何晨曦 唐梁 李峰 虞瑾

摘 要：自动涂抹功能的汽车轮毂油脂涂抹装置，实现了轮毂涂油操作的自动化，极大改善了涂抹工位的人机状态，具有很好的实用性。论文归纳总结轮毂自动化涂油设备的作用与组成，论述轮毂自动化涂油设备的应用对总装的效率、成本等各方面的积极影响。

关键词：汽车;轮毂;自动化;涂油

中图分类号：U463.343  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）22-142-03

Abstract： Automatic wheel grease applying equipment realizes the automation of grease applying operation. This function with good practicability greatly improves the man-machine state of the applying station. This paper summarizes the function and composition of automatic wheel applying equipment and also discusses the positive influence of the application of automatic wheel applying equipment on the efficiency， cost of assembly.

Keywords： Automobile; Wheel; Automation; Oiled

CLC NO.： U463.343  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）22-142-03

1 汽車轮毂的概述

轮毂是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件。一颗轮毂的参数一般包括：直径，宽度，PCD与孔位，偏距，中心孔。轮毂尺寸其实就是轮毂的直径。轮毂的宽度就是俗称的J值，轮毂的宽度会直接影响轮胎的选择，同样尺寸的轮胎，J值不同，选择的轮胎扁平比和宽度也就不同。PCD的专业名称叫节圆直径，是指轮毂中央的固定螺栓间的直径，以5*112为例，就代表这颗轮毂的PCD是112mm，孔位4颗螺栓。偏距的英文是Offset，俗称ET值，也就是轮毂螺栓固定面与几何中心线（轮毂横剖面中心线）之间的距离，简化而言为轮毂中间螺丝固定座与整个轮圈中心点的差值，ET值不仅仅影响到视觉上的变化，它还会与车辆的转向特性、车轮定位角度都有关系。中心孔是用来与车辆固定连接的部分，就是轮毂中心与轮毂同心圆的位置。

按照轮毂材质分类，可分为钢轮毂和合金轮毂。钢质轮毂的优点为制造工艺简单并且成本相对较低，而且抗金属疲劳的能力较强，缺点为重量较大（相同的轮毂钢材质要比铝合金材质重很多），惯性阻力大，散热性也比较差，易生锈。合金材质轮毂恰好可以弥补钢质轮毂的问题。合金轮毂重量较轻，惯性阻力小，制作精度高，在高速转动时的变形小，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，从而减少了油耗。此外，合金材质的导热性能一般是钢质的3倍左右，散热性能好，对于车辆的轮胎和制动系统的热衰减都能起到一定的作用。

2 汽车轮毂涂油技术介绍

为方便轮胎更换，在整车厂总装车间，对于轮毂涂油脂有明确的工艺要求来完成轮毂涂油脂操作。

2.1 汽车轮毂涂油方式分类

2.1.1 轮毂人工涂油

在多数的轮胎安装工艺中，须依靠操作人员借助工装设备，手动给轮胎轮毂涂抹油脂，继续轮胎的安装工艺，手动涂油有易管理，柔性好等特点，在此种操作方式下，同时也存在生产成本高，生产效率低等技术问题。

2.1.2 轮毂自动化涂油

自动涂抹功能的汽车轮毂油脂涂抹装置，替代人工涂油操作，实现了轮毂涂油操作的自动化，极大改善了涂抹工位的人机状态，具有良好的实用性，不仅能够降低操作成本，提高装配效率，还能够有效控制单次油脂的涂抹量和涂抹位置，做到精确，精准，可控。

3 自动化轮毂涂油技术方案

整个设备包括轮毂轮胎抱紧机构、油脂涂抹机构和油脂补充装置。该设备中，轮毂抱紧机构和油脂涂抹机构与待涂油轮毂的中心同轴。轮毂抱紧机构的两个抱臂通过四个滚轮对轮毂进行定位和固定，涂油刷及涂油气缸固定于滑板，滑板下方安装滑块，可调整涂油刷的中心位置。涂油刷通过两个涂油气缸实现在竖直方向的快速移动，涂油刷下方装有一个旋转电机，通过电机的旋转对轮毂的中心进行涂油。油脂补充装置安装于涂油刷一侧，当涂油刷处于零位时，在侧向气缸的作用下，油脂补充装置移向涂油刷，内部喷头往涂油刷四周补充定量油脂。该设备可自动完成轮毂涂油工作。标准化方案将采用一套通用的油脂补给系统，并由输送线上的轮毂轮胎抱紧机构使轮胎居中，使用创新的高速电动旋转油头进行油脂涂抹[1]。自动化轮毂涂油设备目前常用的有以下两种：（1）下沉式轮毂涂油设备用于总装轮胎输送线上（如图1）;（2）立式轮毂涂油设备用于物流的轮胎运输线（如图2）：

