CN108248305A - 一种快速装胎机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速装胎机，包括机架和固定在机架上的控制器、升降托盘单元、胎体扩撑单元和胎体压合单元；胎体压合单元设置在机架的内部，胎体扩撑单元设置在机架下部；升降托盘单元与胎体扩撑单元相互嵌套设置。上述装胎机可以实现装配和压合工艺一次完成，通过胎体压合单元可以控制压合压力、速度等参数，保证装配质量的一致性，其生产效率高、压合效果好、劳动强度小、结构简单，使用和维护成本低。

Description

一种快速装胎机

技术领域

本发明涉及轮胎生产技术领域，具体涉及一种快速装胎机。

背景技术

随着科技的进步和社会发展，特别是目前共享经济的出现，如共享单车的普及，使免充气轮胎成为共享单车模式正常运行的关键因素之一。

免充气轮胎很早就已经出现，且大量应用在轮椅车轮胎、电动自行车轮胎、电动滑板车轮胎、轻型摩托车轮胎、童车、购物车和特种车辆上，彻底免除传统充气轮胎易损、易爆、换胎、换芯、补胎、漏气的隐患，具有广泛的应用前景。

同时，免充气轮胎的耐磨、耐压、强度大等特性使其相较充气胎在安装上有一定的难度，特别是将免充气轮胎装在轮毂上的手动工艺是一个费时费力的过程，劳动强度大，而且不容易保证装配质量的一致性，可能造成使用时的脱胎现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种快速装胎机，可以实现装配和压合工艺一次完成，通过胎体压合单元可以控制压合压力、速度等参数，保证装配质量的一致性，其生产效率高、压合效果好、劳动强度小、结构简单，使用和维护成本低。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种快速装胎机，包括机架、安装在机架顶端的控制器、升降托盘单元、胎体扩撑单元和胎体压合单元；所述胎体压合单元设置在机架上部，所述胎体扩撑单元设置在机架下部；所述升降托盘单元与胎体扩撑单元相互嵌套设置。升降托盘单元与胎体扩撑单元嵌套设置方式，优选采用同轴心设置的方式，可以有效减小装胎机的体积、优化工作结构，即方便运输，又能减少生产成本。

升降托盘单元与胎体扩撑单元同轴心设置，具体的，升降托盘单元的升降驱动器均匀设置在胎体扩撑单元的扩撑驱动器周围，升降驱动器与扩撑驱动器平行设置。

胎体扩撑单元包括扩撑驱动器、伞状连杆组、扩撑构件和框架板；所述框架板固定在机架的中部，所述扩撑驱动器设置框架板的下方；所述伞状连杆组设置在扩撑驱动器和框架板之间，所述扩撑构件可在框架板的导向槽内往复运动，所述扩撑构件连接在伞状连杆组的上端，所述伞状连杆组的下端铰接在扩撑驱动器上。扩撑驱动器一般采用气缸或液压缸，气缸或液压缸设置在机架下部的中心位置处，伞状连杆组的过渡盘连接在气缸或液压缸的缸杆上端。

伞状连杆组两端均以铰接的方式连接，过渡盘在气缸或液压缸带动下上升时，伞状连杆组的上端推动扩撑构件水平向外运动，使扩撑构件沿底板径向括展，进而快速实现轮胎的扩撑目的；当过渡盘在气缸或液压缸下降时，伞状连杆组在过渡盘带动下收缩，即其上端拉动扩撑构件在水平方向内运动，使扩撑构件回缩。

扩撑构件包括T形滑块和设置在T形滑块上的撑爪；所述撑爪内侧为平面，其外侧为倾斜面。装胎机工作时，首先将轮胎放置在升降托盘单元上，然后启动扩撑驱动器，使扩撑构件沿底板径向向外括展，推动轮胎以底板的中心线为轴心线均匀向外扩展。

将轮毂放置在升降托盘单元上，保证轮毂定位杆正确的穿过轮毂对应通孔，并使轮毂外缘面与轮胎内缘面处于同一水平面内；然后启动扩撑驱动器，使扩撑构件沿底板径向回缩，轮胎内圈面在轮胎回弹力作用下自动贴合在轮毂的外缘面上。

启动升降托盘单元，将托盘升高至指定高度；扩撑构件自动与轮胎脱离接触，并自动退回到启动位置。为保证扩撑构件与轮胎顺利脱离，撑爪的外侧倾斜面的倾角为8°～12°，优选为10°。

