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轮胎拆装机的改进设计

2017/7/14    来源:互联网    作者:米双山  韩翠娥  刘昉      
关键字:轮胎  拆装  设计  有限元  
本文通过对承载板的受力分析及有限元计算,找出了承载板弯曲的原因。根据不同方案的设计计算,确定了改进的方案,并进行了制造。

    0 引言

    无论是对轮胎的维修、更换,还是对轮毂、轮边减速器等的检修作业,都需要拆卸轮胎。对于大型装备或车辆,轮胎的重量较大,手工拆卸带来很大不便,于是市场上出现了各式各样的轮胎拆装机,通过对比,我们选择了其中的一种(如图1所示)。该轮胎拆装机具有重量轻、调节使用方便等特点,但在使用过程中,也暴露出两个问题:一是轮胎支撑管与支架连接处的承载板强度不够,通过对大型轮胎的多次拆卸,造成承载板弯曲(如图2所示)。二是在装配时由于轮轴才能对中,造成使用不便。针对此问题,我们进行了改进设计,改进后的轮胎拆装机满足了使用要求。

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    1 承载板的变形分析

    1.1 轮胎支撑管的受力分析

    在设计之初,轮胎拆装机承受轮胎重量的两支撑管(以下简称圆管)距离地面为25mm,为适应拆卸不同尺寸的轮胎,两圆管的中心距可调。对于某些装备,通常轮胎外径为1.22米,重量为337kg。针对该轮胎,当两圆官的中心距为416mm时,轮胎刚刚触及地面,此时为两圆管可调节的最大宽度,也是圆管的最大受力位置,故以此位置进行计算分析。圆管的受力分析如图3所示。

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    由图3的受力分析可得出,每个圆管的受力P=178.8kg,受力方向与垂直线的夹角a=19.57°。另外,轮胎宽度的中心距离承载板178mm,计算时,将轮胎重量按均布载荷分配在钢管上。

    为简化计算,只计算承载板悬空的部分(图3中的100mm长的部分),在其与矩形管连接处视为固定支撑。圆管的长度则将按轮胎的宽度来计算,即两个178mm长度。

    1.2 有限元建模及结果分析

    已知轮胎拆装机采用的矩形管为60X40X3.5的矩形管,材料为Q235;圆管为4)45X11.5的无缝钢管,材料为35号钢;承载板为宽60mm、厚16mm的钢板,材料为Q235。承载板与车架的空间间隙为14mm。

    建立的有限元模型如图4所示,计算结果如图5和图6所示。

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责任编辑:张纯子
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