一種大型車(chē)輪拆裝車(chē)設(shè)計(jì)

陳六海，呂振堅(jiān)

（解放軍理工大學(xué) 野戰(zhàn)工程學(xué)院，江蘇 南京 210007）

0 引言

拆裝車(chē)輪是進(jìn)行輪胎的修補(bǔ)與更換以及裝備的保養(yǎng)與修理的一項(xiàng)必要工作。傳統(tǒng)情況下，使用、維修和保養(yǎng)人員在進(jìn)行車(chē)輪拆裝時(shí)，順利情況下，一般需要3～4人配合、2～3 小時(shí)才能完成單個(gè)車(chē)輪的拆裝和搬運(yùn)。單純依靠人力不僅不易拆裝，而且工作效率低，稍有不當(dāng)還容易引發(fā)安全事故。為提高大型車(chē)輪的拆裝效率、提高拆裝的安全性，我們研制了大型車(chē)輪拆裝車(chē)。

1 大型車(chē)輪拆裝難點(diǎn)分析

（1）工程裝備大型車(chē)輪的輪胎體積大（直徑≥1.6m）、重量大（≥250kg），由于大多采用深凹形輪盤(pán)，組裝后整個(gè)車(chē)輪的重心在寬度方向上不在幾何中心位置，同時(shí)由于車(chē)輪較高，所以車(chē)輪拆裝、運(yùn)輸時(shí)，若對(duì)車(chē)輪進(jìn)行簡(jiǎn)單固定、支撐，很容易側(cè)翻。

（2）工程裝備大型車(chē)輪的拆裝空間小，上方、前方或后方有擋泥板或其它配件，操作人員不易進(jìn)入，也不允許使用大型設(shè)備，所以對(duì)拆裝設(shè)備采用的形式、進(jìn)入的方式、固定車(chē)輪的方式、人員的操作方式等均有較高要求。

（3）車(chē)輪表面的弧形和花紋因輪胎的型號(hào)不一、氣壓不一、新舊不一等情況變化，均不相同。若要從車(chē)輪表面固定，既保證可靠安全、又保證車(chē)輪能在圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)，較為困難。

（4）大型車(chē)輪拆裝過(guò)程中，為保證輪轂一周的螺栓對(duì)準(zhǔn)輪盤(pán)的螺栓孔，車(chē)輪需進(jìn)行上下、前后、左右和圓周等多個(gè)方向的調(diào)整，難度大。

（5）當(dāng)輪轂與輪盤(pán)、輪轂螺栓與螺母部分銹蝕時(shí)，車(chē)輪與輪轂分離困難。在傳統(tǒng)的車(chē)輪拆裝中，通常采用撬杠或錘擊的辦法分離。但因車(chē)輪重量大、體積較大，難以控制，極易發(fā)生不安全事故。

2 大型車(chē)輪拆裝車(chē)的設(shè)計(jì)

根據(jù)功能要求，大型車(chē)輪拆裝車(chē)主要適用于使用、維修單位對(duì)大型工程裝備（如：使用23.5-25 型寬基輪胎的ZL50 裝載機(jī)等）車(chē)輪的拆裝，具有拆裝過(guò)程中的車(chē)輪定位、移動(dòng)、升降、調(diào)整等功能。整個(gè)拆裝過(guò)程可實(shí)現(xiàn)單人操作完成，作業(yè)安全可靠、效率高。

根據(jù)車(chē)輪拆裝的技術(shù)難點(diǎn)分析，大型車(chē)輪拆裝車(chē)主要包括基礎(chǔ)車(chē) （車(chē)輪移動(dòng)）、三爪固定機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、垂直輔助機(jī)構(gòu)、車(chē)輪與輪轂分離機(jī)構(gòu)等六部分，如圖1 所示。

圖1 大型車(chē)輪拆裝車(chē)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of disassembling vehicle for big wheels

（1）基礎(chǔ)車(chē)。基礎(chǔ)車(chē)是拆裝車(chē)所有零部件的載體，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的移動(dòng)。主要由底座、固定輪和萬(wàn)向輪組成。底座兩側(cè)設(shè)有向前延伸的支板，支板前端設(shè)有兩個(gè)固定輪（前輪），底座后方設(shè)有萬(wàn)向輪（后輪）。萬(wàn)向輪能自由換向，使車(chē)子能在狹小空間內(nèi)轉(zhuǎn)向和移動(dòng)，并在靠近腳部位置配有剎車(chē)裝置。在整個(gè)拆裝車(chē)的后部還設(shè)有推車(chē)手柄。

（2）三爪固定機(jī)構(gòu)。三爪固定機(jī)構(gòu)能滿(mǎn)足大型工程裝備車(chē)輪不同型號(hào)輪輞尺寸的需要，用于固定車(chē)輪。固定機(jī)構(gòu)主要由卡爪、支撐板、轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)、支撐管、卡爪擋板、鎖緊螺母、鎖緊螺栓等部分組成。車(chē)輪拆裝時(shí)，將三爪固定機(jī)構(gòu)的中心對(duì)準(zhǔn)輪轂中心，并將三爪伸入車(chē)輪輪輞內(nèi)，利用扳手扳動(dòng)鎖緊螺母，擠壓支撐板，支撐板推動(dòng)三個(gè)卡爪后部前移，三個(gè)卡爪繞轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)卡爪前端張開(kāi)后支撐輪輞內(nèi)圈面，支撐整個(gè)車(chē)輪。為防止在拆裝過(guò)程中，車(chē)輪輪輞與三個(gè)卡爪間的滑動(dòng)，擰動(dòng)鎖緊螺栓，利用輪輞邊緣的凸起，用螺栓予以鎖緊，保證車(chē)輪固定的可靠性

