【文章內容簡介】 時的額定沖擊能量。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 長度之比可調整沖擊氣缸有桿腔排氣和蓄能腔充氣的時間, 從而使沖擊氣缸獲得最大的動能, 一般情況下l1/l2約為1/3。 ,本設計所預定的行駛速度為3080Km/h ，撞擊功T= mv2/2經(jīng)過計算，撞擊功在45445Tmm范圍內，這個范圍是在汽車輪胎垂直撞擊到物體上并且速度減為0的前提下計算出的結果，顯然實際情況下達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：常用沖擊氣缸的結構和性能參數(shù)表 輪胎側面撞擊試驗裝置保護殼的設計由于本裝置工作臺轉速較快，考慮到可能會發(fā)生安全事故，需要給裝置增加一個帶有保險門的保護殼。它不僅要為輪胎安裝與卸下創(chuàng)造條件, 而且要與整個裝置的造型相適應。保險門是借鑒外擺式乘客門的設計而來。門扇由上、下兩根支撐臂支撐, 通過轉軸帶動使門扇平行移動, 如圖所示。門關閉時, 門扇外側與機身側壁保持一致, 無凹陷與縫隙。門打開時, 門扇平行移出車外, 使門置于車門框的外后或外前側,可以方梗地安裝與卸下輪胎。這種門密封性好,門的設計與裝置的設計能很好的一致起來, 使整個裝置的造型更加美觀，同時門是外擺式的，這樣可以節(jié)省內部空間是整個裝置結構更加緊致。 圖4 外擺式客車門示意圖；；；；；它由驅動機構、支撐臂、導向桿、門扇和鎖止機構組成。驅動機構是外擺式乘客門的動力供給部分, 它可由壓縮空氣作為動力源, 一也可用可逆電機作為動力源, 通過一套機械傳動機構完成旋轉和鎖閉的驅動功能。支撐臂的作用是支撐門扇并連接驅動機構, 與導向桿一起構成按一定軌跡運動的一套連桿機構。鎖止機構的作用是當門關閉時, 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。下圖為外擺式乘客門的運動分析簡圖。圖中AB 為車門關閉位置,A′B′為車門開啟位置。圖5：外擺式乘客門運動分析簡圖從連桿機構的設計及運動性能的要求來看, 車門的運動軌跡最好為平動, 即從AB位置平移到A′B′的位置。根據(jù)四桿機構的運動規(guī)律, 車門在移動過程中,它們的軌跡均為圓弧。因此,A,B兩點的固定鉸點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組成的四桿機構可以保證車門的平動啟閉。由圖可知, 當車門開啟時, 連桿AC繞鉸點C以角速度ω向右擺動。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。保證車門能平移開啟的極限條件是當車門從關閉AB位置移動到A″B″位置時, 車門在y座標上的位移為車門厚度t, 而在x座標上的位移為Δ。由圖可知, 在設計車門時, 門與門框的間隙至少應大于Δ。由于乘客門的厚度T與車身的結構和乘客門本身的剛性有關, 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Δ的大小, 最有效的方法就是調整支撐臂的安裝角度θ。一般支撐臂安裝角θ可取10176。20176。由于門的運動是平動, 所以門上任意一點都代表了整個車門的運動。我們不妨取車門上的A點作為分析的對象，如右圖中AB為乘客門的關閉位置, A′B′為門的開啟位置。前面巳經(jīng)說過, 鉸點必在AA′連線的垂直平分線L上。取安裝角為θ, 以A點為中心作一射線AC, 射線AC 與垂直平分線L 的交點即為鉸接點。由此可以算出支撐臂長為：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，門內板到機身側壁的距離50mmα——AA′連線與車門處于關閉位置時的夾角其中α與B、B、t和δ之間的關系是： 式（4）則α=176?？傻肦=340mm驅動機構的簡圖如右圖所示。它由氣缸、花鍵套、轉軸、絲桿螺母副、樞軸和壓緊彈簧等幾部分組成。關閉車門時, 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與驅動軸連接, 驅動軸的上部是一滾珠絲桿, 下部帶有花鍵。驅動軸在矩形花鍵的限制下只能上下移動而不能轉動, 而滾珠絲桿副產生的水平分力產生一轉矩, 使轉軸帶動支撐臂旋轉, 從而實現(xiàn)門的關閉。而垂直分力可以用來實現(xiàn)門的鎖閉。