伞状连杆组包括 过渡盘和若干连杆；所述连杆一端铰接在过渡盘上，另一端铰接在T形滑块上。T形滑块和撑爪配合可以形成工字形结构，该工字形结构卡合在底板的导向槽，且只能沿导向槽水平运动。连杆的数量3～12个，均匀分布。

升降托盘单元包括托盘、若干轮毂定位杆和升降驱动器，所述升降驱动器固定在机架下部内，所述托盘连接在升降驱动器的上端，所述轮毂定位杆固定在托盘上。托盘为圆盘状，设置在底板的上方；托盘四周设有圆形连接孔用于连接升降装置，升降装置采用若干气缸或液压缸。轮毂定位杆的位置与轮毂的结构对应，根据不同轮毂的结构设置。轮毂定位杆可以设为直杆，也可以设为斜杆，当为斜杆时，其直径为轮廓对应通孔的0.3～0.6倍。

托盘的上端面内设有若干环状压合脊和导向槽，所述导向槽均匀设置在环状压合脊的外侧。环状压合脊的半径与与压合轮组的旋转半径一致，与压合轮组配合使用，可以一次完成轮胎和轮毂的装配，提供了生产效率。环状压合脊的数量≥2条，根据轮胎的不同结构设定，但环状压合脊之间的距离不大于3mm～5mm。

胎体压合单元包括若干压合轮组、旋转驱动器和U形架，所述旋转驱动器吊装在上机架上，所述U形架吊装在旋转驱动器的输出轴上，所述压合轮组对称安装在U形架的下端。旋转驱动器采用电机、气动马达或液压马达，压合轮组可以根据需要采取多种形式，如平行式、同轴式或错位式，以保证轮胎顺利装配到位。

压合轮组包括至少两个压轮，所述压合轮的外缘设有压合凸缘；所述压合凸缘的横截面为阶梯形，该阶梯形顶端外侧设有过渡圆角；所述压合凸缘的最大厚度为压轮厚度的0.55～0.7倍；该压合凸缘的高度为3mm～5mm。压合轮上设有压合凸缘高度调节装置，压合凸缘的高度可以根据需要进行调节，该高度调节装置包括调节手轮、调节齿轮和若干调节齿条；上述调节齿条的外侧与压合凸缘的内缘连接，压合凸缘的材质为弹性伸缩材料。

压合凸缘的外缘面在调节齿条的作用下扩张或收缩，弹力作用下使压合凸缘始终保持一定的强度和硬度，保证轮胎的压合效果。

压合凸缘的横截面为阶梯形，该阶梯形外侧设有R1.5mm～R4.5mm的圆角。

压合轮组包括双轴布置的左压合轮和右压合轮，所述左压合轮外径为右压合轮外径的0.95～0.99倍。左压合轮和右压合轮配合可产生一个调节压合量的效果，使轮胎和轮毂结合的更紧密。

压合轮组包括同轴布置的前压合轮和后压合轮，所述前压合轮与后压合轮之间的间隙为6mm～9mm；所述前压合轮外径为后压合轮外径的0.85～0.95倍。前压合轮和后压合轮可产生一个调节压合量的效果，使轮胎和轮毂结合的更紧密，使用时不容易脱离。

胎体压合单元上设有压力调节机构，该压力调节机构包括滑块、固定板、调节螺杆和拉簧，所述固定板设置在U形架上，所述滑块设置在U形架的凹槽内；所述拉簧一端连接在固定板上，另一端连接在滑块上；所述调节螺杆安装在固定板上。压合轮组固定在滑块上，正向旋转调节螺杆，滑块在调节螺杆推动下竖直向下运动；反向旋转调节螺杆，调节螺杆竖直向上运动，滑块在拉簧的作用下缓慢竖直上升，进而调节压合轮组对胎体的压力。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

上述装胎机可以实现装配和压合工艺一次完成，通过胎体压合单元可以控制压合压力、速度等参数，保证装配质量的一致性，其生产效率高、压合效果好、劳动强度小、结构简单，使用和维护成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明快速装胎机的使用状态示意图一（局部剖视图）；

