一种轮胎更换机的制作方法

该案是申请号为2015102228106、申请日为2015年5月5日、发明名称为《一种轮胎更换机》的分案申请。

本发明属于起重机技术领域，具体涉及一种用于轮胎式集装箱起重机轮胎用的轮胎翻转更换机。

背景技术：

轮胎式集装箱起重机是一种用于装卸集装箱的大型起重机，该起重机的大车采用轮胎行走、转向，实现不同场区的转场作业。由于其作业灵活、前期投入成本较低，被广泛的用于各大港口的集装箱装卸业中。轮胎式集装箱起重机的行走机构由2套主动轮和6套从动轮组成，8套轮胎承载着整机运行和装卸作业的载荷。

在使用过程中，轮胎会出现磨损超标、破裂、漏气等因素需更换轮胎，由于该轮胎的总重较大（主动轮1.1吨，从动轮0.8吨），需一台叉车配合作业。轮胎更换工艺先后经过多次优化，现有技术中轮胎的安装由最初的维修人用撬棍撬轮辋进行轮胎的安装，但由于轮胎体积和重量较大，工人在操作时费力较大、劳动强度大，操作过程中容易发生砸伤等事故，安全性较差。随着技术的发展后来采用千斤顶压轮辋的方式实现对于轮辋的更换，但同样需要工人配合运输千斤顶和安装固定，劳动强度大、效率低、危险性强；在更换轮胎过程中需要进行轮胎翻转，通常采用的翻转方案是用叉车掀起轮胎，然后推翻到另一侧，轮胎重重的摔到地面上，翻转时轮胎的轮辋与地面形成巨大冲击，每次进行更换轮胎需要翻转3次轮胎。在翻转轮胎的过程中由于轮辋、轮毂与地面的巨大冲击力，频繁造成轮毂轴承损坏、轮毂断裂，更严重的是造成轮辋的开裂变形，而轮毂及轮辋开裂的钢结构隐患不易检查发现，如果充气安装到起重机上并运行，将会造成轮辋崩裂、轮毂断裂的重大事故，严重威胁维修人员和操作人员的生命安全。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：本发明所提出一种轮胎更换机，解决现有技术中存在的轮胎更换时存在的效率低、易对轮胎造成损伤、安全性差的问题，实现了对于轮胎的无损伤翻转，提高了轮胎翻转的工作效率，提高了安全性，确保了维修人员和操作人员的人身安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种轮胎更换机，包括轮胎翻转装置、轮胎分离装置、支架和控制装置，所述轮胎翻转装置包括旋转件、钢丝绳、用于驱动所述旋转件转动的驱动元件和吊耳，所述旋转件设置于所述支架上，所述钢丝绳缠绕设置于所述旋转件上，所述钢丝绳的两端分别与一对吊耳连接；所述分离装置包括主驱动件、主压合件和辅助压合件，所述主驱动件设置于所述支架上方，所述主压合件设置于所述主驱动件的正下方，所述辅助压合件与所述主压合件关于所述轮胎两侧对称设置，所述主压合件为包括两端设置有凸起的的上板和插设在两端凸起内部的插合板，所述插合板与从动轮的上侧插装配合，所述辅助压合件包括有支撑板和环形板，所述支撑板为中空的圆形板，所述支撑板沿所述环形板的周向设置且垂直于环形板的内壁，所述环形板与所述从动轮的轮辋下侧插装配合，所述控制装置分别与所述轮胎翻转装置和所述轮胎分离装置连接。

进一步的，所述支架包括基座和一对横梁，所述横梁为箱型梁，所述一对横梁对称设置在所述基座上方，所述旋转件与所述驱动元件均设置于所述一对横梁之间的基座上。

进一步的，所述轮胎翻转装置还包括有2组改向滑轮组，所述2组改向滑轮组对应的设置在两侧的横梁内部，所述每组改向滑轮组均包括横向滑轮和竖向滑轮，所述钢丝绳的两端分别穿过对应侧的所述横向滑轮和竖向滑轮后与所述吊耳连接。

