一种轿车轮胎拆装机的助手及主要部件的制造方法
技术领域
本发明属轿车轮胎拆装机,特别是轿车轮胎拆装机的助手的设计和制造技术领域,它安装在轿车轮胎拆装机主机的操作侧使用。
背景技术
轿车轮胎拆装机在更换汽车轮胎时,首先使用拆装机的助手将轮胎的胎唇从轮辋分离,然后进行拆胎和装胎工作。助手在拆胎和装胎过程中又进行着“压胎”这一必不可少的而且很繁复的动作,可以说衡量一台轿车轮胎拆装机性能的高低,所配备的助手的性能占有举足轻重的地位。
现有助手目前有两种形式,第一种是一带一形式,即一个纵向执行器驱动一个带有胎唇分离器的压胎机构,这个压胎机构还必须具有上下翻转功能以便于对轮胎两端的胎唇进行分离,这种助手自动化程度低,上下翻转操作繁复,劳动强度大,结构复杂;第二种是二带二形式,即两个纵向执行器分别驱动相同的两个带有胎唇分离器的压胎机构,这两个压胎机构既能够各自上下独立行走,还必须具有胎唇分离器同步横移功能,以便于对轮胎两端的胎唇进行分离,而不必具有翻转功能,其胎唇分离器同步横移以固定型推拉式软轴来实现。这种助手自动化程度高,但其控制系统复杂,而且造价过高。
现有助手的压胎机构沿导轨件纵向移动,导轨件目前也有两种形式,第一种导轨件为精密四方钢型材,由于对供货型材的多项精度要求非常严格,其造价昂贵故应用较少;第二种导轨件为导轨条与抗弯梁的焊接体,目前应用较多,其优点是结构简单、造价低廉,缺点是沿导轨的焊缝长,焊后变形大,焊后矫正困难,矫正后损失精度,其结果是移动件沿导轨板移动时经常出现爬行现象,造成拆胎和装胎质量低劣,埋下事故隐患。
发明内容
本发明的目的是,提供一种轿车轮胎拆装机的助手及主要部件的制造方法,使其既满足使用要求,还具有结构简单实用、便于维修、操作简便、造价适中的特性。
其技术方案如下:针对现有助手的压胎机构结构复杂和操作繁复,以及焊接导轨变形大、矫正困难的缺陷,对其进行关键性技术改进,本发明采用一带二结构形式,即由一个纵向执行器驱动一个滑行体,滑行体的上端铰接上压胎机构,下端铰接下压胎机构。这两套压胎机构既能各自外摆又能独自与滑行体碰锁。其中:上压胎机构由上横摆导向套、上方导柱、上胎唇分离器、微动气缸、锁紧板、复位压簧、上气缸罩组成,下压胎机构由下横摆导向套、下方导柱、下胎唇分离器、微动气缸、锁紧板、复位压簧、下气缸罩组成。滑行体内安装有滑块,滑行体沿导轨板纵向移动,导轨板安装在立柱上,立柱通过上、下连接座安装在轮胎拆装机主机的操作侧。滑行体通过推力关节轴承与纵向执行器的活塞杆连接,纵向执行器的下端由挂耳轴铰接在立柱的底部。当助手对轮胎的上侧胎唇进行操作时,使上压胎机构的钩形扳手与滑行体的上锁挡碰锁。于是上压胎机构处在工作位置,同时解锁下压胎机构使之摆动到非工作位置;当助手对轮胎的下侧胎唇进行操作时,使下压胎机构的钩形扳手与滑行体的下锁挡碰锁。于是下压胎机构处在工作位置,同时解锁上压胎机构使之摆动到非工作位置。
为保证上胎唇分离器和下胎唇分离器同步横移,本发明采用了球铰片推拉式软轴,与固定型推拉式软轴相比,所述球铰片推拉式软轴增加有两套球铰结构,即在固定型推拉式软轴的护管两端分别加入两个球铰结构,其中两个球铰片处在护管两端,上、下芯轴在护管两端露出,两个球头杆端关节轴承分别螺纹连接在上、下芯轴前端,上、下芯轴在护管内能够推拉活动,球头杆端关节轴承的侧露螺栓头的作用是方便与同步的部件连接。球铰片的作用是安装后允许推拉软轴的护管有±10°的空间摆角,在上压胎机构或下压胎机构处于外摆进入非碰锁状态时,使软轴不受弯曲作用的影响。
