资料全套-快速轮胎充气机的设计【5张CAD图纸】
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- 内容简介：
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毕业设计（论文）开题报告课题名称 快速轮胎充气机的设计学 院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 定稿日期 2013 年 月 日9快速轮胎充气机的设计1 选题背景及其意义1课题来源随着时代的发展，汽车已经进入了寻常百姓家，汽车工业也经历了有史以来最高速的发展期，同时也对汽车制造业提出了更高的要求。快速轮胎充气机正是基于这样的状况下而产生的提高汽车轮胎装配效率的一种新型工具。2课题目的该课题的研究对于提高学生的工程能力，拓展生存空间有着非常重要的意义，以及为今后进一步研究快速充气机的研究做一个前期的准备工作，具有重要的社会意义。为了响应国家政策和社会学术界的需求，设计一种方便校内教学以及研究人员开发的教学型步进输送机，可以让研究人员基于现有的平台，简化了后续研究开发的程序，为机电一体化产品提供了原型，便于后续功能的开发和创新课题的创建，具有便于理解，便于实用，简单，操作多样化等特点。3课题意义随着人们生活水平的不断提高,目前，汽车工业的发展速度很快,传统的轮胎充气设备不能适应现代化生产规模的要求。研制与轮胎流水作业生产线配套的,机械化、自动化、节能高效的充气设备是现代化汽车生产企业亟待解决的实际问题。基于上述两个原因，我们有了研究基于单片机便携式自动控制充气机这一课题的想法，便携式自动控制充气机具有自动充气和放气功能，气压检测和气压预设功能，夜间照明、警示功能，体积非常小巧,性能高、无污染气体排放，适合您的车辆出差、远行，是各车主携带的应急必备工具。 本文介绍了在设计制作自动充气机中的工作成果和经验总结。市面的充放气机大都不是自动的也不是气压可调的。随着人们生活水平的提高，小汽车将成为家家户户必备的交通工具。再加上生活节奏的加快，时间已是最宝贵的东西。显然市面上普通手动控制的充气机，将满足不了人们的需求，因此，我们就想到了做一件能够自动充放气的充气机。它能够给人们在使用过程中节省时间，同时又能够很方便的使用。因为它是全自动的，所以只要把电源一安上，再设定你所需要气压值，它就会自动地完成任务。并且在充/放气完成之后将自动停止。因此，研究一个能基于单片机自动控制的自动充/放气机是很有必要的。下面将对自动充气机的设计原理及设计方案思路（主要是涉及单片机控制的部分）做详细地介绍。2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）轮胎是安全性与可靠性要求都很高的重要部件。都必须依靠轮胎的各种独特的功能。轮胎是起落架机轮的组成部分，具有气垫式缓冲器的作用，主要用途是在轮胎是在高负荷、高速度下使用，其下沉率（一般为30 %35 %）汽车轮胎，短时间内的温升也非常高，胎圈及胎肩几分钟内的温升可达到150摄氏度左右，所以轮胎只限于短时间、间歇使用。而且所充气体为空气，这是因为空气是惰性气体，热膨胀系数小，充空气的轮胎内的压力及温度变化较小，增加轮胎反应的Q度，增强汽车避震效果，改善轮胎弹跳的状况；充空气轮胎磨擦系数较小，与地面的摩擦力减少，提高了效率，降低了燃料费，使轮胎上的胎压均匀，起飞和降落过程中能更平稳、更安全，而且空气分子比氧气分子体积大，故泄漏量少。 轮胎爆裂事故在国内外均有发生，从网上查到的结果来看，我国的大约每年发生一起，因此对轮胎内的压力各航空公司都有严格地规定。胎压过低会导致不正常磨损或轮胎内部损伤；胎压过高则会使得轮胎及轮胎圈较易受到不平路面的冲击而变形，甚至会导致爆胎。 随着我国航空事业不断发展和军事力量的不断提升，我们国家的民用以及新型军用的数量也在不断的增加，给轮胎科学的、定量的安全充气也摆在了我们的面前，如果能够研发出准确的满足所有轮胎的自动充气设备，将会迎来大好的发展机遇。目前除少数几个维修厂具有进口的轮胎充气装置外，轮胎的充气工作主要是沿用多年来的传统方法使用冷气瓶直接对接于轮胎的气嘴如图1，没有采用先进的压力检测和压力控制技术，需凭维修人员的操作经验2 来确定充气压力，要达到轮胎额定压力往往需经过多次的充气与测量过程，充气时间长，劳动强度大，且充气气压不受控、不稳定、不精确、可靠性差。由于充气压力由空气瓶提供，系统压力高，所以误操作可能会引发安全事故。此外，手动工作每次仅能对一个轮胎进行充、放气及泄漏检测，所以维修人员的劳动强度大，并且工作效率较低。 图 1 传统方法充气 国外普遍采用自动充气检测装置完成轮胎的充气以及检漏工作。通过选择不同的型号、轮胎参数，一台自动充气检测装置可同时完成多个轮胎的自动充气、放气、循环检测泄漏等工作如图2，此外该装置还能够自动打印报表。还有的通过检测轮胎的压力从而计算出的重量，从而确定型号，给轮胎充气。 3 研究内容主机的功能结构随着汽车工业的发展，传统的轮胎充气工艺远不能适应现代化生产规模的要求。研制与轮胎流水作业生产线配套的，机械化、自动化、节能高效的充气设备是现代化汽车生产企业亟待解决的实际问题。设备由本体台架、液压传动系统、气动系统、微机测控系统等4部分组成。其中本体台架又由工作台、车轮传送机构、车轮定位机构、车轮卡紧机构、轮胎充气装置等5部分组成。