【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)的額定沖擊能量。若所使用的氣源壓力改變, 則沖擊氣缸的沖擊能量也相應(yīng)地變化。若氣源壓力增高, 輸出的沖擊能量增加；氣壓降低,輸出的沖擊能量也相應(yīng)減小。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。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。改變從換向閥（主控閥） 到氣缸的控制管路l1 與l2 長(zhǎng)度之比可調(diào)整沖擊氣缸有桿腔排氣和蓄能腔充氣的時(shí)間, 從而使沖擊氣缸獲得最大的動(dòng)能, 一般情況下l1/l2約為1/3。 ,本設(shè)計(jì)所預(yù)定的行駛速度為3080Km/h ，撞擊功T= mv2/2經(jīng)過計(jì)算，撞擊功在45445Tmm范圍內(nèi)，這個(gè)范圍是在汽車輪胎垂直撞擊到物體上并且速度減為0的前提下計(jì)算出的結(jié)果，顯然實(shí)際情況下達(dá)不到這么大的撞擊功。經(jīng)過綜合考慮并保證沖擊工作可靠，選擇缸徑為200mm的沖擊氣缸。表2：常用沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)表 輪胎側(cè)面撞擊試驗(yàn)裝置保護(hù)殼的設(shè)計(jì)由于本裝置工作臺(tái)轉(zhuǎn)速較快，考慮到可能會(huì)發(fā)生安全事故，需要給裝置增加一個(gè)帶有保險(xiǎn)門的保護(hù)殼。它不僅要為輪胎安裝與卸下創(chuàng)造條件, 而且要與整個(gè)裝置的造型相適應(yīng)。保險(xiǎn)門是借鑒外擺式乘客門的設(shè)計(jì)而來。門扇由上、下兩根支撐臂支撐, 通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)使門扇平行移動(dòng), 如圖所示。門關(guān)閉時(shí), 門扇外側(cè)與機(jī)身側(cè)壁保持一致, 無凹陷與縫隙。門打開時(shí), 門扇平行移出車外, 使門置于車門框的外后或外前側(cè),可以方梗地安裝與卸下輪胎。這種門密封性好,門的設(shè)計(jì)與裝置的設(shè)計(jì)能很好的一致起來, 使整個(gè)裝置的造型更加美觀，同時(shí)門是外擺式的，這樣可以節(jié)省內(nèi)部空間是整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)更加緊致。 圖4 外擺式客車門示意圖；；；；；它由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐臂、導(dǎo)向桿、門扇和鎖止機(jī)構(gòu)組成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是外擺式乘客門的動(dòng)力供給部分, 它可由壓縮空氣作為動(dòng)力源, 一也可用可逆電機(jī)作為動(dòng)力源, 通過一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成旋轉(zhuǎn)和鎖閉的驅(qū)動(dòng)功能。支撐臂的作用是支撐門扇并連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu), 與導(dǎo)向桿一起構(gòu)成按一定軌跡運(yùn)動(dòng)的一套連桿機(jī)構(gòu)。鎖止機(jī)構(gòu)的作用是當(dāng)門關(guān)閉時(shí), 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。下圖為外擺式乘客門的運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)圖。圖中AB 為車門關(guān)閉位置,A′B′為車門開啟位置。圖5：外擺式乘客門運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)圖從連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)性能的要求來看, 車門的運(yùn)動(dòng)軌跡最好為平動(dòng), 即從AB位置平移到A′B′的位置。根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律, 車門在移動(dòng)過程中,它們的軌跡均為圓弧。因此,A,B兩點(diǎn)的固定鉸點(diǎn)C,D必定在AB弧和A′B′弧的垂直平分線上且AB∥A′B′，AC=BD。則由ABCD組成的四桿機(jī)構(gòu)可以保證車門的平動(dòng)啟閉。由圖可知, 當(dāng)車門開啟時(shí), 連桿AC繞鉸點(diǎn)C以角速度ω向右擺動(dòng)。由于車門是平動(dòng),所以車門上的任一點(diǎn)軌跡都是等半徑的圓。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(dòng)到A″B″位置時(shí), 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。