进一步的，所述基座为一门形框架，所述门形框架的底端设置有用于放置轮胎轴承座的方形孔。

进一步的，还包括一动力源，所述动力源与所述驱动元件和所述主驱动件连接。

进一步的，所述旋转件为滚筒或滚轮，所述驱动元件为液压马达和与所述液压马达连接的减速箱，所述主驱动件为千斤顶。

进一步的，所述减速箱包括一传动输出轴，所述传动输出轴与所述旋转件键连接，所述传动输出轴穿过所述旋转件后通过一轴承座与所述基座固定连接。

进一步的，还包括一与控制装置连接的操作杆。

本发明与现有技术相比有许多优点和积极效果：

本发明提出一种轮胎更换机，包括有轮胎翻转装置、轮胎分离装置、支架和控制装置，通过吊耳与钢丝绳连接，吊耳吊装在轮胎轴承座上，驱动元件驱动旋转件转动带动，旋转件转动带动缠绕在旋转件上的钢丝绳两端相对的上下移动，实现与钢丝绳连接的吊耳带动轮胎上下方向相应的做上下相对的移动，从而完成轮胎的翻转，实现了对于轮胎的无损伤翻转，有效的保证了工作人员和维修人员的安全。对轮胎进行更换时则通过分离装置来实现轮胎的分离和更换，将轮胎翻转到合适位置后放置在上主压合件和辅助压合件之间，通过主驱动件沿主压合件的上方不断下压和辅助压合件的配合，实现对于轮胎的拆卸和更换，操作更加简单方便，且不会对工人造成砸伤，且采用所述轮胎更换机只需要2人配合操作即可以完成轮胎的翻转和更换，大大的提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明轮胎更换机主视图；

图2为本发明轮胎更换机俯视图；

图3为本发明轮胎翻转机的主动轮更换状态结构示意图；

图4为本发明轮胎翻转机的从动轮更换状态结构示意图；

图5为本发明轮胎翻转机的主压合件的结构示意图；

图6为本发明轮胎翻转机的辅助压合件的结构示意图；

图7为本发明轮胎翻转机的轮胎翻转0度角后状态示意图；

图8为本发明轮胎翻转机的轮胎翻转90度角后状态示意图；

图9为本发明轮胎翻转机的轮胎翻转-90度角后状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参见图1-9，本发明提供了一种轮胎更换机的实施例，包括轮胎翻转装置2、轮胎分离装置3、支架1和控制装置4，所述轮胎翻转装置2包括旋转件21、钢丝绳22、用于驱动所述旋转件转动的驱动元件24和吊耳23，所述旋转件21设置于所述支架1上，所述钢丝绳22缠绕设置于所述旋转件21上，所述钢丝绳22的两端分别与一对吊耳23连接；所述分离装置3包括主驱动件31、主压合件32和辅助压合件，所述主驱动件31固定设置于所述支架1上，所述主压合件32设置于所述主驱动件31的正下方，所述辅助压合件33与所述主压合件32关于轮胎5两侧对称设置；所述控制装置4分别与所述轮胎翻转装置2和所述轮胎分离装置3连接。

本实施例中以轮胎轮辋的锁圈侧作为上侧，其相反方向侧作为下侧。

本实施例中提出一种轮胎更换机包括有轮胎翻转装置2和轮胎分离装置3，通过轮胎翻转装置2实现对于轮胎5的翻转，然后再通过轮胎分离装置3实现轮胎5的分离和安装，同时还设置有对整个轮胎翻转装置2和轮胎分离装置3起固定支撑作用的支架1，支架1为整个轮胎更换机的基础，对整个轮胎更换机起到支撑作用，通过力的平衡计算设计，使整个装置不会发生侧翻或倾倒。

轮胎翻转装置2主要包括有：包括旋转件21、钢丝绳22、用于驱动旋转件旋转的驱动元件24和2对吊耳23，本实施例中所述驱动元件24为液压马达241和与所述液压马达241连接的减速箱242，当然也可以为其他形式的驱动结构，在此不做具体限制，所述减速箱242包括一传动输出轴，传动输出轴与旋转件21键连接，通过液压马达241来带动减速箱242转动，减速箱242的输出端动力通过传动输出轴输出，传动输出轴带动旋转件21转动，进而带动缠绕在旋转件21上的钢丝绳22两端呈现出卷绳和放绳的状态，钢丝绳22的卷绳和放绳相应的带动与其连接的一对吊耳23做上下方向的移动。具体来说，与钢丝绳22卷绳端连接的吊耳23做上升运动，相反的，与钢丝绳22放绳端连接的吊耳23做下降运动，与轮胎5轴承座连接的4个吊耳23自然的带动轮胎5做逆时针或顺时针方向的转动，从而实现对于轮胎5的转动翻转。

