新型輪擋研究

朱瑞婕　陳佳偉

摘 要：安全是一個(gè)永恒的主題，它是賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。地面安全是行業(yè)監(jiān)管的工作重點(diǎn)。在地面停放過程中，由于天氣、環(huán)境、突發(fā)意外事件、人為失誤等因素可能會造成的地面事故。輪擋指在存放庫或其他臨時(shí)場地時(shí)用于限制輪胎位置的裝置，輪擋是常用的地面安全設(shè)備。

關(guān)鍵詞：輕型 穩(wěn)定 輪擋 安全

Research on New Wheel Gear

Zhu Ruijie Chen Jiawei

Abstract：Security is an eternal theme， and it is the basis for survival and development. Ground safety is the focus of industry supervision. In the process of parking on the ground， ground accidents may be caused due to factors such as weather， environment， unexpected events， and human error. Wheel stop refers to a device used to limit the position of tires in storage or other temporary venues. Wheel stop is a commonly used ground safety device.

Key words：light weight， stability， wheel block， safety

目前大學(xué)生對軍事知識的好奇和好學(xué)，不僅對外形結(jié)構(gòu)和駕駛技術(shù)感興趣，還對其平時(shí)的使用維護(hù)感興趣，所以由此想到停放時(shí)需要輪擋，但傳統(tǒng)的輪擋體積大重量重，不方便，因此想要設(shè)計(jì)出一種輕型穩(wěn)定的輪擋。

輪擋指在存放機(jī)庫或其他臨時(shí)場地時(shí)用于限制機(jī)輪位置的裝置，是停放或者開展維護(hù)工作時(shí)必須使用的裝置。現(xiàn)有常用的輪擋的設(shè)計(jì)是長條形三角截面結(jié)構(gòu)，整體體積較大，重量較重，雖能滿足停放時(shí)限制機(jī)輪移動的要求，但置維護(hù)箱內(nèi)所需的空間較大，也不便于攜帶以及進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。傳統(tǒng)的輪擋結(jié)構(gòu)笨重不易搬動，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)焊接型的輪擋，大大減少整體重量，方便地勤人員攜帶并節(jié)約存放的空間。當(dāng)停在地面上，為了防止飛小心在外力的作用下移動，尤其是風(fēng)荷載的作用下，其將被放置在停車制動。

汽車輪擋常在人們的生活中發(fā)揮作用，其作用是為了防止汽車溜坡下滑造成事故，所以對于汽車停放尤為重要。

汽車在長時(shí)間停放時(shí)，如長期停放于車庫內(nèi)或長期不用時(shí)， 一般都需要用到手制動。在不用手制動的情況下，遇到路面不平或有斜坡的時(shí)候，汽車就會滑動，但這樣手制動就會受到外力的作用，進(jìn)而會縮短手制動的使用壽命。實(shí)際車輛運(yùn)輸作業(yè)中，在車輛臨時(shí)?？繒r(shí)為防止溜車設(shè)計(jì)出的一種車輛輪擋裝置。主要用于在車輛停車裝貨過程中卡住輪胎，防止因路面傾斜而發(fā)生溜車造成不必要的損失，消除了安全隱患。同時(shí)，該輪擋制動裝置配有扶手和輥輪，使用完成后便于取回，保證使用人員的安全。由于在車輛裝貨過程中，車輛體積大、重量較重，雖然車輛有制動裝置，但仍有溜車隱患，一旦發(fā)生溜車事故，將對人員和財(cái)產(chǎn)安全有著極大的威脅，因此輪擋器在車輛停車制動中是急切需要的。

現(xiàn)有的輪擋出于成本和制造難度考慮，多采用樹脂或橡膠制成，為移動方便，多數(shù)輪擋上安裝有輪子、提手，需要增加輪子安裝件和提手固定件，增加了加工難度和制造成本，同時(shí)輪子和提手損壞時(shí)，更換不方便。目前，我國常用的輪擋有橡膠輪擋、金屬輪擋、木輪擋和塑料輪擋。

1 材料的選取

我們的要求是應(yīng)采用金屬或其他等強(qiáng)度非金屬材料制作輪擋達(dá)到輕型穩(wěn)定的效果，而且所有輪擋接觸地面應(yīng)具有防滑功能。