图2.1 快速轮胎充气机的结构示意图工作原理本公开了一种与现用打气筒操作方式完全不同并装有安全阀的新型式轮胎打气机。它操作更省力、简便，工作效率提高，可避免轮胎打爆，适用于各种 轮胎打气。其特点是：两个气筒内各放置一特制活塞体，并由一根推杆连接两活塞体，两个气筒的另一端，分别通过一个内装单向气门的弯管与一个过渡装气筒密封 连接，在推杆的中点安装一个固定轴及轴套，与操作杆下端的开口滑头相配合，过渡装气筒上装设有安全阀。使用时，在安全阀上设定轮胎的最大充气量，翻开并脚 踩踏板，前后扳动手柄，当安全阀排气时，即完成充气。 课题设计要求 (1).最大锁紧力：15000N；(2).下行速度：20mm/sec；(3).最大工作压力：1Mpa；(4).总体尺寸：800X600X2000mm。4 研究方案4.1 总体方案图5总体方案设计根据轮胎自动充气系统的功能和使用环境的分析，对轮胎自动充气系统提出以下要求： 可以在任何位置给轮胎充气。 该装置具有防水功能。 (3).最大锁紧力：15000N；(4).下行速度：20mm/sec；(5).最大工作压力：1Mpa；(6).总体尺寸：800X600X2000mm。7 方便观察和操作。 由于轮胎自动充气系统要求可以在任何位置给轮胎充气，这样该系统就需要有独立的气源，而飞机轮胎使用的是空气，那么这里使用的是瓶装的空气，为以防万一，对该充气系统配备两个空气钢瓶，一个是主气瓶，另一个是备用气瓶。可以想到空气瓶在该充气系统中占的体积最大，为了方便安装和移动空气瓶， 4.2 拟采取的技术措施设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等；2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何；3）液压驱动机构的运动形式，运动速度；4）各动作机构的载荷大小及其性质；5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求；6）自动化程序、操作控制方式的要求；7）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；8）对效率、成本等方面的要求。4.3课题预计达到的目标通过对市面上的相关同类产品以及国内外的各种专利进行研究与分析，从使用的实用性，可行性，简易性出发，以减少制造成本，降低售价且功能齐全，增加可利用性，满足后续设计研发和创新的目的，设计一台用于快速轮胎充气机，具有完整的结构、功能。4.4技术难点1). 机械系统机构的设计是否准确、精度是否合理；2)控制电路方面的灵敏度是否能达到理想值；5 进度计划2012.11 收集、研究资料；2012.12 开题，拟订总体设计方案；2013.1-2 修改、完善开题报告；完成文献翻译；2013.2.13-2013.3.31 系统有关设计计算，绘制总装配图；2013.4.1-2013.4.15 绘制主要零件的零件施工图；2013.4.16-2013.4.30 控制系统设计，绘制接线原理图；2013.5.1-2013.5.5 控制系统部分程序编写；2013.5.6-2013.5.20 撰写设计计算说明书；2013.5.21-2013.5.25 修改及准备答辩。参考文献1 王世明 机床与液压J上海海洋大学工程学院 1996,(08)2 杨华勇 周华 路甬祥 中国机械工程M浙江大学 2000,(12)3 杨尔庄 液压气动与密封J 中国液压气动密封件工业协会 1993,(04)4 范士娟 杨超 液压与气动J 华东交通大学,机电工程学院 2005,(08)5 司癸卯 李晓宁 筑路机械与施工机械化J 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室 2009,076 汪世益 方勇 满忠伟 工程机械J 安徽工业学机械工程学院 2010,(09)7 杨尔庄国液压气动技术的现状及展望 M 液压与气动 1998，（06）8 杨尔庄液压技术现状及发展趋势-液压气动与密封，J 1998，（01）9 李运华，史维祥流体动力技术的现状与发展 J 机械与液压 1994，（04）10 曹秉刚，郭卵应，中野和夫，史维祥锥阀流场的边界元J 1991，（02）11 章本照编著流体力学中的有限元法M 机械工业出版社 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 张立科 单片机典型模块设计实例导航M 人民邮电出版社，2004.15 李群芳 肖看单片机原理、接口及应用嵌入式系统技术基础M清华大学出版社，2005.16 孙涵芳 MCS-96、51系列单片机原理及应用M 北京航空航天大学出版社199417 南建辉 熊鸣 王军茹 MCS-51单片机原理及应用实例M 清华大学出版社，2004.18 刘文涛 单片机语言C51典型应用设计M19 范风强，兰婵丽编著 单片机语言C51应用实战集锦M20 李朝青主编 单片机&DSP外围数字IC技术手册M 21 李建忠.单片机原理及应用M. 西安:电子科技大学出版社,2002.指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日开题答辩小组意见1、论文选题：有理论意义；有工程背景；有实用
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