轿车轮胎自动拆卸机螺栓旋松装置的结构设计

王雅慧



轿车轮胎自动拆卸机螺栓旋松装置的结构设计

王雅慧

（河南科技学院，河南 新乡 453003）

文章提出了一种轮胎自动拆卸机的轮胎螺栓旋松装置，该装置包括可换扳手、固定板和驱动机构。驱动机构装设在固定板上，其输出端与可更换的扳手连接，驱动机构包括输出轴、输入轴、万向连接杆和伸缩杆。伸缩杆伸缩，在连接杆的作用下会带动输出轴在条形滑槽内滑动，从而使若干扳手分散或是聚拢，来拆卸或安装轮胎上不同间距的螺栓。该结构加工方便，成本低。

螺栓旋松装置；可换扳手；驱动机构

前言

自2009年至今，我国汽车产销量连续十年蝉联全球第一，而我国的汽车后市场尚处于发展阶段，汽车维修市场发展尚不完善[1]。目前汽车维修行业轮胎拆卸主要靠人力完成，工作效率低，劳动强度大，作业安全无法保证，因此市场亟需轮胎自动拆卸机[2,3]。由于现有轮胎大小不一，螺栓间的距离也不同，为使轮胎自动拆卸系统可以自动调节扳手间的距离，来应对不同型号轮胎的拆卸问题，需要提供一种可以调节扳手间距离的装置[4]。文章中的螺栓自动旋松装置针对以上问题，可以实现拆卸和安装不同间距螺栓的功能，取代人力，快捷安全。

1 轮胎螺栓旋松装置的结构

该轮胎自动拆卸机的轮胎螺栓旋松装置，包括扳手、固定板和驱动机构。驱动机构装设在固定板上，其输出端与可更换的扳手连接。驱动机构包括输出轴、输入轴、万向连接杆和伸缩杆，伸缩杆装设在固定板上，输出轴以伸缩杆为中心呈中心对称分布，输出轴均贯穿设置在固定板上开设的发散型条形滑槽内，输出轴的内端通过万向连接杆与输入轴连接；伸缩杆和输出轴通过连接杆铰接，如图1。常见轮胎螺栓数目为5、6或4，本结构适用于不同螺栓数目轮胎，末端的可换扳手可根据螺栓尺寸更换，满足不同间距，不同尺寸轮胎螺栓的拆装。

图1 轮胎螺栓旋松装置（5螺栓）

1--固定板 2—伸缩杆 3—扳手 4—连接杆 5—中心齿轮6—行星齿轮 7—输入轴 8—万向杆1 9—万向杆2 10—滑块11—滑槽 12—壳体 13—输入轴 14—离合器

驱动机构位于外壳内，外壳一端开口且罩在固定板上，输入轴穿设在外壳的另一端端面上，如图2，这样既能保护驱动机构，又可保证输入轴动力传输的稳定。

图2 带有壳体的轮胎螺栓旋松装置（5螺栓）

1—固定板 2—滑片 3—扳手 4—壳体 5—滑槽6—行星齿轮 7—中心齿轮

2 轮胎螺栓旋松装置的工作原理

当伸缩杆伸缩，在连接杆的作用下会带动输出轴在条形滑槽内滑动，从而使若干扳手向外分散或是向内聚拢，来应对轮胎上不同间距的螺栓。输入轴的动力输入通过万向连接杆传递到输出轴上，万向连接杆保证输出轴无论是在什么位置，都内将输入轴的动力传递给输出轴，使扳手完成拆卸或安装轮胎螺栓；伸缩杆通过控制器控制，控制器的反馈信号输入端连接有判断扳手是否和螺栓对齐的传感器，通过控制器和传感器的反馈信号调整伸缩杆的伸缩距离，从而调整扳手与轮胎螺栓的位置关系，使扳手正好能套在螺栓上，实现自动化控制。

3 驱动机构

驱动机构包括驱动轴、中心齿轮和行星齿轮，行星齿轮均与中心齿轮啮合，中心齿轮固套在驱动轴上；驱动轴带动中心齿轮转动，中心齿轮带动行星齿轮转动，行星齿轮将扭力传递给输入轴，这种力的传递方式很稳定，而且给输入轴提供的扭力也很大，便于拆卸和安装轮胎螺栓。当齿轮组在外壳外部时，输出轴仅与外壳转动配合，不发生相对滑动。在输出轴调整位置时，万向杆1和万向杆2滑动配合后可以调整万向连接杆的长短，来应对因输出轴和输入轴之间距离的变化。两个万向杆通过多边形截面和对应的多边形孔安装，滑动配合效果好。输出轴通过滑块与条形滑槽滑动配合，滑块包括滑筒和卡片，滑筒贯穿条形滑槽，两个卡片分别位于固定板的两侧且横跨在条形滑槽上，并固定在滑筒上，输出轴活套在滑筒内，滑块能保证输出轴在条形滑槽滑动时的稳定性。

如图1所示，驱动轴一端的离合装置位于外壳内，离合装置包括两个摩擦片，一个与驱动轴固定连接，另一个与外壳固定连接；当驱动轴向外壳外移动一小段距离，两个摩擦片扣合，驱动轴带动外壳转动，使外壳上的扳手转动后对准轮胎上的螺栓，此时驱动轴上的中心齿轮与行星齿轮分离；驱动轴反向移动后，摩擦片分离，驱动轴单独转动，此时驱动轴上的中心齿轮与行星齿轮啮合，驱动轴带动扳手旋松螺栓。在扳手上设有传感器，传感器与控制器相连，驱动轴带动外壳转动，当扳手与螺栓对准后，驱动轴向外壳内移动一小段距离，摩擦片分离，驱动轴上的中心齿轮与行星齿轮啮合，驱动轴带动扳手旋松螺栓。

输入轴起始工作阶段离合装置扣合，此时驱动轴转动带动外壳及外壳内安装的所有部件运动，调节可换扳手使其与轮胎螺栓角度对应，并配合壳体内机构完成对轮胎螺栓定位；驱动轴前伸，离合装置分离，中心齿轮与行星齿轮啮合，此时驱动轴转动带动齿轮组转动，来拆卸或安装轮胎上不同间距的螺栓。

4 总结

该轮胎螺栓装置作为小型轮胎自动拆卸机的重要组成部分，能够通过调整扳手，一次定位轮胎螺栓或螺栓安装位置，并通过驱动装置及齿轮组机构，完成轮胎螺栓的快速拆装。该设计的优点在于：可通过调节每个扳手距离中心的中心距，实现不同中心距螺栓的拆装；齿轮组传递扭力的方式比较平稳；适用于多种螺栓数目及尺寸轮胎的拆装，适用范围广；整体结构简单，加工方便，成本低。

[1] 丁庆玮. 废旧汽车发电机自动化拆解装置开发[D].青岛理工大学,2015.

[2] 王雅慧,宁欣,秦国庆,吕书贝.轮胎自动拆卸机夹紧手臂设计[J].河南科技学院学报(自然科学版),2015(6).

[3] 杨新凤.便携式简易轮胎拆卸装置设计研究[J].山东工业技术, 2018(5).

[4] 王亮亮,李建松,王松虎,等.汽车轮胎螺栓自动拧紧设备[J].汽车工程师,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，就职于河南科技学院，硕士，研究方向：汽车服务工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.062