CN108284719B - 一种轮辋夹紧装置以及带有该装置的轮胎拆装机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮辋夹紧装置，还涉及一种带有该夹紧装置的轮胎拆装机。该轮辋夹紧装置包括：卡爪、上盘、上盘滑块、下盘、下盘运动体、气缸。下盘开设周向均布的圆弧槽，圆弧槽内安装下盘运动体，下盘运动体与上盘滑块通过销轴连接，气缸一端通过销轴连接到上盘上，另一端通过销轴连接到下盘上。工作时气缸直接驱动下盘绕上盘相对转动，带动下盘运动体在圆弧槽内运动，下盘运动体带动上盘滑块运动，从而带动所有卡爪同步地朝向上盘中心或远离上盘中心运动，实现对轮辋的夹紧。本发明的各夹爪的夹紧刚度相同，夹紧力相同，且在一个圆周上，能够实现对轮辋的可靠夹紧。本发明的夹紧装置随着被夹持轮辋直径减小而减小，能防止过大的夹紧力损伤轮辋。
Description
技术领域
本发明属于轮辋夹紧技术领域，涉及一种轮辋夹紧装置，特别涉及一种通过夹持轮辋内周边或外周边来固定轮辋以便安装和拆卸汽车轮胎的装置，还涉及一种带有该夹紧装置的轮胎拆装机。
背景技术
轮胎拆装机用于安装和拆卸汽车轮胎，为汽车维修和保养必备设备。通常，轮胎拆装机包括机座，立柱、轮辋夹紧装置、轮辋转动装置，一个或多个操作工具。轮辋夹紧装置、轮辋转动装置和立柱都安装在机座上，操作工具安装在机座或立柱上。轮辋夹紧装置是在拆装轮胎过程中对轮辋进行夹紧固定的装置。轮辋转动装置是在拆装轮胎过程中使轮辋绕其中心轴线转动的装置。操作工具用于将轮胎装配到轮辋上和（或）将轮胎从轮辋上拆除。
通常，轮胎拆装机采用四爪式轮辋夹紧装置，即采用四个卡爪夹持轮辋内周边或外周边来固定轮辋。四爪式轮辋夹紧装置由四个卡爪、四个滑块、一个上盘、一个下盘、两个第一连杆、两个第二连杆和气缸等零部件组成。上盘沿径向开设四个周向均布的直线滑道，四个滑块分别装在直线滑道上，四个卡爪分别紧固在四个滑块上，下盘套在上盘上，并能绕上盘中心转动，一组相对的两个滑块通过销轴与气缸的两端直接连接，与气缸直接连接的这两个滑块分别通过一个第一连杆与下盘连接，下盘通过两个第二连杆与其余两个滑块连接。工作时，气缸直接驱动与之直接相连的一组滑块运动，该组滑块同时还通过第一连杆驱动下盘绕上盘转动，下盘转动时通过第二连杆驱动其余两个滑块运动，这样气缸就能够带动四个卡爪同步地朝向上盘中心或远离上盘中心移动，实现对轮辋的夹紧。
上述轮辋夹紧装置还存在不足。
例如，由于四个滑块中的两个与气缸直接连接，紧固在这两个滑块上的夹爪的夹紧刚度比较大，相反，没有与气缸直接连接的两个滑块需要借助于与气缸直接连接的滑块依次经过第一连杆、下盘和第二连杆才能传递气缸驱动力，紧固在这两个滑块上的卡爪的夹紧刚度比较小，由于夹紧刚度不同，气缸的驱动力不能均匀分配给四个卡爪。会产生四爪不在一个圆周上、夹紧时轮毂变形、夹紧不牢固等问题。夹紧时轮辋变形量过大不仅影响轮胎的拆装，还会对轮胎寿命产生不利影响。而为了防止夹紧不牢固，往往需要较大的夹紧力，这可能夹伤轮辋。
例如，在上述轮辋夹紧装置中，由于两个滑块与气缸直接连接，气缸驱动力直接作用在这两个滑块上，由此导致夹持大直径轮辋和夹持小直径轮辋时的夹紧力基本相同，可能产生对小直径轮辋夹紧力过大，而对大直径轮辋夹紧力偏小的问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种所有夹爪的夹紧刚度相同且夹紧力相同的轮辋夹紧装置，从而能够实现对轮辋的可靠夹紧。