附图2为本发明快速装胎机的使用状态示意图二（局部剖视图）；

附图3为本发明快速装胎机的胎体扩撑单元结构示意图；

附图4为本发明快速装胎机的胎体压合单元结构示意图；

附图5为本发明快速装胎机的托盘结构示意图；

附图6为本发明快速装胎机的撑爪结构示意图；

附图7为本发明快速装胎机的压轮剖视图；

附图8为本发明快速装胎机的压合轮组示意图；

附图9为本发明快速装胎机的压力调节机构的结构示意图。

图中：1、控制器；2、上机架；3、下机架；4、胎体扩撑单元；5、升降托盘单元；6、胎体压合单元；7、框架板；8、固定板；9、扩撑驱动器；10、过渡盘；11、连杆；12、T形滑块；13、撑爪；14、旋转驱动器；15、U形架；16、左压合轮；17、右压合轮；18、滑槽；19、轮毂定位杆；20、环状压合脊；21、连接孔；22、倾斜面；23、压合凸缘；24、前压合轮；25、后压合轮；26、导向槽；27、调节螺杆；28、固定板；29、拉簧；30、滑块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一：

如图1至图7所示的一种快速装胎机，使用时首先将轮胎放置在升降托盘单元5上，通过控制器1启动胎体扩撑单元4，胎体扩撑单元4的扩撑构件在扩撑驱动器9的带动下将轮胎向外均匀扩展，使轮胎内径增大到一定尺寸；此时，胎体扩撑单元4的扩撑构件的上端高出轮胎的上端面。

将待装配轮毂放置在升降托盘单元5上，使用轮毂定位杆19进行定位并固定。通过控制器1启动胎体扩撑单元4，扩撑驱动器9反向运动，带动扩撑构件回缩，使轮胎内面逐渐贴合在轮毂的外侧面上。

启动升降托盘单元5使托盘升起至一定高度，撑爪13自动从轮胎和轮毂之间抽出并随扩撑构件退回到起始位置；然后胎体压合单元6启动，压合轮组绕轮胎轴心旋转，对轮胎与轮毂的结合部进行压合作业。压合作业的压合力由控制器根据设定值自动调节，压合力调节过程即为升降托盘单元5与胎体压合单元6的相对高度调整过程。

压合作业完成后升降托盘单元5自动下降到起始位置；此时，扩撑构件也已经退回到起始位置，扩撑构件的撑爪13会将已经装配好的轮毂顶起，使轮毂与轮毂定位杆19脱离，方便操作者取下并完成一个操作循环。

为实现上述作业目的，控制器1根据需要可以安装在上机架2的一侧，也可以安装在下机架3的外侧。胎体压合单元6吊装在上机架2的下方；胎体扩撑单元4的驱动部分固定在机架下部3内，胎体扩撑单元4的扩撑部分位上机架2下部。为减小装胎机的体积，升降托盘单元5与胎体扩撑单元4同轴布置。

胎体扩撑单元4的框架板7固定在下机架3的上端，伞状连杆组可在框架板7的导向槽内往复运动，扩撑驱动器9位于框架板7的正下方，扩撑构件位于伞状连杆组的上端。伞状连杆组将扩撑驱动器9的直线运动转换为扩撑构件的水平运动。

由于撑爪13要频繁的从轮胎和轮毂之间抽出，为保证撑爪的强度和减小摩擦，撑爪的外侧为倾斜面22，该倾斜面与轮胎体接触，其倾斜面的倾角为8°～12°，优选为10°。

连杆11两端均匀铰接结构，一端铰接在过渡盘10上，另一端铰接在T形滑块12的下端。

升降驱动器固定在下机架3内部，托盘连接在升降驱动器的上端，轮毂定位杆19固定在托盘3上。

托盘的上端面内设有若干环状压合脊20和导向槽26；导向槽26和滑槽18的数量、尺寸和位置相互匹配；环状压合脊20的最小内径为胎体内径的1.05～1.08倍，导向槽26位于环状压合脊20的外侧。

U形架15吊装在旋转驱动器14的输出轴上，压合轮组对称固定在U形架15的下端。压合轮组的数量为1组至4组，且均匀分布。

压轮的外缘设有压合凸缘23，用于增强压合效果；该压合凸缘23的高度为3mm～5mm，优选为4mm，可以压合压力适中的情况下达到最好的压合效果；最大厚度为压合轮厚度的0.55～0.7倍。

