一種大型車輪拆裝車設計

陳六海，呂振堅

（解放軍理工大學 野戰(zhàn)工程學院，江蘇 南京 210007）

0 引言

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

1 大型車輪拆裝難點分析

（1）工程裝備大型車輪的輪胎體積大（直徑≥1.6m）、重量大（≥250kg），由于大多采用深凹形輪盤，組裝后整個車輪的重心在寬度方向上不在幾何中心位置，同時由于車輪較高，所以車輪拆裝、運輸時，若對車輪進行簡單固定、支撐，很容易側翻。

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

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

（4）大型車輪拆裝過程中，為保證輪轂一周的螺栓對準輪盤的螺栓孔，車輪需進行上下、前后、左右和圓周等多個方向的調整，難度大。

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

2 大型車輪拆裝車的設計

根據(jù)功能要求，大型車輪拆裝車主要適用于使用、維修單位對大型工程裝備（如：使用23.5-25 型寬基輪胎的ZL50 裝載機等）車輪的拆裝，具有拆裝過程中的車輪定位、移動、升降、調整等功能。整個拆裝過程可實現(xiàn)單人操作完成，作業(yè)安全可靠、效率高。

根據(jù)車輪拆裝的技術難點分析，大型車輪拆裝車主要包括基礎車 （車輪移動）、三爪固定機構、旋轉機構、升降機構、垂直輔助機構、車輪與輪轂分離機構等六部分，如圖1 所示。

圖1 大型車輪拆裝車結構圖Fig.1 Structure of disassembling vehicle for big wheels

（1）基礎車?；A車是拆裝車所有零部件的載體，可以實現(xiàn)車輪的移動。主要由底座、固定輪和萬向輪組成。底座兩側設有向前延伸的支板，支板前端設有兩個固定輪（前輪），底座后方設有萬向輪（后輪）。萬向輪能自由換向，使車子能在狹小空間內轉向和移動，并在靠近腳部位置配有剎車裝置。在整個拆裝車的后部還設有推車手柄。

（2）三爪固定機構。三爪固定機構能滿足大型工程裝備車輪不同型號輪輞尺寸的需要，用于固定車輪。固定機構主要由卡爪、支撐板、轉動銷、支撐管、卡爪擋板、鎖緊螺母、鎖緊螺栓等部分組成。車輪拆裝時，將三爪固定機構的中心對準輪轂中心，并將三爪伸入車輪輪輞內，利用扳手扳動鎖緊螺母，擠壓支撐板，支撐板推動三個卡爪后部前移，三個卡爪繞轉動銷轉動，三個卡爪前端張開后支撐輪輞內圈面，支撐整個車輪。為防止在拆裝過程中，車輪輪輞與三個卡爪間的滑動，擰動鎖緊螺栓，利用輪輞邊緣的凸起，用螺栓予以鎖緊，保證車輪固定的可靠性

（3）旋轉機構。旋轉機構用于使三爪固定機構帶動車輪旋轉。主要由支撐管、橫筒和鎖緊圓螺母等部分組成。三爪固定機構焊接在車輪旋轉機構的支撐管上，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松脫，在鎖緊圓螺母上開有變形槽，用螺栓擰緊后使其變形鎖死。當車輪需要旋轉時，轉動在三爪固定機構上固定好的車輪，支撐管與橫筒發(fā)生相對轉動，實現(xiàn)車輪的轉動。

（4）升降機構。升降機構用于使車輪上下運動。主要由手動螺旋千斤頂、千斤頂墊塊、導向筒、導向筒墊塊、升降筒、頂塊、導向銷等組成。導向筒位于基礎車底座的中心處，導向筒內有升降筒，升降筒底部有頂塊，頂塊下方為千斤頂。工作時，扳動手動螺旋千斤頂棘輪組的方向選擇開關，可使千斤頂升或降單向工作，并且可以通過螺桿的旋轉速度來控制其上下運動的速度，從而控制車輪的升降速度，防止像液壓千斤頂一樣下降時不可控制，避免安全事故的發(fā)生。

（5）垂直輔助機構。垂直輔助機構用于在車輪拆裝時保持車輪垂直。主要由支架、調整螺母、調整螺桿、支撐輪等部分組成。支架焊接在導向筒上，調整螺桿插在支架上，在調整螺桿的側面開有導向槽，通過導向銷控制，支撐輪用于頂推輪胎側面。旋轉調整螺母可以調整支撐輪的進出量。在拆裝過程中，由于車輪重量、機具加工精度、材料等原因，整個車輪會發(fā)生側傾。一旦車輪側傾，拆卸時，輪轂螺栓與車輪輪盤的孔就會因咬合而難以分開；安裝時，輪轂螺栓與車輪輪盤的孔就很難對準；嚴重影響拆裝。為保證拆裝方便，保證車輪在拆裝過程中保持垂直，而又不影響整個車輪的旋轉，當三爪機構將車輪固定后，用開口扳手旋轉調整螺母，調整螺桿便在導向銷的限制下作直線運動，推動支撐輪頂著車輪胎側進出，調整車輪的垂直度。

（6）車輪與輪轂分離機構。車輪與輪轂分離機構用于在車輪拆卸時，使車輪與輪轂分離。主要由頂桿、頂頭、圓螺母、頂桿支架和快速扳手等組成。當裝備長期使用或封存后，輪轂與輪盤之間、輪轂螺栓與輪盤之間將會發(fā)生局分銹蝕，給車輪的拆卸帶來了困難。在傳統(tǒng)的車輪拆裝中，通常采用撬杠或錘擊的辦法分離，費時、費力，極不安全。工作時，頂頭頂在輪轂上，用快速扳手轉動頂桿后部，頂桿在圓螺母中向前旋動，頂頭頂著輪轂，通過三爪固定機構帶動整個車輪與輪轂分離。

3 結束語

長期以來，工程裝備大型車輪的拆裝是裝備保障人員較困難的事。本文所設計的大型車輪拆裝車，具有拆裝過程中的車輪定位、移動、升降、調整等功能，具有結構簡單、作業(yè)效率高、安全性和可靠性好等特點，可實現(xiàn)單人操作，已申請國家專利，具有較好的實用價值。