螺栓连接式车轮组装定心机设计.docx

车轮是固定轮胎并将轮胎连接到底盘上的重要部件,也是车辆最重要的承载件之一。车轮径向圆跳动、端面圆跳动精度直接影响到车辆的平顺性能、抓地性能以及使用寿命，车轮的径向圆跳动、端面圆跳动精度高低是决定车轮质量好坏的重要因素。螺栓连接式车轮组装对车轮圆跳动精度影响尤为明显，螺栓连接式车轮主要用在农机车辆上，按螺栓连接形式分为：螺栓座式连接车轮和法兰式连接车轮，如图1所示。图1螺栓连接式车轮螺栓连接式车轮组装现状及存在的问题组装步骤螺栓连接式车轮组装各个工厂的做法是：先按照图1要求将轮辆焊合件、轮辐装配好，预紧螺母（拧紧螺栓后轮辗I焊合件与轮辐之间还有一点松动），再将装配好的车轮放置在校表盘上，螺母可见的一面向上，要有不少于2个有经验的操作人员进行调校、校正，检验车轮的径向圆跳动和端面圆跳动精度，直至精度符合图纸要求。再用按图纸要求设置好挡位的定扭扳手将车轮的螺母按照顺序进行拧紧，如图2所示。注意：每拧紧一个螺母做一次标记，直至全部拧紧。拧紧完成后再次进行校表，检验径向圆跳动和端面圆跳动精度，合格后方可进入下道工序。如果不合格，必须松开螺母，重复上述工作。图2螺母拧紧顺序存在的问题车轮圆跳动精度受操作人员操作水平和操作时的情绪影响，对操作者的手感依赖性较大，稳定性差，产品质量状态千差万别；尽管规定了每拧紧一个螺母做一次标记，但由于是人工操作，难免有漏拧紧现象出现，即使是有一个螺母漏拧紧，到了主机厂那里，都需要把此批次车轮螺母全部筛查一遍，否则因未拧紧螺母造成安全事故的后果是非常严重的；人工操作常常有反复作业现象，生产效率低下。螺栓连接式车轮组装定心机设计思路我司螺栓连接式车轮标准宽度尺寸有7in、8ins9ins10inJ1in、12in、13ins14ins15inx16ins18in等，标定直径尺寸有24in、26in、28ins30ins32in、34inx36ins38in等，车轮的标准宽度、标定直径及偏距可依据主机厂需要任意组合，是典型的小批量、多品种产品。因此，设计螺栓连接式车轮组装定心机时，既要解决轮辐、轮辗）焊合件定位问题，又要考虑柔性制造问题，否则投资大、换模效率低。通过设计螺栓连接式车轮组装定心机分别将轮辐中心孔、轮辗焊合件中轮辗）标定直径定位好，进而解决轮辐中心孔与轮辗I焊合件中轮辗）标定直径的同轴度问题，达到径向圆跳动和端面圆跳动的精度要求。螺栓连接式车轮组装定心机结构示意图如图3所示。图3螺栓连接式车轮组装定心机结构示意图轮蟹!焊合件定位设计通过薄型气缸带动胀锥下拉，使得24in胀块、26in中胀块、28in中胀块、30in中胀块、32in中胀块、34in中胀块、36in中胀块、38in中胀块及38in轮箱定位块在底座上向外移动，撑住轮罪I焊合件并完成轮辆焊合件定位。轮辅焊合件一经完成定位就达到了轮罪!标定直径与胀锥的同轴度要求。轮辐定位设计将轮辐放入轮辐基面盘上面的轮辐中心孔定位盘中就实现了轮辐定位,轮辐中心孔直径不同需要更换相应的轮辐中心孔定位盘即可实现轮辐定位。轮辐中心孔与轮蟹I焊合件中轮辗）标定直径的同轴度设计（1）2个导柱II与底座定心法兰盘形成过盈配合，与胀锥定位盘形成滑动配合；4个导柱I与轮辐基面盘形成过盈配合，与胀锥定位盘和底座定心法兰盘形成滑动配合。