快速輪胎充氣機(jī)的設(shè)計(jì)【5張CAD圖紙】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告課題名稱(chēng) 快速輪胎充氣機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 定稿日期 2013 年 月 日9快速輪胎充氣機(jī)的設(shè)計(jì)1 選題背景及其意義1課題來(lái)源隨著時(shí)代的發(fā)展,汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入了尋常百姓家,汽車(chē)工業(yè)也經(jīng)歷了有史以來(lái)最高速的發(fā)展期,同時(shí)也對(duì)汽車(chē)制造業(yè)提出了更高的要求??焖佥喬コ錃鈾C(jī)正是基于這樣的狀況下而產(chǎn)生的提高汽車(chē)輪胎裝配效率的一種新型工具。2課題目的該課題的研究對(duì)于提高學(xué)生的工程能力,拓展生存空間有著非常重要的意義,以及為今后進(jìn)一步研究快速充氣機(jī)的研究做一個(gè)前期的準(zhǔn)備工作,具有重要的社會(huì)意義。為了響應(yīng)國(guó)家政策和社會(huì)學(xué)術(shù)界的需求,設(shè)計(jì)一種方便校內(nèi)教學(xué)以及研究人員開(kāi)發(fā)的教學(xué)型步進(jìn)輸送機(jī),可以讓研究人員基于現(xiàn)有的平臺(tái),簡(jiǎn)化了后續(xù)研究開(kāi)發(fā)的程序,為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供了原型,便于后續(xù)功能的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新課題的創(chuàng)建,具有便于理解,便于實(shí)用,簡(jiǎn)單,操作多樣化等特點(diǎn)。3課題意義隨著人們生活水平的不斷提高,目前,汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展速度很快,傳統(tǒng)的輪胎充氣設(shè)備不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的要求。研制與輪胎流水作業(yè)生產(chǎn)線配套的,機(jī)械化、自動(dòng)化、節(jié)能高效的充氣設(shè)備是現(xiàn)代化汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的實(shí)際問(wèn)題?;谏鲜鰞蓚€(gè)原因,我們有了研究基于單片機(jī)便攜式自動(dòng)控制充氣機(jī)這一課題的想法,便攜式自動(dòng)控制充氣機(jī)具有自動(dòng)充氣和放氣功能,氣壓檢測(cè)和氣壓預(yù)設(shè)功能,夜間照明、警示功能,體積非常小巧,性能高、無(wú)污染氣體排放,適合您的車(chē)輛出差、遠(yuǎn)行,是各車(chē)主攜帶的應(yīng)急必備工具。 本文介紹了在設(shè)計(jì)制作自動(dòng)充氣機(jī)中的工作成果和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。市面的充放氣機(jī)大都不是自動(dòng)的也不是氣壓可調(diào)的。隨著人們生活水平的提高,小汽車(chē)將成為家家戶戶必備的交通工具。再加上生活節(jié)奏的加快,時(shí)間已是最寶貴的東西。顯然市面上普通手動(dòng)控制的充氣機(jī),將滿足不了人們的需求,因此,我們就想到了做一件能夠自動(dòng)充放氣的充氣機(jī)。它能夠給人們?cè)谑褂眠^(guò)程中節(jié)省時(shí)間,同時(shí)又能夠很方便的使用。因?yàn)樗侨詣?dòng)的,所以只要把電源一安上,再設(shè)定你所需要?dú)鈮褐担蜁?huì)自動(dòng)地完成任務(wù)。并且在充/放氣完成之后將自動(dòng)停止。因此,研究一個(gè)能基于單片機(jī)自動(dòng)控制的自動(dòng)充/放氣機(jī)是很有必要的。下面將對(duì)自動(dòng)充氣機(jī)的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案思路(主要是涉及單片機(jī)控制的部分)做詳細(xì)地介紹。2 文獻(xiàn)綜述(國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì))輪胎是安全性與可靠性要求都很高的重要部件。都必須依靠輪胎的各種獨(dú)特的功能。輪胎是起落架機(jī)輪的組成部分,具有氣墊式緩沖器的作用,主要用途是在輪胎是在高負(fù)荷、高速度下使用,其下沉率(一般為30 %35 %)汽車(chē)輪胎,短時(shí)間內(nèi)的溫升也非常高,胎圈及胎肩幾分鐘內(nèi)的溫升可達(dá)到150攝氏度左右,所以輪胎只限于短時(shí)間、間歇使用。