对现有助手导轨件存在的缺陷,本发明采用组合导轨,组合导轨由导轨板和立柱组成。导轨板和立柱分开加工,单独控制其工艺过程及加工精度,然后装配为一体。
所述导轨板为条形板,材质为45#钢,先粗加工后经过调质处理再进行半精加工,其两侧导轨面再经过高频淬火后获得HRC42的硬度,以便延长使用寿命。然后经过磨削,使其直线度和平面度分别控制在≤0.05毫米/米范围内。
立柱采用方形钢管或矩形钢管为抗弯梁,通过焊接在立柱前面设置一些饼状小凸台,然后通过统一铣削将这些小凸台加工成为导轨板的安装基准面。由于这些小凸台面积小,焊接部位少,焊缝短,所以立柱焊后变形小,而且对矩形钢管的供货精度要求不高,即允许焊接母材存在一定程度的形状误差,通过焊后加工消除焊接母材形状误差影响,使立柱的安装基准面的平面度能够控制在≤0.1毫米/米范围内。
由于装配的组合导轨导向结构存在装配误差,沿导轨板运动的滑行体与驱动滑行体的执行器也必然存在装配误差,为了消除其影响,本发明在滑行体和执行器的活塞杆之间安装一个关节轴承,利用关节轴承的自位调节功能消除消除装配误差的影响。
各组成部件的连接方式如下:
立柱通过上、下连接座安装在轮胎拆装机主机的操作侧,导轨板安装在立柱的安装基准面上。
滑行体内安装有滑块,滑块与导轨板组成摩擦副。滑行体通过关节轴承与纵向执行器的活塞杆连接,纵向执行器的下端由挂耳轴铰接在立柱的底部。
上横摆导向套由上铰接轴铰接在滑行体上端,下横摆导向套由下铰接轴铰接在滑行体下端。
滑行体具有上锁挡和下锁挡这两个凸起锁挡。上横摆导向套和下横摆导向套均安装有钩形扳手,两个钩形扳手的工作面各自与对应的上锁挡和下锁挡工作面吻合。
上横摆导向套的方孔内装有上方导柱,上方导柱前端安装有上胎唇分离器,上横摆导向套的下面安装有微动气缸和上气缸罩,上横摆导向套的后面安装有锁紧板,微动气缸与锁紧板下面连接,复位压簧与锁紧板的另一面连接。下横摆导向套的方孔内装有下方导柱,下方导柱前端安装有下胎唇分离器,下横摆导向套的上面安装有微动气缸和下气缸罩,下横摆导向套的后面安装有锁紧板,微动气缸与锁紧板上面连接,复位压簧与锁紧板的另一面连接。下方导柱的尾端与后支架连接,后支架与横向执行器的活塞杆连接。横向执行器另一端与前支架连接,前支架安装在下横摆导向套的下面。
球铰片推拉式软轴的上球铰片安装在软轴上支架内,软轴上支架安装在上横摆导向套的侧面,球铰片推拉式软轴上部的球头杆端关节轴承与上方导柱连接,球铰片推拉式软轴的下部的球头杆端关节轴承安装在下横摆导向套侧面,球铰片推拉式软轴的下球铰片安装在软轴下支架内,软轴下支架安装在后支架的侧面。
控制台与支臂铰接,支臂与法兰铰接,法兰安装在立柱上部,控制台能够在水平一定范围摆动。
控制台由把手、前面板组焊件、后盖板组焊件、盆形圆锥垫圈、沉头螺钉组成。盆形圆锥垫圈俗称鱼眼垫,其与沉头螺钉合用能够使控制台的外表圆滑,接触手感良好,同时具有装饰作用。
主要部件制造方法,包括组合导轨、滑行体和控制台的制造方法,具体内容将在“具体实施方式”中详述。
在此助手中,胎唇分离器属于公开的现有技术。球铰片推拉式软轴、微动气缸为汽车业通用件,市面有售。盆形圆锥垫圈是汽车行业标准件,市面有售。
本发明的优点是:一带二结构,简单实用、工艺性好、功能齐全、操作方便,性能稳定可靠,便于维护,与现有助手相比造价低廉。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明:
图1是本发明的正面结构示意图;
图2是本发明的分解图;
图3是本发明的上压胎机构工作示意图;
图4是本发明的下压胎机构工作示意图;
图5是本发明的立柱的焊接分解图;
