螺栓連接式車輪組裝定心機(jī)設(shè)計(jì)

車輪是固定輪胎并將輪胎連接到底盤上的重要部件，也是車輛最重要的承載件之一。車輪徑向圓跳動、端面圓跳動精度直接影響到車輛的平順性能、抓地性能以及使用壽命，車輪的徑向圓跳動、端面圓跳動精度高低是決定車輪質(zhì)量好壞的重要因素。螺栓連接式車輪組裝對車輪圓跳動精度影響尤為明顯，螺栓連接式車輪主要用在農(nóng)機(jī)車輛上，按螺栓連接形式分為：螺栓座式連接車輪和法蘭式連接車輪，如圖1所示。圖1螺栓連接式車輪螺栓連接式車輪組裝現(xiàn)狀及存在的問題組裝步驟螺栓連接式車輪組裝各個工廠的做法是：先按照圖1要求將輪輞焊合件、輪輻裝配好，預(yù)緊螺母（擰緊螺栓后輪輞焊合件與輪輻之間還有一點(diǎn)松動），再將裝配好的車輪放置在校表盤上，螺母可見的一面向上，要有不少于2個有經(jīng)驗(yàn)的操作人員進(jìn)行調(diào)校、校正，檢驗(yàn)車輪的徑向圓跳動和端面圓跳動精度，直至精度符合圖紙要求。再用按圖紙要求設(shè)置好擋位的定扭扳手將車輪的螺母按照順序進(jìn)行擰緊，如圖2所示。注意：每擰緊一個螺母做一次標(biāo)記，直至全部擰緊。擰緊完成后再次進(jìn)行校表，檢驗(yàn)徑向圓跳動和端面圓跳動精度，合格后方可進(jìn)入下道工序。如果不合格，必須松開螺母，重復(fù)上述工作。圖2螺母擰緊順序存在的問題⑴車輪圓跳動精度受操作人員操作水平和操作時的情緒影響，對操作者的手感依賴性較大，穩(wěn)定性差，產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)千差萬別；⑵盡管規(guī)定了每擰緊一個螺母做一次標(biāo)記，但由于是人工操作，難免有漏擰緊現(xiàn)象出現(xiàn)，即使是有一個螺母漏擰緊，到了主機(jī)廠那里，都需要把此批次車輪螺母全部篩查一遍，否則因未擰緊螺母造成安全事故的后果是非常嚴(yán)重的；⑶人工操作常常有反復(fù)作業(yè)現(xiàn)象，生產(chǎn)效率低下。螺栓連接式車輪組裝定心機(jī)設(shè)計(jì)思路我司螺栓連接式車輪標(biāo)準(zhǔn)寬度尺寸有7in、8in、9in、10in、11in、12in、13in、14in、15in、16in、18in等，標(biāo)定直徑尺寸有24in、26in、28in、30in、32in、34in、36in、38in等，車輪的標(biāo)準(zhǔn)寬度、標(biāo)定直徑及偏距可依據(jù)主機(jī)廠需要任意組合，是典型的小批量、多品種產(chǎn)品。因此，設(shè)計(jì)螺栓連接式車輪組裝定心機(jī)時，既要解決輪輻、輪輞焊合件定位問題，又要考慮柔性制造問題，否則投資大、換模效率低。通過設(shè)計(jì)螺栓連接式車輪組裝定心機(jī)分別將輪輻中心孔、輪輞焊合件中輪輞標(biāo)定直徑定位好，進(jìn)而解決輪輻中心孔與輪輞焊合件中輪輞標(biāo)定直徑的同軸度問題，達(dá)到徑向圓跳動和端面圓跳動的精度要求。螺栓連接式車輪組裝定心機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。圖3螺栓連接式車輪組裝定心機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖輪輞焊合件定位設(shè)計(jì)通過薄型氣缸帶動脹錐下拉，使得24in脹塊、26in中脹塊、28in中脹塊、30in中脹塊、32in中脹塊、34in中脹塊、36in中脹塊、38in中脹塊及38in輪輞定位塊在底座上向外移動，撐住輪輞焊合件并完成輪輞焊合件定位。輪輞焊合件一經(jīng)完成定位就達(dá)到了輪輞標(biāo)定直徑與脹錐的同軸度要求。輪輻定位設(shè)計(jì)將輪輻放入輪輻基面盤上面的輪輻中心孔定位盤中就實(shí)現(xiàn)了輪輻定位，輪輻中心孔直徑不同需要更換相應(yīng)的輪輻中心孔定位盤即可實(shí)現(xiàn)輪輻定位。輪輻中心孔與輪輞焊合件中輪輞標(biāo)定直徑的同軸度設(shè)計(jì)⑴2個導(dǎo)柱Ⅱ與底座定心法蘭盤形成過盈配合，與脹錐定位盤形成滑動配合；4個導(dǎo)柱Ⅰ與輪輻基面盤形成過盈配合，與脹錐定位盤和底座定心法蘭盤形成滑動配合。