进一步的，支架1包括基座11和一对横梁12，一对横梁12均为箱型梁，箱型梁结构内部为空心，钢丝绳22的两端从箱型梁的内部穿出后与吊耳23连接，一对横梁12对称设置在基座11的上方，基座11为门形框架，门形框架的上方为一方形板，结构强度大，旋转件21与驱动元件24均设置在所述一对横梁12之间的基座12上方的方形板上。

为实现对钢丝绳22的导向，避免钢丝绳22在穿过横梁12时受到横梁12的摩擦力作用而断裂或损坏强度，在一对横梁12内部设置2组改向滑轮组13，所述2组改向滑轮组13对应的设置在对应侧的横梁12内部，每组改向滑轮组13均包括横向滑轮13-1和竖向滑轮13-2，所述钢丝绳22的两端分别穿过对应侧的所述横向滑轮13-1和竖向滑轮13-2后与吊耳23连接。

具体的，本实施例中的旋转件21为滚筒或滚轮，优选的为滚筒，材质为钢或合金钢等，在连接时与传动输出轴固定连接，可以通过键连接或焊接等方法实现，在此不做具体形式的限制。

进一步的，传动输出轴不仅与旋转件21固定连接而且还穿过旋转件21，后通过一轴承座6与基座11固定连接，传动输出轴插入到轴承座6内，轴承座6与基座12固定连接，在传动输出轴32转动时可以实现自由转动且还可以同时带动旋转件21转动，实现对于旋转件21的驱动作用。

具体的，当轮胎5需要由竖直方向到水平方向翻转时，其对应的操作由叉车将轮胎5运到轮胎翻转装置下，将4个吊耳23套设到轮胎5的轴承座上，叉车开始下降直至钢丝绳22拉紧受力，操纵杆8向上或向下，此时旋转件21顺时针或逆时针旋转，由缠绕在旋转件21上的钢丝绳22带动吊耳23上下移动，拉动轮胎5渐渐顺时针或逆时针旋转。当旋至所需位置时，此时轮胎接近水平，叉车挑起轮胎5，将钢丝绳22释放受力，摘除4个吊耳23即完成了轮胎5由竖直方向到水平方向的翻转。

当轮胎5需要由水平方向到竖直方向翻转时，由叉车将轮胎5运到轮胎翻转装置下，将4个吊耳23套到轮胎5的轴承座上，叉车下降直至钢丝绳22拉紧受力，操纵杆8向上或向下，此时旋转件21顺时针或逆时针旋转，钢丝绳22带动吊耳23上下移动，拉动轮胎5渐渐顺时针或逆时针旋转。当轮胎5旋至竖直方向，叉车经轮胎5轴承座挑起轮胎5，将钢丝绳22释放受力，摘除4个吊耳23即完成了轮胎5由水平方向到竖直方向的翻转。

本实施例中的轮胎分离装置3可以实现对于主动轮和从动轮的一次性分离，彻底的实现了人机脱离的功能，提高了安全性。

主动轮进行分离时，对应的，主驱动件31为主千斤顶，主压合件32包括两端设置有凸起的上板321和插设在两端凸起内部的插合板322，插合板322设置2个，由说明书附图可知，所述两插合板322与主动轮上侧插装配合，所述辅助压合件为与所述主动轮轮辋下侧插装配合固定的副千斤顶331。

具体在安装时，门形框架的底端设置有用于放置轮胎的轴承座的方形孔，所述轮胎5的轴承座插入到所述方形孔内，所述轮胎5的链轮51压设在所述方形孔的上方。主压合件32的两插合板322插装在轮胎5的座圈52与挡圈53之间的间隙内，副千斤顶331插设在链轮51与挡圈53之间的间隙内，副千斤顶331沿链轮51与挡圈53的周向间隙设置有多个，其均上端抵靠在挡圈53上，下端抵靠在链轮51上。