图6是本发明的立柱、导轨板与上、下连接座的连接图;
图7是本发明的滑行体与滑块连接图;
图8是本发明的滑行体的焊接分解图;
图9是本发明的滑行体与推力关节轴承、纵向执行器连接图;
图10是本发明的滑行体与杆端关节轴承、纵向执行器连接图;
图11是本发明的上压胎机构的分解图;
图12是本发明的下压胎机构的分解图和横向执行器连接图;
图13是本发明的钩形扳手与滑行体碰锁的状态示意图;
图14是本发明所使用的球铰片推拉式软轴的结构示意图;
图15是本发明所使用的球铰片推拉式软轴的球铰结构示意图;
图16是本发明所使用的球铰片推拉式软轴的安装示意图;
图17是本发明的控制台的前面板组焊件、后盖板组焊件、把手组合示意图;
图18是本发明的控制台的前面板组焊件示意图;
图19是本发明的控制台的后盖板组焊件示意图;
图20是本发明的控制台组合后的外观示意图。
图示说明:1——立柱、1-1——前凸台、1-2——下凸台、1-3——抗弯梁、2——纵向执行器、3——横向执行器、4——下横摆导向套、5——下方导柱、6——球铰片推拉式软轴、6-1——上芯轴、6-2——上球铰片、6-3——下芯轴、6-4——下球铰片、6-5——球头杆端关节轴承、7——滑行体、7-1——上锁挡、7-2——下锁挡、7-3——第一横筋、7-4——第二横筋、7-5——槽钢、8——上横摆导向套、9——导轨板、10——钩形扳手、11——上胎唇分离器、12——上铰接轴、13——后支架、14——下胎唇分离器、15——上方导柱、16——前支架、17——软轴下支架、18——软轴上支架、19——控制台、20——支臂、21——下铰接轴、22——挂耳轴、23——推力关节轴承、24——法兰、25——滑块、26——滚轮、27——上连接座、28——下连接座、29——杆端关节轴承、30——上气缸罩、31——复位压簧、32——锁紧板、33——微动气缸、34——把手、35——前面板组焊件、35-1——前面基板、35-2——筋角、35-3——螺母、36——盆形圆锥垫圈、37——后盖板组焊件、37-1——后盖基板、37-2——筋角、37-3——螺母、38——沉头螺钉、39——下气缸罩、100——轿车轮胎拆装机主机。
具体实施方式
立柱1通过上连接座27、下连接座28安装在轿车轮胎拆装机主机100的操作侧,如图3所示。
导轨板9安装在立柱1的安装基准面上,如图6所示。
滑行体7内安装有滑块25,滑块25与导轨板9组成摩擦副。滑行体7具有上锁挡7-1和下锁挡7-2这两个凸起锁挡,如图7所示。
纵向执行器2的下端由挂耳轴22铰接在立柱1的底部,如图2所示。
滑行体7的上部通过上铰接轴12铰接上横摆导向套8,滑行体7的下部通过下铰接轴21铰接下横摆导向套4,如图2所示。
上横摆导向套8上面和下横摆导向套4上面各自分别安装有一个钩形扳手10,如图9和图10所示。两个钩形扳手10的工作面各自与滑行体7的上锁挡7-1和下锁挡7-2的工作面吻合,所以当进行碰锁时,两个钩形摆动扳手10均能各自与滑行体7的上锁挡7-1和下锁挡7-2实现锁定,如图13所示。
上横摆导向套8的下面安装有微动气缸33和上气缸罩30,上横摆导向套8后面安装有锁紧板32,微动气缸33与锁紧板32下面连接,复位压簧31与锁紧板32的另一面连接,上方导柱15穿过上横摆导向套8的方孔和锁紧板32的方孔,上方导柱15前端连接上胎唇分离器11,如图11所示。