这样，底座定心法兰盘、胀锥定位盘、轮辐基面盘三者之间在任何可控制的位置内同轴度都能保持一致，其孔位置度要求如图4所示。图4底座定心法兰盘、胀锥定位盘、轮辐基面盘位置度要求胀锥定位盘与胀锥形成过盈配合,轮辐中心孔定位盘与轮辐基面盘形成过渡配合，保证胀锥定位盘与轮辐中心孔定位盘的同轴度要求。轮辐放入轮辐中心孔定位盘中，由胀锥撑开中胀块、胀块，再撑开轮辆焊合件，最终达到轮辐与轮辅焊合件的同轴度要求。柔性化设计对于不同标定直径的轮辗I,可以通过更换相应的中胀块、胀块实现轮辗）的柔性化制造。对于不同中心孔直径的轮辐，可以通过更换相应的轮辐中心孔定位盘实现轮辐的柔性化制造。对于不同标准宽度和不同偏距的车轮，通过升降伺服电机上的同步轮转动带动同步带转动，同步带再带动另外的4个同步轮及胀紧轮转动。另外的4个同步轮与4个丝杠副中的丝母连接，4个丝母随同步轮转动使得4个丝母中的丝杠同步上下运动，带动轮辐基面盘上下移动至相应的位置，实现不同标准宽度和不同偏距车轮的柔性化制造。解决螺栓漏打紧问题底座与底座定心法兰盘形成过盈配合，使得二者在旋转时的同轴度保持一致。旋转伺服电机带动旋转齿轮副旋转，进一步带动底座上通过胀锥、胀块定位好的轮箱焊合件及轮辐中心孔定位盘定位好的轮辐转动，使得轮辐与轮箱焊合件转动时的同轴度保持一致。通过显示屏设定旋转伺服电机按照图2中对应的螺母拧紧顺序转动，且对应的转动位置全部完成后，薄型气缸才可以带动胀锥上升，松开38in轮箱定位块，取出车轮。当且仅当再次夹紧，才可以按上述要求再次转动。保持定扭风炮在图2中1的位置固定不动这样既可保证按图2顺序拧紧，又可以保证不会漏打紧。圆跳动精度检验底座与底座定心法兰盘过盈配合,使得二者在旋转时的同轴度保持一致。齿轮座通过定位销与底座位置固定，保证同轴度，最终保证齿轮座旋转中心与轮辐中心孔定位盘同轴度保持一致。松开胀锥，轮箱与38in轮辗）定位块分离，再转动旋转伺服电机，带动底座定心法兰盘、轮辐及整个车轮旋转，用百分表检验圆跳动。上述动作可以在一个设计好的显示屏面板上设定，并通过电器元件控制实现半自动化作业。螺栓连接式车轮组装实例将型号为38×W18的车轮通过轮辐中心孔定位盘装到定心机上的轮辐基面盘中；将26in、28ins30ins32ins34ins36ins38in中胀块及38in胀块装在底座上，若改做型号为34XWI8的车轮，只需取走36in、38in中胀块及38in胀块，装上34in胀块即可;依据产品零件图，计算出38×W18车轮的K值（轮箱标定直径内端面到轮辐安装面的距离），并在显示屏上输入K值，让轮辐基面盘自动升降至K值，同时在显示屏上按图2要求设定相应的程序；将预紧组装好的车轮放入定心机内，即将轮辐中心孔放入轮辐中心孔定位盘内，将轮辗!焊合件放到38in胀块上；按动薄型气缸开关，胀锥向下，38in胀块撑紧轮罪I焊合件，使得轮辎焊合件与轮辐保持同轴；按要求调整定扭气动扳手参数，定心机按图2相应顺序旋转并按顺序拧紧螺栓；再按动薄型气缸开关，胀锥向上，38in胀块随之收回，车轮与胀块分离，转动定心机，打百分表检验圆跳动。结束语该设计方案的优点是提高产品质量及生产效率，减少工装投入，节约人工成本，柔性化较强，满足小批量、多品种生产企业的需求；缺点是至少需要一个操作工人才能完成车轮的组装。