而來的，總體外形保持了原輪胎拆裝機的形狀，在此基礎上增加了工作盤轉速可變功能（變頻調(diào)速）、橫臂可沿軸線伸縮并且可繞軸線旋轉功能、沖擊桿與沖擊氣缸連接實現(xiàn)沖擊輪胎功能、立柱可后傾功能、氣動門保護功能等?？傮w機身圖如下：圖1：輪胎側面撞擊試驗裝置總體裝配圖 選擇傳動機構類型根據(jù)設計要求，本裝置工作臺轉速要可變。要實現(xiàn)無極調(diào)速有3種方式可以實現(xiàn)，即液壓調(diào)速系統(tǒng)、氣壓調(diào)速系統(tǒng)和電機+變頻器調(diào)速系統(tǒng)。考慮到本設計對氣壓系統(tǒng)應用的較多，調(diào)速系統(tǒng)若選用液壓調(diào)速將增大成本投入與占地面積，而選用氣壓調(diào)速又難以保證工作的穩(wěn)定性，最終選用電動機+變頻器的調(diào)速方式。 電機的選擇由于本拆裝機需要經(jīng)常起動、制動和反轉，并要求有較小的轉動慣量和較強的過載能力。選擇Y系列異步電機。１）工作所需功率PW工作主軸所需功率： 式（1） 主機所需功率Pd： 式（2）式中η為電機至工作主軸的總效率 η=η1η2η3ηn根據(jù)《機械設計基礎》P7表24取值如下聯(lián)軸器η2=本設計需要的工作臺轉速在30~80km/h，即198~530r/min.負載轉矩T=mR2w/2,取輪胎質(zhì)量10kg，工作臺質(zhì)量20kg，經(jīng)過計算，得出T=MPW=則可以算出Pd=由《機械設計手冊》第４０篇《電力傳動》（P４０１3 2）確定電機型號為Y160M4型，其額定轉速為1460r/min,額定功率為11KW。表1：Y160M4型電動機參數(shù)技術數(shù)據(jù)表型號Y160M4額定功率（KW）11滿載轉速（r/min）1460同步轉速（r/min）1500級數(shù)4額定電流（A）額定轉矩（Nm）沖擊氣缸是結構簡單、成本低、耗氣功率較小的新型氣動執(zhí)行元件。它以高速運動著的活塞和活塞桿所存貯的能量, 產(chǎn)生巨大的沖擊力來作功。圖2：沖擊氣缸總體裝備圖 沖擊氣缸結構蓄能缸腔室的大小直接影響沖擊能量的大小、耗氣量和工作頻率。一般蓄能缸的內(nèi)徑選用與活塞直徑相同的尺寸。如果增大蓄能缸的高度, 也即增加蓄能腔容量, 必須同時加大控制回路中的換向閥和管路通徑, 則沖擊能量將會增加, 但同時耗氣量也相應增加, 工作頻率降低。若過分增大蓄能缸的高度, 回路中換向閥和管路通徑不變, 則沖擊能量反而會顯著減小。2 排氣孔和信號孔排氣孔的作用是在沖擊過程開始之前,使活塞上端的環(huán)形腔室中的壓力為大氣壓。當活塞開始沖擊時, 排氣孔關閉, 腔室中的壓縮空氣不向外泄漏。因此需在排氣孔處接一個低壓排氣閥, 如右圖所示。該閥在低壓時 P→0導通排氣， 高壓時關閉P→0通路。調(diào)節(jié)彈簧的預壓縮量可改變關閉時的壓力。 圖3：快速排氣閥3 噴口的大小和形狀若噴口面積太大, 則降低了活塞上的壓力動能, 減小了沖擊能量。但噴口太小, 一旦噴口打開后, 氣流從蓄能腔向無桿腔流動的阻力增大, 也會影響沖擊能量。一般取噴口面積為活塞面積的1/9 , 即噴口直徑d=D/39(D為活塞直徑)。為減小氣流的阻力, 噴口形狀最好做成流線型的。若受加工條件限制, 也可加工成60176。角。4 密封在沖擊氣缸中密封裝置的結構型式直接影響沖擊能量大小。若密封阻力太大, 則沖擊能量大大降低。因此必須認真考慮密封的結構型式, 要求活塞在快速運動中所受的摩擦阻力盡量地小。在保證密封的條件下, 密封圈的預壓縮量盡量選得小些, 如采用O 型密封圈, 預壓縮量取為57% , 活塞、活塞桿及氣缸壁運動配合面的光潔度為▽8~▽9。另外, 供氣回路中要安裝油霧器, 用油霧潤滑, 以減少運動阻力。實際上, 影響沖擊氣缸沖擊能量的因素還有很多。在根據(jù)所需的沖擊功選定沖擊氣缸的缸徑后, 沖擊能量的大小還可以通過改變氣源壓力、,工作行程及控制管路的長短適當加以調(diào)整。一般沖擊氣缸的沖擊功是指氣壓為5kgf/cm2 ，（一般工業(yè)氣源）