下横摆导向套4的上面安装有微动气缸33和下气缸罩39,下横摆导向套4后面安装有锁紧板32,微动气缸33与锁紧板32下面连接,复位压簧31与锁紧板32的另一面连接,下方导柱5穿过下横摆导向套4的方孔和锁紧板32的方孔,下方导柱5前端连接下胎唇分离器14,下方导柱5的后端与后支架13连接,后支架13与横向执行器3的活塞杆连接,横向执行器3另一端与前支架16连接,前支架16安装在下横摆导向套4的下面,如图12所示。
球铰片推拉式软轴6的上球铰片6-2安装在软轴上支架18内,软轴上支架18安装在上横摆导向套8的侧面,球铰片推拉式软轴6的上部的球头杆端关节轴承6-5与上方导柱15连接,下部的球头杆端关节轴承6-5安装在下横摆导向套4侧面,下球铰片6-4安装在软轴下支架17内,软轴下支架17安装在后支架13的侧面。如图16所示。
主要部件的制造方法,包括组合导轨、滑行体7和控制台19的制造方法,现分述如下:
立柱1是焊接件,前凸台1-1设置在抗弯梁1-3的前面,下凸台1-2设置在抗弯梁1-3下部的后面和侧面。如图5所示。经过焊后加工,将前凸台1-1统一铣削加工成为导轨板9的安装基准面,并钻、攻螺纹孔。再将下凸台1-2铣削加工成为上连接座27、下连接座28的安装基准面,并钻、攻螺纹孔,如图6所示。
滑行体7采用焊接制造方式时,以槽钢7-5为主构件,槽钢7-5中间设置有榫孔,上、下端设置有榫槽,第一横筋7-3和第二横筋7-4均设置有方凸榫,其方凸榫截面与槽钢7-5各自对应的榫孔和榫槽截面吻合,于是第一横筋7-3与第二横筋7-4能够在槽钢7-5上进行焊前定位。同时,第一横筋7-3又设置有锁挡榫孔,上锁挡7-1和下锁挡7-2均设置有方凸榫,其方凸榫截面与各自对应的锁挡榫孔截面吻合,于是上锁挡7-1和下锁挡7-2能够各自在上、下的第一横筋7-3上进行焊前定位,如图8所示。
用铸造方法制造滑行体7是比焊接更高效的方法,也是本发明的选择之一,先铸造毛坯件,再采用通用的机械切削加工技术,按滑行体7的结构及技术条件进行加工即可。采用铸造方法制造的滑行体7与上述焊接方法制造的滑行体7具有一致结构及形状。
为了消除装配误差的影响,本发明在滑行体7和纵向执行器2的活塞杆之间安装一个关节轴承,利用关节轴承的自位调节功能消除装配误差的影响。
本发明采用两种消除装配误差的方法,第一种方法是使用推力关节轴承23来消除装配误差,推力关节轴承23的轴圈与滑行体7连接,推力关节轴承23的座圈与纵向执行器2的活塞杆连接,如图9所示。第二种方法是使用杆端关节轴承29来消除装配误差,杆端关节轴承29的内圈与滑行体7铰接,杆端关节轴承29的杆端体与纵向执行器2的活塞杆连接,如图10所示。这两种方法均利用了两种关节轴承的自位调节功能消除装配误差。
控制台19与支臂20铰接,支臂20与法兰24铰接,法兰24安装在立柱1上部,控制台19能够在水平一定范围摆动,如图1和图2所示。
如图20所示为控制台19。所述控制台19由把手34、前面板组焊件35、后盖板组焊件37、盆形圆锥垫圈36、沉头螺钉38组成。如图17所示。
把手34采用冷拔圆钢,预热后用模具弯曲制成,两端钻孔攻丝,然后抛光镀铬。把手34的两个握把部分呈直角形状,保证操作者可以单手扶执控制台进行操作,而且可以迅速变换手姿,操作方便,手感舒适。
前面板组焊件35是焊接件,其主要构件是前面基板35-1,前面基板35-1经过激光切割下料,再经过折弯机折弯成U形,其中横向的装饰性大圆角以专门制造的上模压制,如图18所示。
后盖板组焊件37也是焊接件,其主要构件是后盖基板37-1,后盖基板37-1经过激光切割下料,再经过折弯机折弯成U形,其中纵向的装饰性的大圆角以专门制造的上模压制,如图19所示。