輪擋材料的選擇應(yīng)考慮環(huán)境因素導(dǎo)致性能下降和材料變質(zhì)所帶來的影響。在低溫脆性、回彈性、耐磨性、壓縮永久變形、硬度、拉伸應(yīng)力應(yīng)變、熱空氣老化方面按照GB進(jìn)行測試。

傳統(tǒng)的建造材料為鋼筋水泥這種材料壽命比較短，平面出現(xiàn)裂紋可反復(fù)修復(fù)，而現(xiàn)階段一般為鋼鋁結(jié)構(gòu)，壽命一般情況下長達(dá)75年。正常情況下，質(zhì)量同重量成正比。換句話說，強(qiáng)度和韌性往往與重量和質(zhì)量成正相關(guān)，堅(jiān)固耐用的物品材料肯定要重，這幾乎是人們的普遍的共識。但在實(shí)際應(yīng)用中就不可避免的要產(chǎn)生矛盾：既要重量輕又要強(qiáng)度強(qiáng)，經(jīng)久耐用，有時(shí)不免顧此失彼，難以兼顧也就無法做到兩全其美。那么，如果要達(dá)到輕型穩(wěn)定的效果，對材料的重量就有一定的要求，自然是越輕越好，因此需要一種既輕又強(qiáng)的材料。我們發(fā)現(xiàn)含有鎂、鋅、鈉等特殊元素的全鋁材質(zhì)不僅剛?cè)岵?jì)，輕質(zhì)耐用，而且耐腐蝕耐高溫耐潮濕，所以我們選定了一種名為變形鋁合金的材質(zhì)，它的優(yōu)點(diǎn)有組織致密，成分性能均勻具有強(qiáng)度高、塑性好、比強(qiáng)度大、批質(zhì)量穩(wěn)定，是優(yōu)秀的輕型材料。

在輪擋中的桿后端錐體部分增加橡膠套，橡膠輪擋截面形狀應(yīng)為三角形或近似三角形，增大摩擦力，較小磨損，所以材料由耐磨耐高的特種材料膠合鋼絲而成。最后，在其表面增加漆層作為防腐處理。

一般汽車輪擋使用的是橡膠擋車器。橡膠擋車器又稱車輪擋輪器、倒車墊、阻位器、擋車器等，是采用高強(qiáng)度天然橡膠經(jīng)硫化高壓合成，抗壓性能好，而且坡體有一定柔軟度，黑黃相間含反光材料符合國際標(biāo)準(zhǔn)，醒目明顯并具有減速、防滑、耐磨、減輕對車輛輪胎的磨損等特點(diǎn)。可以防止車輛倒車進(jìn)車庫時(shí)越位，避免車輛的碰撞，是限定車輛正確停放位置的最佳設(shè)施。由橡膠和塑膠制成，外貼反光片。

2 結(jié)構(gòu)的研究

輪擋的工作原理：當(dāng)作用于輪胎壓在輪擋上時(shí)，輪擋的水平分量和地面摩擦力對輪擋的作用，輪擋處于受力平衡狀態(tài)。輪擋是由反作用力的水平分量和地面摩擦力作用在飛機(jī)輪胎上的，地面與輪擋之間的摩擦阻止了輪擋的移動，輪擋的剛度保持了輪擋的形狀，輪擋的強(qiáng)度保持了輪擋的完整。

根據(jù)輪胎寬度和直徑設(shè)計(jì)采用兩個(gè)相應(yīng)寬度的U型件與兩個(gè)適應(yīng)直徑長度的撐桿焊接，架起整個(gè)輪擋的主體結(jié)構(gòu)，加上中間橫梁連接底部U型件，使輪擋整體穩(wěn)固，采用對應(yīng)輪擋直徑的彎曲型板焊接于橫梁和上部U型件，用于貼合機(jī)輪提供。