這樣，底座定心法蘭盤、脹錐定位盤、輪輻基面盤三者之間在任何可控制的位置內(nèi)同軸度都能保持一致，其孔位置度要求如圖4所示。圖4底座定心法蘭盤、脹錐定位盤、輪輻基面盤位置度要求⑵脹錐定位盤與脹錐形成過盈配合，輪輻中心孔定位盤與輪輻基面盤形成過渡配合，保證脹錐定位盤與輪輻中心孔定位盤的同軸度要求。⑶輪輻放入輪輻中心孔定位盤中，由脹錐撐開中脹塊、脹塊，再撐開輪輞焊合件，最終達(dá)到輪輻與輪輞焊合件的同軸度要求。柔性化設(shè)計(jì)⑴對于不同標(biāo)定直徑的輪輞，可以通過更換相應(yīng)的中脹塊、脹塊實(shí)現(xiàn)輪輞的柔性化制造。⑵對于不同中心孔直徑的輪輻，可以通過更換相應(yīng)的輪輻中心孔定位盤實(shí)現(xiàn)輪輻的柔性化制造。⑶對于不同標(biāo)準(zhǔn)寬度和不同偏距的車輪，通過升降伺服電機(jī)上的同步輪轉(zhuǎn)動帶動同步帶轉(zhuǎn)動，同步帶再帶動另外的4個同步輪及脹緊輪轉(zhuǎn)動。另外的4個同步輪與4個絲杠副中的絲母連接，4個絲母隨同步輪轉(zhuǎn)動使得4個絲母中的絲杠同步上下運(yùn)動，帶動輪輻基面盤上下移動至相應(yīng)的位置，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)寬度和不同偏距車輪的柔性化制造。解決螺栓漏打緊問題⑴底座與底座定心法蘭盤形成過盈配合，使得二者在旋轉(zhuǎn)時的同軸度保持一致。⑵旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)齒輪副旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步帶動底座上通過脹錐、脹塊定位好的輪輞焊合件及輪輻中心孔定位盤定位好的輪輻轉(zhuǎn)動，使得輪輻與輪輞焊合件轉(zhuǎn)動時的同軸度保持一致。⑶通過顯示屏設(shè)定旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)按照圖2中對應(yīng)的螺母擰緊順序轉(zhuǎn)動，且對應(yīng)的轉(zhuǎn)動位置全部完成后，薄型氣缸才可以帶動脹錐上升，松開38in輪輞定位塊，取出車輪。當(dāng)且僅當(dāng)再次夾緊，才可以按上述要求再次轉(zhuǎn)動。⑷保持定扭風(fēng)炮在圖2中1的位置固定不動，這樣既可保證按圖2順序擰緊，又可以保證不會漏打緊。圓跳動精度檢驗(yàn)⑴底座與底座定心法蘭盤過盈配合，使得二者在旋轉(zhuǎn)時的同軸度保持一致。⑵齒輪座通過定位銷與底座位置固定，保證同軸度，最終保證齒輪座旋轉(zhuǎn)中心與輪輻中心孔定位盤同軸度保持一致。⑶松開脹錐，輪輞與38in輪輞定位塊分離，再轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，帶動底座定心法蘭盤、輪輻及整個車輪旋轉(zhuǎn)，用百分表檢驗(yàn)圓跳動。⑷上述動作可以在一個設(shè)計(jì)好的顯示屏面板上設(shè)定，并通過電器元件控制實(shí)現(xiàn)半自動化作業(yè)。螺栓連接式車輪組裝實(shí)例⑴將型號為38×W18的車輪通過輪輻中心孔定位盤裝到定心機(jī)上的輪輻基面盤中；⑵將26in、28in、30in、32in、34in、36in、38in中脹塊及38in脹塊裝在底座上，若改做型號為34×W18的車輪，只需取走36in、38in中脹塊及38in脹塊，裝上34in脹塊即可；⑶依據(jù)產(chǎn)品零件圖，計(jì)算出38×W18車輪的K值（輪輞標(biāo)定直徑內(nèi)端面到輪輻安裝面的距離），并在顯示屏上輸入K值，讓輪輻基面盤自動升降至K值，同時在顯示屏上按圖2要求設(shè)定相應(yīng)的程序；⑷將預(yù)緊組裝好的車輪放入定心機(jī)內(nèi)，即將輪輻中心孔放入輪輻中心孔定位盤內(nèi)，將輪輞焊合件放到38in脹塊上；⑸按動薄型氣缸開關(guān)，脹錐向下，38in脹塊撐緊輪輞焊合件，使得輪輞焊合件與輪輻保持同軸；⑹按要求調(diào)整定扭氣動扳手參數(shù)，定心機(jī)按圖2相應(yīng)順序旋轉(zhuǎn)并按順序擰緊螺