【正文】 　　　　　式（10）I = k Is 式（11）式中，Pn——負載所要求的電動機的軸輸出額定功率η——電動機額定負載時的效率cosσ——電動機額定負載時的功率因素，In——電動機額定電流（有效值）k——電流波形修正系數(shù)，~P ——變頻器的額定容量I ——變頻器的額定電流代入數(shù)據(jù)，可得P≥ I ≥根據(jù)上述計算出的變頻器容量可選擇出變頻器的型號，經(jīng)過綜合考慮，選擇ACS400系列通用變頻器的ACS4010030型。即在前端蓋設(shè)計兩個軸耳通過螺栓組和箱體的加強板連接。V≥氣缸活塞桿的確定，按照機器結(jié)構(gòu)，并參照表１３４《活塞桿直徑系列》選用氣缸活塞桿直徑２０mm由《液壓傳動與氣壓傳動》P３２１公式（１３４）　　　　　　　　　　　　 式（9）式中　F取10000N；　工作壓力P＝１MPa；由表１３２查得＝；　　　d＝２０mm。 圖11：沖擊氣缸控制回路 為了操作工能準(zhǔn)確地使氣動門氣缸活塞桿實現(xiàn)雙向運動和操作方便。采用QSR5系列腳踏式三位五通閥，由于要使氣缸在控制閥不發(fā)出指令的時候能處于停止?fàn)顟B(tài)并控制立柱保持垂直狀態(tài)，所以采用的是中位常閉式。本次設(shè)計的大氣缸選用鑄鐵HT150，根據(jù)表確定氣缸壁厚為10mm。噪聲的強弱隨排氣的速度、排氣量和空氣通道的形狀而變化。圖8：電氣控制原理圖控制電路根據(jù)氣壓泵電動機的啟動特點，即只要有機構(gòu)運動，儲氣罐里的氣量就會消耗，此時就需要氣壓泵電動機及時啟動供氣，因此，給氣壓泵電機的啟動設(shè)計了多點控制，如圖：圖9 氣壓泵電動機啟動方式示意圖。這一部分由于電動機回輸能量造 成的高壓經(jīng)過電子開關(guān)接制 圖7：電氣控制主電路圖動電阻，將這部分能量消耗掉。設(shè)備采用三相交流50HZ，220V電源，通過變頻器控制電動機輸出轉(zhuǎn)速、控制正反轉(zhuǎn)等動作。經(jīng)過在各汽車維修店的調(diào)查，目前不同廠家生產(chǎn)的各種類型的輪胎拆裝機的控制部分都設(shè)計為腳踏控制的形式。驅(qū)動軸在矩形花鍵的限制下只能上下移動而不能轉(zhuǎn)動, 而滾珠絲桿副產(chǎn)生的水平分力產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩, 使轉(zhuǎn)軸帶動支撐臂旋轉(zhuǎn), 從而實現(xiàn)門的關(guān)閉。前面巳經(jīng)說過, 鉸點必在AA′連線的垂直平分線L上。保證車門能平移開啟的極限條件是當(dāng)車門從關(guān)閉AB位置移動到A″B″位置時, 車門在y座標(biāo)上的位移為車門厚度t, 而在x座標(biāo)上的位移為Δ。下圖為外擺式乘客門的運動分析簡圖。門扇由上、下兩根支撐臂支撐, 通過轉(zhuǎn)軸帶動使門扇平行移動, 如圖所示。要求調(diào)整工作行程, 使活塞桿的位移在沖擊氣缸釋放最大能量范圍里作功。在保證密封的條件下, 密封圈的預(yù)壓縮量盡量選得小些, 如采用O 型密封圈, 預(yù)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。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。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(yīng)增加, 工作頻率降低。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)。向相反的方向旋轉(zhuǎn)手柄，則電機反轉(zhuǎn)，輪盤逆時針轉(zhuǎn)動。、本設(shè)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。但是在側(cè)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。較之現(xiàn)行的《FMVSS119輪胎測試標(biāo)準(zhǔn)》，美國新實行的《FMVSS139輪胎測試標(biāo)準(zhǔn)》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(biāo)準(zhǔn)更加嚴格。設(shè)計中充分考慮到現(xiàn)有普通輪胎拆裝機的狀況，基本保持了原輪胎拆裝機的功能并兼顧了原有扒胎機設(shè)備的一些性能，增加了工作盤轉(zhuǎn)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(zhuǎn)功能、沖擊桿沖擊輪胎側(cè)面功能、立柱可后傾功能、氣動門保護功能等。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文)輪胎側(cè)面撞擊試驗裝置機電系統(tǒng)設(shè)計Electromechanical system design oftires side impact test device畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要輪胎側(cè)面撞擊試驗裝置機電系統(tǒng)設(shè)計摘 要：近幾年來，越來越多的消費者開始關(guān)注輪胎與汽車駕駛安全性問題。