（3）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于使三爪固定機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車(chē)輪旋轉(zhuǎn)。主要由支撐管、橫筒和鎖緊圓螺母等部分組成。三爪固定機(jī)構(gòu)焊接在車(chē)輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的支撐管上，橫筒滑套在支撐管外，支撐管的前端用凸緣限位，后端用鎖緊圓螺母限位。為防止鎖緊圓螺母工作時(shí)松脫，在鎖緊圓螺母上開(kāi)有變形槽，用螺栓擰緊后使其變形鎖死。當(dāng)車(chē)輪需要旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)在三爪固定機(jī)構(gòu)上固定好的車(chē)輪，支撐管與橫筒發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。

（4）升降機(jī)構(gòu)。升降機(jī)構(gòu)用于使車(chē)輪上下運(yùn)動(dòng)。主要由手動(dòng)螺旋千斤頂、千斤頂墊塊、導(dǎo)向筒、導(dǎo)向筒墊塊、升降筒、頂塊、導(dǎo)向銷(xiāo)等組成。導(dǎo)向筒位于基礎(chǔ)車(chē)底座的中心處，導(dǎo)向筒內(nèi)有升降筒，升降筒底部有頂塊，頂塊下方為千斤頂。工作時(shí)，扳動(dòng)手動(dòng)螺旋千斤頂棘輪組的方向選擇開(kāi)關(guān)，可使千斤頂升或降單向工作，并且可以通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制其上下運(yùn)動(dòng)的速度，從而控制車(chē)輪的升降速度，防止像液壓千斤頂一樣下降時(shí)不可控制，避免安全事故的發(fā)生。

（5）垂直輔助機(jī)構(gòu)。垂直輔助機(jī)構(gòu)用于在車(chē)輪拆裝時(shí)保持車(chē)輪垂直。主要由支架、調(diào)整螺母、調(diào)整螺桿、支撐輪等部分組成。支架焊接在導(dǎo)向筒上，調(diào)整螺桿插在支架上，在調(diào)整螺桿的側(cè)面開(kāi)有導(dǎo)向槽，通過(guò)導(dǎo)向銷(xiāo)控制，支撐輪用于頂推輪胎側(cè)面。旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母可以調(diào)整支撐輪的進(jìn)出量。在拆裝過(guò)程中，由于車(chē)輪重量、機(jī)具加工精度、材料等原因，整個(gè)車(chē)輪會(huì)發(fā)生側(cè)傾。一旦車(chē)輪側(cè)傾，拆卸時(shí)，輪轂螺栓與車(chē)輪輪盤(pán)的孔就會(huì)因咬合而難以分開(kāi)；安裝時(shí)，輪轂螺栓與車(chē)輪輪盤(pán)的孔就很難對(duì)準(zhǔn)；嚴(yán)重影響拆裝。為保證拆裝方便，保證車(chē)輪在拆裝過(guò)程中保持垂直，而又不影響整個(gè)車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)三爪機(jī)構(gòu)將車(chē)輪固定后，用開(kāi)口扳手旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母，調(diào)整螺桿便在導(dǎo)向銷(xiāo)的限制下作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)支撐輪頂著車(chē)輪胎側(cè)進(jìn)出，調(diào)整車(chē)輪的垂直度。

（6）車(chē)輪與輪轂分離機(jī)構(gòu)。車(chē)輪與輪轂分離機(jī)構(gòu)用于在車(chē)輪拆卸時(shí)，使車(chē)輪與輪轂分離。主要由頂桿、頂頭、圓螺母、頂桿支架和快速扳手等組成。當(dāng)裝備長(zhǎng)期使用或封存后，輪轂與輪盤(pán)之間、輪轂螺栓與輪盤(pán)之間將會(huì)發(fā)生局分銹蝕，給車(chē)輪的拆卸帶來(lái)了困難。在傳統(tǒng)的車(chē)輪拆裝中，通常采用撬杠或錘擊的辦法分離，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，極不安全。工作時(shí)，頂頭頂在輪轂上，用快速扳手轉(zhuǎn)動(dòng)頂桿后部，頂桿在圓螺母中向前旋動(dòng)，頂頭頂著輪轂，通過(guò)三爪固定機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)車(chē)輪與輪轂分離。

3 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，工程裝備大型車(chē)輪的拆裝是裝備保障人員較困難的事。本文所設(shè)計(jì)的大型車(chē)輪拆裝車(chē)，具有拆裝過(guò)程中的車(chē)輪定位、移動(dòng)、升降、調(diào)整等功能，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)效率高、安全性和可靠性好等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)單人操作，已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利，具有較好的實(shí)用價(jià)值。