為使車門在運動過程中不至上移, 在驅動管套的上部還裝有一平衡彈簧。因此, 在活塞上移時,門在水平分力的作用下關閉。當門與門框接觸時, 旋轉運動受到限制, 氣缸下部的壓力增加, 產生略超過驅動管套上部平衡彈簧的力,門向上抬起, 閉鎖器互相咬合, 實現(xiàn)門的閉鎖。開門時, 壓縮空氣從活塞上部輸入, 活塞桿下降,首先整個門下降, 打開門的閉鎖, 然后開始門的開啟動作。將活塞桿上、下部的空氣都排入大氣, 則門可實現(xiàn)氣動化。 圖6：滾珠絲桿結構圖　　控制系統(tǒng)的設計作為本次設計的一個重點，按照集成化、標準化和宜人化的原則進行。經(jīng)過在各汽車維修店的調查，目前不同廠家生產的各種類型的輪胎拆裝機的控制部分都設計為腳踏控制的形式。這樣的結構形式存在很多的缺陷。工作部件的正向、反向活動都由同一個踏板來控制，并且踏板的結構形式一樣，在控制的時候容易出現(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方能上崗。操作時候需要經(jīng)過思考決定下一步的動作。由于拆裝機工作臺需要頻繁地啟動、停轉并且有時要反轉，實現(xiàn)這一功能的可用機械機構或者電氣控制來實現(xiàn)。經(jīng)過調查研究，目前輪胎拆裝機采用的電機換向控制器是在專門廠家定做，通用化和模塊化不夠好，并且需要設計制造與之相適應的踏板結構，經(jīng)濟性也不夠好。出于機器本身結構和經(jīng)濟化的要求，本設計采用電氣主令控制器來實現(xiàn)這一功能。 電路系統(tǒng)的組成由于電氣系統(tǒng)的任務是按照電氣系統(tǒng)規(guī)定的動作圖表，驅動電動機，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。設備采用三相交流50HZ，220V電源，通過變頻器控制電動機輸出轉速、控制正反轉等動作。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接到負載電動機上?？諝忾_關起到總電源開關作用。同時它還具有短路和過載保護的作用。一般變頻器的銘牌以它的所驅動的電動機容量為準，但實際的消耗功率應大一點，因此空氣開關QF的選擇應按變頻器的容量來選擇。制動電阻的作用是，當電動機出現(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。這一部分由于電動機回輸能量造 成的高壓經(jīng)過電子開關接制 圖7：電氣控制主電路圖動電阻，將這部分能量消耗掉。這個電阻實際選用時可以有以下經(jīng)驗公式選取：電阻功率： WR=WD 式（5） 式中 WD為電動機功率 則，WR=11=電阻值：R=（6） 則R=實際選用時，可按177。10%選用。正反轉控制通過FWD、REV、CM的開關信號來進行。最簡單的情況可以由普通開關開控制，本電路通過按鈕控制繼電器KAKA2來進行?？傮w電氣控制電路如下圖所示，電氣控制系統(tǒng)設計時充分考慮到了安全問題。由于工作盤轉速較快，所以在工作盤氣缸夾緊與電動機啟動、沖擊氣缸沖擊運動、之間使用了連鎖控制，在氣動門開啟與工作臺氣缸松開之間使用了連鎖控制時在電動機啟動與氣動門開啟之間使用了互鎖控制。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系。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計了多點控制，如圖：圖9 氣壓泵電動機啟動方式示意圖。，短路保護是采用空氣開關。，用戶應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，整個氣壓系統(tǒng)共有4條支路，分別為沖擊氣缸回路、工作臺夾緊氣缸回路、立柱后傾氣動控制和氣動門開關控制。同時，為了減少各個支路之間的影響，在每個支路加了一個單向閥。 為了操作工能準確地使工作臺氣缸夾緊輪胎，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)出指令的時候能處于停止狀態(tài)并夾緊輪胎，所以采用的是中位常閉式。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，會產生刺耳的噪聲。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。排氣的速度和功率越