压合凸缘23的横截面为阶梯形，该阶梯形外侧设有R1.5mm～R4.5mm的圆角，以进一步减小压合阻力。

左压合轮16的外径为右压合轮17外径的0.95～0.99倍，以实现相同压合面上的过压合和修复压合的效果，提高压合质量。

如图9所示，压力调节机构的固定板28设置在U形架15上，滑块30设置在U形架15的凹槽内，滑块30可沿凹槽往复运动；拉簧29一端连接在固定板28上，另一端连接在滑块30上；调节螺杆27旋合在固定板28上。

压合轮组固定在滑块30上，并随滑块30沿竖直方向运动。当正向旋转调节螺杆27时，调节螺杆27向下运动压迫滑块30向下运动，压合轮组在滑块30带动下下降，增大对轮胎胎体的压力。滑块30在拉簧29的作用下，对调节螺杆27产生一个反向作用力，保证调整过程的平稳和精确。

当反向旋转调节螺杆27时，调节螺杆27竖直向上运动，滑块30在拉簧29的作用下缓慢竖直上升，并带动压合轮组缓慢上升，减小对轮胎胎体的压力，进而达到调节压合轮组对轮胎胎体的压力。

实施例二：

如图8所示，前压合轮24与后压合轮25之间的间隙为6mm～9mm；前压合轮外径为后压合轮外径的0.85～0.95倍，以实现不同压合面上的过压合和修复压合的效果，提高压合质量。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速装胎机，包括控制器和机架，控制器设置在机架上，其特征在于：还包括升降托盘单元、胎体扩撑单元和胎体压合单元；所述胎体压合单元设置在机架上部，所述胎体扩撑单元设置在机架下部；所述升降托盘单元与胎体扩撑单元相互嵌套设置；

所述胎体扩撑单元包括扩撑驱动器、伞状连杆组、扩撑构件和框架板；框架板固定在机架中部，所述扩撑驱动器设置框架板的下方；所述伞状连杆组设置在扩撑驱动器和框架板之间，所述扩撑构件可在框架板的导向槽内往复运动，所述扩撑构件连接在伞状连杆组的上端，所述伞状连杆组的下端铰接在扩撑驱动器上。

2.根据权利要求1所述一种快速装胎机，其特征在于：所述扩撑构件包括T形滑块和设置在T形滑块上的撑爪；所述撑爪内侧为平面，其外侧为倾斜面。

3.根据权利要求2所述一种快速装胎机，其特征在于：所述伞状连杆组包括过渡盘和若干连杆；所述连杆一端铰接在过渡盘上，另一端铰接在T形滑块上。

4.根据权利要求1所述一种快速装胎机，其特征在于：所述升降托盘单元包括托盘、若干轮毂定位杆和升降驱动器，所述升降驱动器固定在机架下部，所述托盘连接在升降驱动器的上端，所述轮毂定位杆固定在托盘上。

5.根据权利要求4所述一种快速装胎机，其特征在于：所述托盘的上端面内设有若干环状压合脊和导向槽，所述导向槽均匀设置在环状压合脊的外侧。

6.根据权利要求1所述一种快速装胎机，其特征在于：所述胎体压合单元包括若干压合轮组、旋转驱动器和U形架，所述旋转驱动器吊装在机架上，所述U形架吊装在旋转驱动器的输出轴上，所述压合轮组对称安装在U形架的下端。

7.根据权利要求6所述一种快速装胎机，其特征在于：所述压合轮组包括至少两个压轮，所述压合轮的外缘设有压合凸缘；所述压合凸缘的横截面为阶梯形，该阶梯形顶端外侧设有过渡圆角；所述压合凸缘的最大厚度为压轮厚度的0.55～0.7倍。

8.根据权利要求6所述一种快速装胎机，其特征在于：所述压合轮组包括双轴布置的左压合轮和右压合轮，所述左压合轮外径为右压合轮外径的0.95～0.99倍。

9.根据权利要求6所述一种快速装胎机，其特征在于：所述压合轮组包括同轴布置的前压合轮和后压合轮，所述前压合轮与后压合轮之间的间隙为6mm～9mm；所述前压合轮外径为后压合轮外径的0.85～0.95倍。

10.根据权利要求1所述一种快速装胎机，其特征在于：所述升降托盘单元与胎体扩撑单元同轴心设置。