本次設(shè)計的主要內(nèi)容是對輪胎側(cè)面撞擊實驗裝置的總體的布局、傳動機構(gòu)方案比較、氣壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及安全保護系統(tǒng)的分析和設(shè)計。對我國的輪胎企業(yè)來說，美國、歐洲都是最主要的市場。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。范圍內(nèi)撞擊輪胎，同時考慮到安全問題，工作盤夾緊機構(gòu)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。輪盤的旋轉(zhuǎn)由電機控制，電機轉(zhuǎn)向由主令控制器控制，用手旋轉(zhuǎn)控制器保持電機正轉(zhuǎn)，輪盤順時針轉(zhuǎn)動；松開松開手柄，則手柄回位，電機停轉(zhuǎn)?？傮w機身圖如下：圖1：輪胎側(cè)面撞擊試驗裝置總體裝配圖 選擇傳動機構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計要求，本裝置工作臺轉(zhuǎn)速要可變。一般蓄能缸的內(nèi)徑選用與活塞直徑相同的尺寸。 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。因此必須認真考慮密封的結(jié)構(gòu)型式, 要求活塞在快速運動中所受的摩擦阻力盡量地小。工作行程是指沖擊氣缸的錘頭在打擊工件前, 活塞桿所走過的位移。保險門是借鑒外擺式乘客門的設(shè)計而來。鎖止機構(gòu)的作用是當(dāng)門關(guān)閉時, 將門鎖止定位, 以防止在裝置工作過程中門的擺振或自行開啟。由于車門是平動,所以車門上的任一點軌跡都是等半徑的圓。我們不妨取車門上的A點作為分析的對象，如右圖中AB為乘客門的關(guān)閉位置, A′B′為門的開啟位置?；钊麠U與驅(qū)動軸連接, 驅(qū)動軸的上部是一滾珠絲桿, 下部帶有花鍵。 圖6：滾珠絲桿結(jié)構(gòu)圖　　控制系統(tǒng)的設(shè)計作為本次設(shè)計的一個重點，按照集成化、標(biāo)準(zhǔn)化和宜人化的原則進行。 電路系統(tǒng)的組成由于電氣系統(tǒng)的任務(wù)是按照電氣系統(tǒng)規(guī)定的動作圖表，驅(qū)動電動機，選擇規(guī)定的工作方式在主令控制器的指令下，使有電機動作以完成指定的工藝動作。制動電阻的作用是，當(dāng)電動機出現(xiàn)制動情況，電動機會有一部分能量回輸?shù)阶冾l器內(nèi)部來，造成變頻器的主電路中的直流環(huán)節(jié)的直流電壓上升。與此同時，同一個控制閥控制的兩個動作本身也是不能同時開啟的，這兩個動作要形成互鎖關(guān)系。圖形符號：可以看出，腳踏有三個工作位置，其動作說明如下：表3：工作臺夾緊與松開控制表腳踏角度上推氣缸收回松開開不施力時手柄氣缸不動腳踏角度下推氣缸頂出夾緊同時，由于氣缸、氣閥等工作時排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會產(chǎn)生刺耳的噪聲。由于d/D=～，故d=（～）D=（～）100=16~40mm，取d=30mm。為了操作工能準(zhǔn)確地使裝置立柱進行后傾動作和操作方便并且更加利于自動化。當(dāng)電磁換向閥得電，沖擊氣缸下腔由快速排氣閥通大氣，同時換向閥在氣壓工作下切換，氣罐內(nèi)的壓縮空氣直接進入沖擊氣缸，使活塞以極高的速度運動，活塞將所具有的動能轉(zhuǎn)化為很大的沖擊力輸出，減壓閥用于調(diào)節(jié)沖擊力的大小。圖13：儲氣罐示意圖當(dāng)空壓機或外部管網(wǎng)突然停止供氣，僅靠氣罐中的壓縮空氣維持氣動系統(tǒng)工作一定時間，則氣罐容積V的計算式為：V≥ 式（8）其中：Pa——大氣壓力，Pa=，q max——氣動系統(tǒng)的最大耗氣量，取 6L/min，p1——突然停電時氣罐內(nèi)的壓力，取5MPa，p2——氣壓系統(tǒng)允許的最低工作壓力，取1MPa，t——停電后應(yīng)維持氣動系統(tǒng)正常工作的時間，取10min?！榱朔乐拱惭b在機器箱體上造成應(yīng)力過大，要將氣缸與加強板連接，并且在大氣缸工作時候會有一定的繞軸擺動，所以大氣缸的安裝形式為前端軸梢式。經(jīng)過分析，本裝置屬于恒功率型負載，應(yīng)采用矢量控制型變頻器。為了使變頻器和電動機能運行在最佳狀態(tài)，必須對變頻器的運行頻率和功能進行設(shè)定。根據(jù)要求，橫臂要能夠在其軸線方向上伸縮同時還要能繞軸線進行旋轉(zhuǎn)運動。當(dāng)水和雜質(zhì)累積量超過紅線標(biāo)志時，旋開下面的放水鈕然后用手指上壓以將水和雜物排出。（2）車間內(nèi)部干線管道應(yīng)沿墻或沿柱子方向向下傾斜3176。（6）如遇管道較長，可在靠近用氣點的供氣管道安裝一個適當(dāng)?shù)馁A氣罐，以滿足大的間斷供氣量，避免過大的壓降。（2）保持橫擺臂連接處的干凈，定期潤滑，使其能夠推拉順暢。(2)機器在工作過程中不應(yīng)進行修理或檢修。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我深深地體會到嚴謹、認真、仔細、有耐心是一個機械工程設(shè)計人員必須具備的素質(zhì)。這些都會使自己的將來的學(xué)習(xí)和工作受益非淺。大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的老師和同學(xué)們表達我由衷的