而且所充氣體為空氣,這是因?yàn)榭諝馐嵌栊詺怏w,熱膨脹系數(shù)小,充空氣的輪胎內(nèi)的壓力及溫度變化較小,增加輪胎反應(yīng)的Q度,增強(qiáng)汽車(chē)避震效果,改善輪胎彈跳的狀況;充空氣輪胎磨擦系數(shù)較小,與地面的摩擦力減少,提高了效率,降低了燃料費(fèi),使輪胎上的胎壓均勻,起飛和降落過(guò)程中能更平穩(wěn)、更安全,而且空氣分子比氧氣分子體積大,故泄漏量少。 輪胎爆裂事故在國(guó)內(nèi)外均有發(fā)生,從網(wǎng)上查到的結(jié)果來(lái)看,我國(guó)的大約每年發(fā)生一起,因此對(duì)輪胎內(nèi)的壓力各航空公司都有嚴(yán)格地規(guī)定。胎壓過(guò)低會(huì)導(dǎo)致不正常磨損或輪胎內(nèi)部損傷;胎壓過(guò)高則會(huì)使得輪胎及輪胎圈較易受到不平路面的沖擊而變形,甚至?xí)?dǎo)致爆胎。 隨著我國(guó)航空事業(yè)不斷發(fā)展和軍事力量的不斷提升,我們國(guó)家的民用以及新型軍用的數(shù)量也在不斷的增加,給輪胎科學(xué)的、定量的安全充氣也擺在了我們的面前,如果能夠研發(fā)出準(zhǔn)確的滿足所有輪胎的自動(dòng)充氣設(shè)備,將會(huì)迎來(lái)大好的發(fā)展機(jī)遇。目前除少數(shù)幾個(gè)維修廠具有進(jìn)口的輪胎充氣裝置外,輪胎的充氣工作主要是沿用多年來(lái)的傳統(tǒng)方法使用冷氣瓶直接對(duì)接于輪胎的氣嘴如圖1,沒(méi)有采用先進(jìn)的壓力檢測(cè)和壓力控制技術(shù),需憑維修人員的操作經(jīng)驗(yàn)2 來(lái)確定充氣壓力,要達(dá)到輪胎額定壓力往往需經(jīng)過(guò)多次的充氣與測(cè)量過(guò)程,充氣時(shí)間長(zhǎng),勞動(dòng)強(qiáng)度大,且充氣氣壓不受控、不穩(wěn)定、不精確、可靠性差。由于充氣壓力由空氣瓶提供,系統(tǒng)壓力高,所以誤操作可能會(huì)引發(fā)安全事故。此外,手動(dòng)工作每次僅能對(duì)一個(gè)輪胎進(jìn)行充、放氣及泄漏檢測(cè),所以維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大,并且工作效率較低。 圖 1 傳統(tǒng)方法充氣 國(guó)外普遍采用自動(dòng)充氣檢測(cè)裝置完成輪胎的充氣以及檢漏工作。通過(guò)選擇不同的型號(hào)、輪胎參數(shù),一臺(tái)自動(dòng)充氣檢測(cè)裝置可同時(shí)完成多個(gè)輪胎的自動(dòng)充氣、放氣、循環(huán)檢測(cè)泄漏等工作如圖2,此外該裝置還能夠自動(dòng)打印報(bào)表。還有的通過(guò)檢測(cè)輪胎的壓力從而計(jì)算出的重量,從而確定型號(hào),給輪胎充氣。 3 研究?jī)?nèi)容主機(jī)的功能結(jié)構(gòu)隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的輪胎充氣工藝遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的要求。研制與輪胎流水作業(yè)生產(chǎn)線配套的,機(jī)械化、自動(dòng)化、節(jié)能高效的充氣設(shè)備是現(xiàn)代化汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的實(shí)際問(wèn)題。設(shè)備由本體臺(tái)架、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)等4部分組成。其中本體臺(tái)架又由工作臺(tái)、車(chē)輪傳送機(jī)構(gòu)、車(chē)輪定位機(jī)構(gòu)、車(chē)輪卡緊機(jī)構(gòu)、輪胎充氣裝置等5部分組成。圖2.1 快速輪胎充氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖工作原理本公開(kāi)了一種與現(xiàn)用打氣筒操作方式完全不同并裝有安全閥的新型式輪胎打氣機(jī)。它操作更省力、簡(jiǎn)便,工作效率提高,可避免輪胎打爆,適用于各種 輪胎打氣。其特點(diǎn)是:兩個(gè)氣筒內(nèi)各放置一特制活塞體,并由一根推桿連接兩活塞體,兩個(gè)氣筒的另一端,分別通過(guò)一個(gè)內(nèi)裝單向氣門(mén)的彎管與一個(gè)過(guò)渡裝氣筒密封 連接,在推桿的中點(diǎn)安裝一個(gè)固定軸及軸套,與操作桿下端的開(kāi)口滑頭相配合,過(guò)渡裝氣筒上裝設(shè)有安全閥。