本发明的另一个目的在于提供一种夹紧力随着被夹持轮辋直径减小而逐渐减小的轮辋夹紧装置，从而防止过大的夹紧力损伤轮辋。
本发明的另一个目的在于提供一种轮胎拆装机，该机器能够克服背景技术中的所述缺陷。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轮辋夹紧装置，是通过夹持轮辋内周边或外周边来固定轮辋以便安装和拆卸汽车轮胎的装置，该轮辋夹紧装置包括：卡爪、上盘、上盘滑块、下盘、下盘运动体、气缸。
上盘沿径向开设周向均布的直线滑道，每个直线滑道上安装一个上盘滑块，每个上盘滑块紧固一个卡爪，下盘套在上盘上，下盘可以绕上盘中心转动，下盘开设周向均布的圆弧槽，每个圆弧槽内安装一个下盘运动体，下盘运动体与上盘滑块通过销轴连接，下盘运动体和上盘滑块可以绕销轴相对转动，气缸一端通过销轴连接到上盘上，另一端通过销轴连接到下盘上。
工作时，气缸直接驱动下盘绕上盘相对转动，下盘带动下盘运动体在圆弧槽内运动，下盘运动体带动上盘滑块运动，从而带动所有卡爪同步地朝向上盘中心或远离上盘中心运动，实现对轮辋的夹紧。
当下盘运动体在圆弧槽内运动时，假定气缸对下盘施加恒定转矩，则下盘对下盘运动体沿上盘径向施加的径向分力是夹爪径向位移的下凸函数，其最小值出现在以夹爪径向位移的最大值和最小值为边界的开区间内。
然而，当气缸以恒定的力驱动下盘时，对下盘施加的转矩是下盘转角的上凸函数，也是夹爪径向位移的凸函数。
但是，如果使气缸对下盘施加的转矩在上盘滑块处于直线滑道最外端时，取最小值，可以改变径向分力的凹凸性，从而使得当上盘滑块处于直线滑道最外端时，夹紧力最大，当滑块与上盘中心的距离减小时，夹紧力逐渐减小。夹紧力是夹爪径向位移的分段函数，按凹凸性分为两段，其中，径向位移小的一段为上凸函数，径向位移大的一段为下凸函数。
作为一种优选方案，下盘运动体是滚动体，在圆弧槽内滚动。
作为另一种优选方案，下盘运动体是滑块，在圆弧槽内滑动。
作为另一种优选方案，气缸的数量为2个。
作为另一种优选方案，气缸的数量为3个。
作为另一种优选方案，气缸的数量为4个。
作为另一种优选方案，上盘沿径向开设周向均布的直线滑道数量为四条，采用四个夹爪夹紧轮辋。
作为另一种优选方案，上盘沿径向开设周向均布的直线滑道数量为三条，采用三个夹爪夹紧轮辋。
本发明的第二个方面是提供了一种轮胎拆装机，该机器包括机座，立柱、轮辋夹紧装置、轮辋转动装置，一个或多个操作工具，其轮辋夹紧装置为本发明所述的轮辋夹紧装置。
本发明的有益效果主要表现在：
本发明各夹爪的夹紧刚度相同，夹紧力相同，且在一个圆周上，能够实现对轮辋的可靠夹紧。本发明的夹紧力随着被夹持轮辋直径变小而变小，能防止过大的夹紧力损伤轮辋。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是轮胎拆装机示意图。
图2是通常的四爪式轮辋夹紧装置示意图。
图3 是图2所示四爪式轮辋夹紧装置的仰视图。
图4是本发明一个实施方式的轮辋夹紧装置的俯视图和仰视图。
图5是本发明图4所示实施方式中的夹紧力与径向距离函数关系曲线。