3.1 轮毂轮胎抱紧机构的作用与组成

轮毂轮胎抱紧机构能使在线不同尺寸的轮胎居中，轮毂中心孔处于同一个中心坐标上。轮毂抱紧机构由两个抱臂（如图3），每个抱臂上方有四个滚轮，所述抱臂下方安装有四个滑块，四个滑块安装于两个导轨上;抱臂内侧有直线齿轮，两个抱臂的直线齿轮之间有一个圆齿轮，驱动气缸通过导向杆连接抱臂。

3.2 油脂涂抹机构的作用与组成

不同车型轮胎进入涂油位置后，通过计数和距离检测，将不同轮胎参数输入控制系统，系统根据不同的轮胎参数，自动完成甩油头高低位的调节，从而满足各车型轮胎柔性化涂油需求。

油脂涂抹机构（如图4）通过四个支撑脚固定于底座1上。涂油导轨13、调节弹簧15、油脂补充装置16安装于油脂涂油机构12。滑板17下方安装有4个涂油滑块14，涂油滑块14安装于涂油导轨13。滑板17下方连接调节弹簧15，可通过调节弹簧15调整滑板位置。涂油气缸19通过支架18固定于滑板17上。涂油气缸21通过支架20固定于涂油气缸19的活动端。支架22固定于气缸20的活动端。电机23通过四根支撑杆24固定于支架22。导向杆27通过联轴器25与电机23连接。导向法兰26安装于支架22上。导向杆27穿过法兰26与涂油刷28连接。当抱臂2抱紧轮毂后，气缸19和气缸21同时驱动涂油刷28快速上升，到达涂油位置后，电机23驱动涂油刷28旋转，旋转固定圈数后，电机28停止，涂油气缸19和涂油气缸21带动涂油刷28快速回至零点。之后，抱臂驱动气缸3反向运动，带动抱臂2回到初始位置，松开轮毂，完成轮毂涂油全过程。

3.3 油脂补给装置的作用与组成

油脂补给机构（如图5）有一个气缸;气缸活动端有一个油脂保护盖和气缸;气缸通过行程开关控制油脂喷头的进给量。油脂经泵站进入定量泵，该泵将一定量的油脂（约0.05g）送至高速电动旋转油头内部。控制系统检测轮胎到位后，甩油头伸至轮毂内，利用高速旋转的离心力将油脂甩到中心孔内壁上，油量受控，涂油宽度可控制在2mm范围。

4 轮毂自动化涂油设备对总装的影响

汽车市场竞争的日趋激烈，缩短生产周期、提高整车质量及降低制造成本已成为汽车行业的目标。在汽车主机厂平台车型增加、多车型混线生产要求出现、人力成本攀升和生产交货期缩短的压力下，汽车总装对于先进装配技术和自动化设备的需求大大提高[4]。使用自动化设备可以显著提高装配稳定性。轮毂自动化涂油设备采用自动涂油的功能，取代手工为汽车轮毂涂油的操作过程。该设备对总装工艺的效率、成本等方面有积极贡献。

4.1 效益贡献

在如今人力成本攀升、产品流行周期缩短及制造节拍加快的环境下，轮毂自动化涂油设备实现应用之后，可以显著提升装配效率和降低制造成本。

4.2 创新知识贡献

目前行业内无类似设备投入使用，轮毂自动化涂油设备具有领先性和自主创新性，具有独立知识产权。轮毂自动化涂油设备的实现，有利于倡导智能智造，鼓励自主设计创新，打造总装的核心竞争力。

5 结论

“工业 4.0”的驱动下，汽车的总装工艺和生产技术随着市场、技术及政策导向等多方面因素的推动而不断进步，缩短生产周期、降低制造成本及提高市场竞争力等方面都是汽车制造商追求的共同目标。轮毂自动化涂油设备采用自动涂油的功能，取代手工为汽车轮毂涂油的操作过程。涂油刷的固定旋转圈数和定量油脂使得轮毂涂抹的油脂用量固定化、涂抹区域固定化，在改善人机工程的同时实现了油脂涂抹的标准化，适合于流水线大批量轮毂涂油的使用。该种设备的应用，將对总装产生多种积极影响。首先是提高生产效益，降低人工成本，减少油脂浪费;其次是创新与知识的贡献，轮毂自动化涂油设备具有独立知识产权，增加总装核心竞争力，引领智能制造的发展。在未来，受益于数字化、自动化及智能化等优势技术的应用，这些优势技术将不断转化为实际效益，生产成本必然随之减少，生产效率逐步提高，将形成新的制造形态。

参考文献

[1] 秦华伟.汽车轮毂单元自动化生产线技术研究[D].2017.

[2] 姜超，陈林，黄国杰.汽车轮毂材料的发展现状及制备工艺[J].金属热处理，2007，32（012）：35-41.

[3] 王华生，汪雄文.铝轮毂自动化涂装工艺装备技术探讨[J].摩托车技术，2014，000（010）：41-45.

[4] 施秀霞.论汽车总装工艺技术的应用及发展趋势[J].南方农机， 2019，50（08）：182.