新型轮挡研究

朱瑞婕　陈佳伟

摘 要：安全是一个永恒的主题，它是赖以生存和发展的基础。地面安全是行业监管的工作重点。在地面停放过程中，由于天气、环境、突发意外事件、人为失误等因素可能会造成的地面事故。轮挡指在存放库或其他临时场地时用于限制轮胎位置的装置，轮挡是常用的地面安全设备。

关键词：轻型 稳定 轮挡 安全

Research on New Wheel Gear

Zhu Ruijie Chen Jiawei

Abstract：Security is an eternal theme， and it is the basis for survival and development. Ground safety is the focus of industry supervision. In the process of parking on the ground， ground accidents may be caused due to factors such as weather， environment， unexpected events， and human error. Wheel stop refers to a device used to limit the position of tires in storage or other temporary venues. Wheel stop is a commonly used ground safety device.

Key words：light weight， stability， wheel block， safety

目前大學生对军事知识的好奇和好学，不仅对外形结构和驾驶技术感兴趣，还对其平时的使用维护感兴趣，所以由此想到停放时需要轮挡，但传统的轮挡体积大重量重，不方便，因此想要设计出一种轻型稳定的轮挡。

轮挡指在存放机库或其他临时场地时用于限制机轮位置的装置，是停放或者开展维护工作时必须使用的装置。现有常用的轮挡的设计是长条形三角截面结构，整体体积较大，重量较重，虽能满足停放时限制机轮移动的要求，但置维护箱内所需的空间较大，也不便于携带以及进行维护作业。传统的轮挡结构笨重不易搬动，通过创新设计焊接型的轮挡，大大减少整体重量，方便地勤人员携带并节约存放的空间。当停在地面上，为了防止飞小心在外力的作用下移动，尤其是风荷载的作用下，其将被放置在停车制动。

汽车轮挡常在人们的生活中发挥作用，其作用是为了防止汽车溜坡下滑造成事故，所以对于汽车停放尤为重要。

汽车在长时间停放时，如长期停放于车库内或长期不用时， 一般都需要用到手制动。在不用手制动的情况下，遇到路面不平或有斜坡的时候，汽车就会滑动，但这样手制动就会受到外力的作用，进而会缩短手制动的使用寿命。实际车辆运输作业中，在车辆临时停靠时为防止溜车设计出的一种车辆轮挡装置。主要用于在车辆停车装货过程中卡住轮胎，防止因路面倾斜而发生溜车造成不必要的损失，消除了安全隐患。同时，该轮挡制动装置配有扶手和辊轮，使用完成后便于取回，保证使用人员的安全。由于在车辆装货过程中，车辆体积大、重量较重，虽然车辆有制动装置，但仍有溜车隐患，一旦发生溜车事故，将对人员和财产安全有着极大的威胁，因此轮挡器在车辆停车制动中是急切需要的。

现有的轮挡出于成本和制造难度考虑，多采用树脂或橡胶制成，为移动方便，多数轮挡上安装有轮子、提手，需要增加轮子安装件和提手固定件，增加了加工难度和制造成本，同时轮子和提手损坏时，更换不方便。目前，我国常用的轮挡有橡胶轮挡、金属轮挡、木轮挡和塑料轮挡。

1 材料的选取

我们的要求是应采用金属或其他等强度非金属材料制作轮挡达到轻型稳定的效果，而且所有轮挡接触地面应具有防滑功能。

轮挡材料的选择应考虑环境因素导致性能下降和材料变质所带来的影响。在低温脆性、回弹性、耐磨性、压缩永久变形、硬度、拉伸应力应变、热空气老化方面按照GB进行测试。

传统的建造材料为钢筋水泥这种材料寿命比较短，平面出现裂纹可反复修复，而现阶段一般为钢铝结构，寿命一般情况下长达75年。正常情况下，质量同重量成正比。换句话说，强度和韧性往往与重量和质量成正相关，坚固耐用的物品材料肯定要重，这几乎是人们的普遍的共识。但在实际应用中就不可避免的要产生矛盾：既要重量轻又要强度强，经久耐用，有时不免顾此失彼，难以兼顾也就无法做到两全其美。那么，如果要达到轻型稳定的效果，对材料的重量就有一定的要求，自然是越轻越好，因此需要一种既轻又强的材料。我们发现含有镁、锌、钠等特殊元素的全铝材质不仅刚柔并济，轻质耐用，而且耐腐蚀耐高温耐潮湿，所以我们选定了一种名为变形铝合金的材质，它的优点有组织致密，成分性能均匀具有强度高、塑性好、比强度大、批质量稳定，是优秀的轻型材料。

在轮挡中的杆后端锥体部分增加橡胶套，橡胶轮挡截面形状应为三角形或近似三角形，增大摩擦力，较小磨损，所以材料由耐磨耐高的特种材料胶合钢丝而成。最后，在其表面增加漆层作为防腐处理。