使用時(shí),在安全閥上設(shè)定輪胎的最大充氣量,翻開(kāi)并腳 踩踏板,前后扳動(dòng)手柄,當(dāng)安全閥排氣時(shí),即完成充氣。 課題設(shè)計(jì)要求 (1).最大鎖緊力:15000N;(2).下行速度:20mm/sec;(3).最大工作壓力:1Mpa;(4).總體尺寸:800X600X2000mm。4 研究方案4.1 總體方案圖5總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)輪胎自動(dòng)充氣系統(tǒng)的功能和使用環(huán)境的分析,對(duì)輪胎自動(dòng)充氣系統(tǒng)提出以下要求: 可以在任何位置給輪胎充氣。 該裝置具有防水功能。 (3).最大鎖緊力:15000N;(4).下行速度:20mm/sec;(5).最大工作壓力:1Mpa;(6).總體尺寸:800X600X2000mm。7 方便觀察和操作。 由于輪胎自動(dòng)充氣系統(tǒng)要求可以在任何位置給輪胎充氣,這樣該系統(tǒng)就需要有獨(dú)立的氣源,而飛機(jī)輪胎使用的是空氣,那么這里使用的是瓶裝的空氣,為以防萬(wàn)一,對(duì)該充氣系統(tǒng)配備兩個(gè)空氣鋼瓶,一個(gè)是主氣瓶,另一個(gè)是備用氣瓶??梢韵氲娇諝馄吭谠摮錃庀到y(tǒng)中占的體積最大,為了方便安裝和移動(dòng)空氣瓶, 4.2 擬采取的技術(shù)措施設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前,必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。1)主機(jī)的概況:用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等;2)液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作,動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何;3)液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式,運(yùn)動(dòng)速度;4)各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì);5)對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求;6)自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求;7)對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求;8)對(duì)效率、成本等方面的要求。4.3課題預(yù)計(jì)達(dá)到的目標(biāo)通過(guò)對(duì)市面上的相關(guān)同類(lèi)產(chǎn)品以及國(guó)內(nèi)外的各種專(zhuān)利進(jìn)行研究與分析,從使用的實(shí)用性,可行性,簡(jiǎn)易性出發(fā),以減少制造成本,降低售價(jià)且功能齊全,增加可利用性,滿足后續(xù)設(shè)計(jì)研發(fā)和創(chuàng)新的目的,設(shè)計(jì)一臺(tái)用于快速輪胎充氣機(jī),具有完整的結(jié)構(gòu)、功能。4.4技術(shù)難點(diǎn)1). 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否準(zhǔn)確、精度是否合理;2)控制電路方面的靈敏度是否能達(dá)到理想值;5 進(jìn)度計(jì)劃2012.11 收集、研究資料;2012.12 開(kāi)題,擬訂總體設(shè)計(jì)方案;2013.1-2 修改、完善開(kāi)題報(bào)告;完成文獻(xiàn)翻譯;2013.2.13-2013.3.31 系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算,繪制總裝配圖;2013.4.1-2013.4.15 繪制主要零件的零件施工圖;2013.4.16-2013.4.30 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),繪制接線原理圖;2013.5.1-2013.5.5 控制系統(tǒng)部分程序編寫(xiě);2013.5.6-2013.5.20 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū);2013.5.21-2013.5.25 修改及準(zhǔn)備答辯。