由圖可知, 在設(shè)計(jì)車門時(shí), 門與門框的間隙至少應(yīng)大于Δ。由于乘客門的厚度T與車身的結(jié)構(gòu)和乘客門本身的剛性有關(guān), 一般來說, t的變化范圍不大, 基本上可以看成定值。一因此, 要改變?chǔ)さ拇笮? 最有效的方法就是調(diào)整支撐臂的安裝角度θ。一般支撐臂安裝角θ可取10176。20176。由于門的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng), 所以門上任意一點(diǎn)都代表了整個(gè)車門的運(yùn)動(dòng)。我們不妨取車門上的A點(diǎn)作為分析的對(duì)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。前面巳經(jīng)說過, 鉸點(diǎn)必在AA′連線的垂直平分線L上。取安裝角為θ, 以A點(diǎn)為中心作一射線AC, 射線AC 與垂直平分線L 的交點(diǎn)即為鉸接點(diǎn)。由此可以算出支撐臂長(zhǎng)為：式（3）式中B——門的寬度 500mmΔB——開門后的殘留寬度50mmT——門的厚度10mmθ——支撐臂安裝角20176。δ——門開啟后，門內(nèi)板到機(jī)身側(cè)壁的距離50mmα——AA′連線與車門處于關(guān)閉位置時(shí)的夾角其中α與B、B、t和δ之間的關(guān)系是： 式（4）則α=176?？傻肦=340mm驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖如右圖所示。它由氣缸、花鍵套、轉(zhuǎn)軸、絲桿螺母副、樞軸和壓緊彈簧等幾部分組成。關(guān)閉車門時(shí), 壓縮空氣從氣缸下部輸人, 排出活塞上部的空氣, 使活塞上移?；钊麠U與驅(qū)動(dòng)軸連接, 驅(qū)動(dòng)軸的上部是一滾珠絲桿, 下部帶有花鍵。驅(qū)動(dòng)軸在矩形花鍵的限制下只能上下移動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng), 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(dòng)支撐臂旋轉(zhuǎn), 從而實(shí)現(xiàn)門的關(guān)閉。而垂直分力可以用來實(shí)現(xiàn)門的鎖閉。為使車門在運(yùn)動(dòng)過程中不至上移, 在驅(qū)動(dòng)管套的上部還裝有一平衡彈簧。因此, 在活塞上移時(shí),門在水平分力的作用下關(guān)閉。當(dāng)門與門框接觸時(shí), 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到限制, 氣缸下部的壓力增加, 產(chǎn)生略超過驅(qū)動(dòng)管套上部平衡彈簧的力,門向上抬起, 閉鎖器互相咬合, 實(shí)現(xiàn)門的閉鎖。開門時(shí), 壓縮空氣從活塞上部輸入, 活塞桿下降,首先整個(gè)門下降, 打開門的閉鎖, 然后開始門的開啟動(dòng)作。將活塞桿上、下部的空氣都排入大氣, 則門可實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)化。 圖6：滾珠絲桿結(jié)構(gòu)圖　　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作為本次設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)，按照集成化、標(biāo)準(zhǔn)化和宜人化的原則進(jìn)行。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(jī)的控制部分都設(shè)計(jì)為腳踏控制的形式。這樣的結(jié)構(gòu)形式存在很多的缺陷。工作部件的正向、反向活動(dòng)都由同一個(gè)踏板來控制，并且踏板的結(jié)構(gòu)形式一樣，在控制的時(shí)候容易出現(xiàn)誤操作的現(xiàn)象，特別是不熟練的工人，需要經(jīng)過比較久的崗前培訓(xùn)方能上崗。操作時(shí)候需要經(jīng)過思考決定下一步的動(dòng)作。由于拆裝機(jī)工作臺(tái)需要頻繁地啟動(dòng)、停轉(zhuǎn)并且有時(shí)要反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)這一功能的可用機(jī)械機(jī)構(gòu)或者電氣控制來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過調(diào)查研究，目前輪胎拆裝機(jī)采用的電機(jī)換向控制器是在專門廠家定做，通用化和模塊化不夠好，并且需要設(shè)計(jì)制造與之相適應(yīng)的踏板結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)性也不夠好。出于機(jī)器本身結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)化的要求，本設(shè)計(jì)采用電氣主令控制器來實(shí)現(xiàn)這一功能。 