双液压缸翻转式重型备胎架的设计

　　备胎几乎是所有轮式行走车辆的常用备件, 对于小型轿车、轻卡等车辆, 由于轮胎外形尺寸较小、质量轻, 能够依靠人力进行备胎装卸, 而对于某些配置大直径轮胎的工程车辆、越野车辆, 多数轮胎直径超过1m、质量超过100kg, 仅仅依靠人力装卸更换备胎是比较困难的。本文中将直径超过1.5m、质量超过200kg的轮胎称为重型轮胎。

　　综合考察国内商用卡车中备胎的实际应用情况, 可以概括有固定式和活动式两种备胎机构, 均普遍存在备胎质量轻、安装位置低、翻转角度小( 一般在0°-90°) 等缺点, 有个别高位置大轮胎应用在军用车辆上的实例, 但其备胎机构结构复杂, 翻转角度也局限在0°-180°。

　　为解决上述问题, 本文针对重型轮胎的备胎机构开发了一种双液压缸翻转式重型备胎架, 该机构由轮胎固定器、固定架、第I液压缸、第II液压缸、中间架和翻转架组成, 液压系统采用电动液压泵作为两液压缸的驱动力, 利用双液压缸的联动动作可实现翻转角度大于180°的起落要求, 而且操纵方便、省力, 解决了大轮胎、重轮胎高位置起落中的诸多困难。同时，该机构设计了4套安全装置:限位开关、液压锁、自动调压卸荷装置和液压缸长度限位装置，通过点动按钮开关实现液压缸驭动，液压件采用标准通用件，易满足备件及维修工艺需求，在某重型越野车上的实际应用证明该机构具有很高的实用价值。表1为双液压缸翻转式重型备胎架与常见备胎机构的性能比较。

　　1机构原理

　　现以某重型底盘装备的备胎为例进行方案设计。该型轮胎直径1.5m,宽度0.635m，整个轮脸含钢质轮车即的质量是280kg，安装高度不大于3m。为了解决外形大、质量大对使用性能的限制这个问题，设计开发以电动液压泵为动力源的双作用单活塞双液压缸翻转式备胎机构，以提高使用性能及可操作性，具体方案及建模见图1-图4。图1所示为固定位置即备胎翻转初始状态，也是车辆行驶时备胎的位置，备胎的外形不能超出车辆总宽度，最高点不得高于限定值3m;图2为下落时第I液压缸完全伸出后的翻转状态;图3为双液压缸全部伸出、备胎翻转到地而的状态。备胎的起升过程与翻转下降过程相反。液压系统采用电动液压泵作为动力源，点动按钮开关控制动作的执行，通过换向阀实现备胎架机构起升和下落的方向控制。

　　2机构设计

　　2.1固定架和翻转架

　　利用Pro/E Wildfire2.0进行固定架及翻转架结构设计，主要考虑备胎固定的方式、液压缸的铰接点、旋转轴的定位和翻转臂的长度等问题。