主动轮具体的更换步骤如下所述：

第一步，叉车将轮胎5竖直方向（原始方向定义为0度）运到轮胎翻转装置2下，维修人员将吊耳23套到轴承座上，叉车缓慢下降使钢丝绳22受力并吊住轮胎5，维修人员操作操纵杆8，实现轮胎5顺时针或逆时针旋转直至锁圈侧向上；

第二步，叉车挑起轮胎5放入支架1上，在链轮51与挡圈53之间的间隙内插设副千斤顶331，个数可以为一个或多个，在轮胎维修人员操作操纵杆8使主千斤顶31通过主压合件32压轮辋，副千斤顶331向上顶，此时轮辋上下分离，分别取出锁圈、密封圈、挡圈53、主压合件32等，叉车将轮胎5与轮辋分开；

第三步，叉车取新轮胎5安装到轮辋中，再分别组装挡圈53、密封圈、锁圈等；

第四步，叉车将轮胎5挑起，放到轮胎翻转装置2下，维修人员将吊耳23套到轴承座上，叉车缓慢下降钢丝绳22受力并吊住轮胎5，维修人员操作操纵杆8，实现轮胎5的0度（原始方向）旋转，叉车取下轮胎5更换到起重机上。

从动轮进行分离时，对应的，主驱动件31为主千斤顶，主压合件32包括两端设置有凸起的上板321和插设在两端凸起内部的插合板322，两插合板322与轮胎5上侧插装配合，所述辅助压合件包括有支撑板332-1和环形板332-2，支撑板332-1沿所述环形板332-2的周向设置，支撑板332-1整体也为一圆环板，围绕环形板332-2的圆周方向设置有一圈，垂直于环形板332-2的内壁方向设置，中间为中空，支撑板332-1主要起到支撑作用，具体的，本实施例中的辅助压合件为焊接件，由支撑板332-1和环形板332-2一次性焊接而成。

具体在安装时，门形框架的底端设置有用于放置轮胎5轴承座的方形孔内，所述轮胎5的轴承座穿过辅助压合间中间的中空位置插入到所述方形孔内。所述环形板332-2插入到从动轮的座圈52与挡圈53之间的间隙内，下端压设在所述支架1底端上表面上。

从动轮具体的更换步骤如下所述：

第一步，叉车将轮胎5竖直方向，原始方向定义为0度，运到轮胎翻转装置2下，维修人员将吊耳23套到轴承座上，叉车缓慢下降使钢丝绳22受力并吊住轮胎5，维修人员操作操纵杆8，实现轮胎5顺时针或逆时针旋转直至锁圈侧向上；

第二步，叉车挑起轮胎5放入主压合件32上，维修人员操作操纵杆8使主千斤顶31通过主压合件32压轮辋，此时轮辋上下分离，分别取出锁圈、密封圈、挡圈53、辅助压合件等，叉车将轮胎5与轮辋分开；

第三步，叉车取新轮胎5安装到轮辋中，再分别组装挡圈53、密封圈、锁圈等；

第四步，叉车将轮胎5挑起，放到轮胎翻转装置2下，维修人员将吊耳23套到轴承座上，叉车缓慢下降钢丝绳22受力并吊住轮胎5，维修人员操作操纵杆8，实现轮胎5的0度（原始方向）旋转，叉车取下轮胎5更换到起重机上。

为实现对于整个轮胎更换机的控制和调节，轮胎更换机还设置有控制装置4和与控制装置4连接的操作杆8，本实施例中采用的为液压传动的连接形式，可以实现对于轮胎翻转和更换的平稳有效的控制，通过拉动操作杆8后将控制信号传递给系统，系统传递给驱动元件24或主驱动件31，将液压能转化为机械能，传递到相应的受力元件，实现相应的转动；通过操作杆8与控制装置4的配合实现了液压控制中的正反转和运行下压的平稳性，达到顺、逆时针或平稳上升、下降的目的，同时还可以通过控制流量实现速度可控、无级变速。

进一步的，所述轮胎更换机还包括一液压站9，液压站9实现对于整个液压系统动力的供应，为系统运行提供驱动力，采用液压驱动结构可以实现轮胎5在翻转和更换时的平稳和控制的快速性，当然也可以采用其他的类似驱动件，在此本实施例中不做具体形式限制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。