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(dòng)作圖表，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，選擇規(guī)定的工作方式在主令控制器的指令下，使有電機(jī)動(dòng)作以完成指定的工藝動(dòng)作。設(shè)備采用三相交流50HZ，220V電源，通過變頻器控制電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速、控制正反轉(zhuǎn)等動(dòng)作。如右圖所示，為本裝置電氣原理圖的主電路。三相380交流電通過空氣開關(guān)QF在經(jīng)過接觸器KM1接到變頻器BF的電源輸入端R、S、T上。變頻器輸出變頻電壓(U、V、W)，經(jīng)熱繼電器RJ1接到負(fù)載電動(dòng)機(jī)上?？諝忾_關(guān)起到總電源開關(guān)作用。同時(shí)它還具有短路和過載保護(hù)的作用。一般變頻器的銘牌以它的所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)容量為準(zhǔn)，但實(shí)際的消耗功率應(yīng)大一點(diǎn)，因此空氣開關(guān)QF的選擇應(yīng)按變頻器的容量來選擇。制動(dòng)電阻的作用是，當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)制動(dòng)情況，電動(dòng)機(jī)會(huì)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。這一部分由于電動(dòng)機(jī)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(dòng)電阻，將這部分能量消耗掉。這個(gè)電阻實(shí)際選用時(shí)可以有以下經(jīng)驗(yàn)公式選取：電阻功率： WR=WD 式（5） 式中 WD為電動(dòng)機(jī)功率 則，WR=11=電阻值：R=（6） 則R=實(shí)際選用時(shí)，可按177。10%選用。正反轉(zhuǎn)控制通過FWD、REV、CM的開關(guān)信號(hào)來進(jìn)行。最簡(jiǎn)單的情況可以由普通開關(guān)開控制，本電路通過按鈕控制繼電器KAKA2來進(jìn)行?？傮w電氣控制電路如下圖所示，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了安全問題。由于工作盤轉(zhuǎn)速較快，所以在工作盤氣缸夾緊與電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、沖擊氣缸沖擊運(yùn)動(dòng)、之間使用了連鎖控制，在氣動(dòng)門開啟與工作臺(tái)氣缸松開之間使用了連鎖控制時(shí)在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與氣動(dòng)門開啟之間使用了互鎖控制。與此同時(shí)，同一個(gè)控制閥控制的兩個(gè)動(dòng)作本身也是不能同時(shí)開啟的，這兩個(gè)動(dòng)作要形成互鎖關(guān)系。圖8：電氣控制原理圖控制電路根據(jù)氣壓泵電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特點(diǎn)，即只要有機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，儲(chǔ)氣罐里的氣量就會(huì)消耗，此時(shí)就需要?dú)鈮罕秒妱?dòng)機(jī)及時(shí)啟動(dòng)供氣，因此，給氣壓泵電機(jī)的啟動(dòng)設(shè)計(jì)了多點(diǎn)控制，如圖：圖9 氣壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式示意圖。，短路保護(hù)是采用空氣開關(guān)。，用戶應(yīng)按照要求接上總地線?？傮w氣壓系統(tǒng)原理控制圖如下：圖10：裝置氣壓系統(tǒng)控制原理圖如圖所示，整個(gè)氣壓系統(tǒng)共有4條支路，分別為沖擊氣缸回路、工作臺(tái)夾緊氣缸回路、立柱后傾氣動(dòng)控制和氣動(dòng)門開關(guān)控制。同時(shí)，為了減少各個(gè)支路之間的影響，在每個(gè)支路加了一個(gè)單向閥。 為了操作工能準(zhǔn)確地使工作臺(tái)氣缸夾緊輪胎，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(shí)候能處于停止?fàn)顟B(tài)并夾緊輪胎，所以采用的是中位常閉式。圖形符號(hào)：可以看出，腳踏有三個(gè)工作位置，其動(dòng)作說明如下：表3：工作臺(tái)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(shí)手柄氣缸不動(dòng)腳踏角度下推氣缸頂出夾緊同時(shí)，由于氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲。噪聲的強(qiáng)弱隨排氣的速度、排氣量和空氣通道的形狀而變化。排氣的速度和功率越