參考文獻(xiàn)1 王世明 機(jī)床與液壓J上海海洋大學(xué)工程學(xué)院 1996,(08)2 楊華勇 周華 路甬祥 中國(guó)機(jī)械工程M浙江大學(xué) 2000,(12)3 楊爾莊 液壓氣動(dòng)與密封J 中國(guó)液壓氣動(dòng)密封件工業(yè)協(xié)會(huì) 1993,(04)4 范士娟 楊超 液壓與氣動(dòng)J 華東交通大學(xué),機(jī)電工程學(xué)院 2005,(08)5 司癸卯 李曉寧 筑路機(jī)械與施工機(jī)械化J 長(zhǎng)安大學(xué)道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2009,076 汪世益 方勇 滿忠偉 工程機(jī)械J 安徽工業(yè)學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2010,(09)7 楊爾莊國(guó)液壓氣動(dòng)技術(shù)的現(xiàn)狀及展望 M 液壓與氣動(dòng) 1998,(06)8 楊爾莊液壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)-液壓氣動(dòng)與密封,J 1998,(01)9 李運(yùn)華,史維祥流體動(dòng)力技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 J 機(jī)械與液壓 1994,(04)10 曹秉剛,郭卵應(yīng),中野和夫,史維祥錐閥流場(chǎng)的邊界元J 1991,(02)11 章本照編著流體力學(xué)中的有限元法M 機(jī)械工業(yè)出版社 198612 H. Hanafusa, Design of electro-hydraulic servo system for articulated robot,Journal of the Japan Hydraulics and Pneumatics Society 13 7 1982 18.13 13H.B. Kuntze et al., On the model-based control of a hydraulic large range- robot, IFAC Robot Control 1991 207212.14 張立科 單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航M 人民郵電出版社,2004.15 李群芳 肖看單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)M清華大學(xué)出版社,2005.16 孫涵芳 MCS-96、51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用M 北京航空航天大學(xué)出版社199417 南建輝 熊鳴 王軍茹 MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例M 清華大學(xué)出版社,2004.18 劉文濤 單片機(jī)語(yǔ)言C51典型應(yīng)用設(shè)計(jì)M19 范風(fēng)強(qiáng),蘭嬋麗編著 單片機(jī)語(yǔ)言C51應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)集錦M20 李朝青主編 單片機(jī)&DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊(cè)M 21 李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 西安:電子科技大學(xué)出版社,2002.指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日開(kāi)題答辯小組意見(jiàn)1、論文選題:有理論意義;有工程背景;有實(shí)用價(jià)值;意義不大。2、論文的難度:偏高;適當(dāng);偏低。3、論文的工作量:偏大;適當(dāng);偏小。4、設(shè)計(jì)或研究方案的可行性:好;較好;一般;不可行。5、學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)資料及課題的了解程度:好;較好;一般;較差。6、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的綜合能力和表達(dá)能力:好;較好;一般;較差。7、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的創(chuàng)新能力:好;較好;一般;較差。8、對(duì)論文選題報(bào)告的總體評(píng)價(jià):好;較好;一般;較差(在相應(yīng)的方塊內(nèi)作記號(hào)“”)建議結(jié)論評(píng)議小組組長(zhǎng)簽名:評(píng)議小組組員簽名: 年 月 日
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