后盖基板37-1的外皮距离与前面基板35-1的高度一致,二者的值都为图中B值;前面基板35-1的弯曲直边高与后盖基板37-1的弯曲直边高相等,二者的值都为图中G值。这两对等值能够保证控制台19装配后整体手感圆滑舒适,如图18和图19所示。
前面基板35-1与后盖基板37-1的板料厚度都为D值,筋角35-2距离前面基板35-1的边缘距离为A值,为保证装配间隙,设置A值与D值的关系是A=D+0.3毫米,如图18和图19所示。
前面基板35-1的内皮宽度为C值,后盖基板37-1的宽度为E值,为保证装配间隙,设置C值与E值的关系是C=E+0.5毫米,如图18和图19所示。
为保持弯曲件形状,在前面基板35-1的内弯角焊接有四个筋角35-2,在后盖基板37-1的内弯角焊接有四个筋角37-2。筋角35-2和筋角37-2均设置有连接孔,为提高生产效率,避免过多攻丝工序,在筋角35-2和筋角37-2的后面分别栽焊有螺母35-3和螺母37-3,筋角35-2的通孔与螺母35-3的螺纹孔的同心度由焊具来保证,筋角37-2的通孔与螺母37-3的螺纹孔的同心度也由焊具来保证。
按“发明内容”所述的结构,分别制造组合导轨、滑行体7和控制台19,与相关部件组装起来即可实施本发明。
工作原理:纵向执行器2驱动滑行体7,滑行体7沿导轨板9纵向移动,滑行体7铰接有上压胎机构和下压胎机构,两套压胎机构既能各自外摆又能独自与滑行体7碰锁。其中上压胎机构由上横摆导向套8、上方导柱15、上胎唇分离器11、微动气缸33、锁紧板32、复位压簧31、上气缸罩30组成,下压胎机构均由下横摆导向套4、下方导柱5、下胎唇分离器14、微动气缸33、锁紧板32、复位压簧31、下气缸罩39组成,如图1和图2所示。当助手对轮胎的上侧胎唇进行操作时,使上压胎机构的钩形扳手10与滑行体7的上锁挡7-1碰锁,于是上压胎机构在工作位置,解锁下压胎机构使之摆动到非工作位置,如图3所示;当助手对轮胎的下侧胎唇进行操作时,使下压胎机构的钩形扳手10与滑行体7的下锁挡7-2碰锁,于是下压胎机构在工作位置,解锁上压胎机构使之摆动到非工作位置,如图4所示。
当上胎唇分离器11或下胎唇分离器14处在工作状态时,与之相连的上方导柱15或下方导柱5的位置是被锁定的,其原理是通过微动气缸33得气而提供的推力,使锁紧板32沿上方导柱15或下方导柱5的母线方向产生一个微小的转角,从而对上方导柱15和下方导柱5给予锁紧,当微动气缸33失气而提供的推力消失时,复位压簧31迫使锁紧板32和微动气缸33复位,上方导柱15或下方导柱5获得解锁,如图11和图12所示。
球铰片推拉式软轴6的上球铰片6-2安装在软轴上支架18内,软轴上支架18安装在上横摆导向套8的侧面,由于上横摆导向套8沿导向孔方向相对固定且只能绕上铰接轴12摆动,所以球铰片推拉式软轴6的上球铰片6-2也相对固定,只能随上横摆导向套8摆动。球铰片推拉式软轴6的下芯轴6-3通过下端的球头杆端关节轴承6-5固定在下横摆导向套4侧面,由于下横摆导向套4沿导向孔方向相对固定且只能绕下铰接轴22摆动,所以球铰片推拉式软轴6的下芯轴6-3也相对固定,只能随下横摆导向套4摆动。当横向执行器3通过后支架13驱动下方导柱5右移,下方导柱5带动下胎唇分离器14右移。同时后支架13通过软轴下支架17带动球铰片推拉式软轴6的下球铰片6-4右移,由于球铰片推拉式软轴6的一端伸长的同时另一端等量缩短,所以球铰片推拉式软轴6的上芯轴6-1通过上端的球头杆端关节轴承6-5带动上方导柱15右移,上方导柱15带动上胎唇分离器11右移,如图16所示,于是上胎唇分离器11和下胎唇分离器14实现同步横移,反之亦然。