一般汽车轮挡使用的是橡胶挡车器。橡胶挡车器又称车轮挡轮器、倒车垫、阻位器、挡车器等，是采用高强度天然橡胶经硫化高压合成，抗压性能好，而且坡体有一定柔软度，黑黄相间含反光材料符合国际标准，醒目明显并具有减速、防滑、耐磨、减轻对车辆轮胎的磨损等特点。可以防止车辆倒车进车库时越位，避免车辆的碰撞，是限定车辆正确停放位置的最佳设施。由橡胶和塑胶制成，外贴反光片。

2 结构的研究

轮挡的工作原理：当作用于轮胎压在轮挡上时，轮挡的水平分量和地面摩擦力对轮挡的作用，轮挡处于受力平衡状态。轮挡是由反作用力的水平分量和地面摩擦力作用在飞机轮胎上的，地面与轮挡之间的摩擦阻止了轮挡的移动，轮挡的刚度保持了轮挡的形状，轮挡的强度保持了轮挡的完整。

根据轮胎宽度和直径设计采用两个相应宽度的U型件与两个适应直径长度的撑杆焊接，架起整个轮挡的主体结构，加上中间橫梁连接底部U型件，使轮挡整体稳固，采用对应轮挡直径的弯曲型板焊接于横梁和上部U型件，用于贴合机轮提供。

采取预设钻孔的球体来固定焊接两件U型件尾端，牢固可靠，定位精确;采用贴合机轮直径的弯曲板使整个受力平摊在整个轮首装置上，在使用中可以更加稳定;控杆尾端增加像胶套，增大摩擦力，保证承受足量外力的同时，不会发生移动。轮挡后端采用锥体结构设计，与前端形成一个30°角斜坡，既能防止轮胎爬上轮挡，又能防止轮胎推开。轮挡推杆后端锥体部分增加橡胶套，橡胶轮挡截面形状应为三角形或近似三角形，增大摩擦力，较小磨损，当机轮向前或向后移动时，轮挡后端着地保证承受足够外力的同时，不会发生移动。我们还在U型结构的斜面上设有反光条安装槽，反光条安装槽的两侧设有反光圆槽，以防夜晚因轮挡相对较小而不容易被人看見而易发生的危险。结构如图所示。

目前实用新型汽车轮挡，包括垫板、支板、连接垫板和支板的连接板、带有柔性锁链的锁，所述的锁与垫板连接。采用以上结构后，由垫板、支板、地面组成的三角机构就可以限制汽车轮胎的滑动，减少汽车手制动的受力，从而延长手制动的寿命。又由于同时设计了一把带有柔性锁链的锁，更提高了汽车的防盗安全系数。所述的垫板与支板铰接，所述的连接板的一端与支板铰接，连接板的另一端与垫板是可定位的滑动连接，即连接板的另一端固定有圆销，垫板的侧面沿长度方向开有与圆销尺寸相配的滑槽，且且滑槽沿长度方向在其一边开有若干个与圆销尺寸相配的定位槽，所述的圆销位于所述的滑槽或定位槽内。

3 结论

考虑环境因素导致性能下降和材料变质给轮挡带来的影响，行业标准规定了轮挡的一些基本要求：从尺寸上来说，轮挡尺寸应符合其所限制移动的轮胎的规格。轮挡长度应符合其所阻挡轮胎数量要求，并应大于轮胎接地处宽度。强度上，轮挡结构总体强度应能承受正常工作条件下其适用机型对其的工作载荷而不破损。重量上，轮挡重量应适当，既便于人工搬挪，还应防止被航空器发动机喷气或大风吹走，或被水流冲走。密度上，轮挡总体密度应大于水的密度。从使用便利的角度上说轮挡应便于搬运、摆放、撤取。为便于使用，可在轮挡上设置绳索或把手。

在材料方面，我们找到了一种名为变形铝合金的材质来代替传统的钢铝结构作为本次研究轮挡的主要材料，它的强度大且稳定，非常符合我们此次研究轻型稳定轮挡的要求，既然还需要更加稳定，那么我们找到一种由耐磨耐高的特种材料胶合钢丝而成得橡胶在轮挡中杆后端锥体部分增加橡胶套来增大摩擦力。在结构上，我们采取预设钻孔的球体来固定焊接两件U型件尾端，贴合机轮直径的弯曲板使整个受力平摊在整个轮首装置上，控杆尾端增加像胶套，轮挡后端采用锥体结构设计，与前端形成一个30”角斜坡。为了使轮挡更加防滑，可采用给轮挡安装防滑钉的方式来提高轮挡的防滑性;为了便于使用，还可在轮挡在轮挡上设置绳索或者把手。轮挡还应具有较好的可见性，可采用在轮挡表面喷涂颜色鲜亮的颜料来增强可见性，也可给轮挡涂一些反光材料来提高夜间的可见性。此设计的缺点就是由于更加需要结构稳定，可能在存放上具有一定的难度，因为不能折叠，所以占据位置比较大，那么存放的位置就需要更大的空间。

所以轮挡是重要的地面安全设备，当飞机或者汽车停靠、短暂停留时，通常使用轮挡来防止意外移动，避免造成地面安全事故。

获景德镇陶瓷大学大学生创新创业训练计划重点项目资助 编号：X10408001

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