采取預(yù)設(shè)鉆孔的球體來固定焊接兩件U型件尾端，牢固可靠，定位精確;采用貼合機(jī)輪直徑的彎曲板使整個(gè)受力平攤在整個(gè)輪首裝置上，在使用中可以更加穩(wěn)定;控桿尾端增加像膠套，增大摩擦力，保證承受足量外力的同時(shí)，不會發(fā)生移動。輪擋后端采用錐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與前端形成一個(gè)30°角斜坡，既能防止輪胎爬上輪擋，又能防止輪胎推開。輪擋推桿后端錐體部分增加橡膠套，橡膠輪擋截面形狀應(yīng)為三角形或近似三角形，增大摩擦力，較小磨損，當(dāng)機(jī)輪向前或向后移動時(shí)，輪擋后端著地保證承受足夠外力的同時(shí)，不會發(fā)生移動。我們還在U型結(jié)構(gòu)的斜面上設(shè)有反光條安裝槽，反光條安裝槽的兩側(cè)設(shè)有反光圓槽，以防夜晚因輪擋相對較小而不容易被人看見而易發(fā)生的危險(xiǎn)。結(jié)構(gòu)如圖所示。

目前實(shí)用新型汽車輪擋，包括墊板、支板、連接墊板和支板的連接板、帶有柔性鎖鏈的鎖，所述的鎖與墊板連接。采用以上結(jié)構(gòu)后，由墊板、支板、地面組成的三角機(jī)構(gòu)就可以限制汽車輪胎的滑動，減少汽車手制動的受力，從而延長手制動的壽命。又由于同時(shí)設(shè)計(jì)了一把帶有柔性鎖鏈的鎖，更提高了汽車的防盜安全系數(shù)。所述的墊板與支板鉸接，所述的連接板的一端與支板鉸接，連接板的另一端與墊板是可定位的滑動連接，即連接板的另一端固定有圓銷，墊板的側(cè)面沿長度方向開有與圓銷尺寸相配的滑槽，且且滑槽沿長度方向在其一邊開有若干個(gè)與圓銷尺寸相配的定位槽，所述的圓銷位于所述的滑槽或定位槽內(nèi)。

3 結(jié)論

考慮環(huán)境因素導(dǎo)致性能下降和材料變質(zhì)給輪擋帶來的影響，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了輪擋的一些基本要求：從尺寸上來說，輪擋尺寸應(yīng)符合其所限制移動的輪胎的規(guī)格。輪擋長度應(yīng)符合其所阻擋輪胎數(shù)量要求，并應(yīng)大于輪胎接地處寬度。強(qiáng)度上，輪擋結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度應(yīng)能承受正常工作條件下其適用機(jī)型對其的工作載荷而不破損。重量上，輪擋重量應(yīng)適當(dāng)，既便于人工搬挪，還應(yīng)防止被航空器發(fā)動機(jī)噴氣或大風(fēng)吹走，或被水流沖走。密度上，輪擋總體密度應(yīng)大于水的密度。從使用便利的角度上說輪擋應(yīng)便于搬運(yùn)、擺放、撤取。為便于使用，可在輪擋上設(shè)置繩索或把手。

在材料方面，我們找到了一種名為變形鋁合金的材質(zhì)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鋁結(jié)構(gòu)作為本次研究輪擋的主要材料，它的強(qiáng)度大且穩(wěn)定，非常符合我們此次研究輕型穩(wěn)定輪擋的要求，既然還需要更加穩(wěn)定，那么我們找到一種由耐磨耐高的特種材料膠合鋼絲而成得橡膠在輪擋中桿后端錐體部分增加橡膠套來增大摩擦力。在結(jié)構(gòu)上，我們采取預(yù)設(shè)鉆孔的球體來固定焊接兩件U型件尾端，貼合機(jī)輪直徑的彎曲板使整個(gè)受力平攤在整個(gè)輪首裝置上，控桿尾端增加像膠套，輪擋后端采用錐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與前端形成一個(gè)30”角斜坡。為了使輪擋更加防滑，可采用給輪擋安裝防滑釘?shù)姆绞絹硖岣咻啌醯姆阑?為了便于使用，還可在輪擋在輪擋上設(shè)置繩索或者把手。輪擋還應(yīng)具有較好的可見性，可采用在輪擋表面噴涂顏色鮮亮的顏料來增強(qiáng)可見性，也可給輪擋涂一些反光材料來提高夜間的可見性。此設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)就是由于更加需要結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可能在存放上具有一定的難度，因?yàn)椴荒苷郫B，所以占據(jù)位置比較大，那么存放的位置就需要更大的空間。

所以輪擋是重要的地面安全設(shè)備，當(dāng)飛機(jī)或者汽車?？?、短暫停留時(shí)，通常使用輪擋來防止意外移動，避免造成地面安全事故。

獲景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目資助 編號：X10408001

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