在图4中，1为上盘，2为下盘，3为大盘滑块，4为下盘运动体，5为气缸，6为销轴，7为夹爪。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
一种轮辋夹紧装置，是通过夹持轮辋内周边或外周边来固定轮辋以便安装和拆卸汽车轮胎的装置，如图4所示，该轮辋夹紧装置包括：四个相同的卡爪、四个相同的上盘滑块、一个上盘、一个下盘，四个相同的下盘滑块、四个相同的气缸。
上盘沿径向开设四个周向均布的直线滑道，每个直线滑道上安装一个上盘滑块，每个滑块上紧固一个卡爪，下盘套在上盘上，下盘可以绕上盘中心转动，
下盘开设周向均布的圆弧槽，圆弧槽中心线半径为340毫米，每个圆弧槽内安装一个下盘滑块，下盘滑块与上盘滑块通过销轴连接，下盘滑块和上盘滑块可以绕销轴相对转动，气缸一端通过销轴连接到上盘上，另一端通过销轴连接到下盘上。
工作时，气缸直接驱动下盘绕上盘相对转动，下盘带动下盘滑块在圆弧槽内运动，下盘滑块带动上盘滑块运动，从而带动所有卡爪同步地朝向上盘中心或远离上盘中心运动，实现对轮辋的夹紧。
下盘的转角为60度。气缸对下盘施加的转矩在上盘滑块处于直线滑道最外端时，取最小值，该最小值是最大值的0.43倍。
夹紧力与径向距离的关系曲线如图5所示。上盘滑块处于直线滑道最外端时，夹紧力最大，当滑块与上盘中心的距离减小时，夹紧力逐渐减小。夹紧力是夹爪径向位移的分段函数，按凹凸性分为两段，其中，径向位移小的一段为上凸函数，径向位移大的一段为下凸函数。
Claims (7)
1.一种轮辋夹紧装置，包括卡爪、上盘、上盘滑块、气缸，上盘沿径向开设周向均布的直线滑道，每个直线滑道上安装一个上盘滑块，每个上盘滑块紧固一个卡爪，其特征是，还包括下盘和下盘运动体；
下盘套在上盘上，下盘可以绕上盘中心转动，下盘开设周向均布的圆弧槽，每个圆弧槽内安装一个下盘运动体，下盘运动体与上盘滑块通过销轴连接，下盘运动体和上盘滑块可以绕销轴相对转动，气缸一端通过销轴连接到上盘上，另一端通过销轴连接到下盘上；
工作时，气缸直接驱动下盘绕上盘相对转动，下盘带动下盘运动体在圆弧槽内运动，下盘运动体带动上盘滑块运动，从而带动所有卡爪同步地朝向上盘中心或远离上盘中心运动，实现对轮辋的夹紧；
气缸对下盘施加的转矩在上盘滑块处于直线滑道最外端时，取最小值；
当上盘滑块处于直线滑道最外端时，夹紧力最大，当滑块与上盘中心的距离减小时，夹紧力逐渐减小；
夹紧力是夹爪径向位移的分段函数，按凹凸性分为两段，其中，径向位移小的一段为上凸函数，径向位移大的一段为下凸函数。
2.根据权利要求1所述的轮辋夹紧装置，其特征在于，下盘运动体是滚动体，在圆弧槽内滚动。
3.根据权利要求1所述的轮辋夹紧装置，其特征在于，下盘运动体是滑块，在圆弧槽内滑动。
4.根据权利要求1所述的轮辋夹紧装置，其特征在于，气缸的数量为2个、3个或4个。
5.根据权利要求1所述的轮辋夹紧装置，其特征在于，上盘沿径向开设周向均布的直线滑道数量为四条，采用四个夹爪夹紧轮辋。
6.根据权利要求1所述的轮辋夹紧装置，其特征在于，上盘沿径向开设周向均布的直线滑道数量为三条，采用三个夹爪夹紧轮辋。
7.一种轮胎拆装机，其采用权利要求1至6任意一项所述的轮辋夹紧装置。
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