前言

近幾年以來(lái)，由于交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，載重車(chē)、商用車(chē)發(fā)展較快，對(duì)載重輪胎需求量增大，刺激了載重子午胎的發(fā)展；另外，在維修市場(chǎng)上，由于客戶(hù)已切實(shí)體會(huì)到使用子午胎的好處，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的運(yùn)輸,更體現(xiàn)了子午胎的優(yōu)勢(shì)。因此，不僅載重子午輪胎替換輪胎市場(chǎng)加大，還加快了子午胎替換斜交胎的步伐。全鋼載重子午胎生產(chǎn)以令人意想不到的高速增長(zhǎng)，導(dǎo)致對(duì)全鋼載重子午胎生產(chǎn)設(shè)備需求量猛增，對(duì)輪胎成型機(jī)的成型效率和成型質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。針對(duì)目前這種態(tài)勢(shì)，所開(kāi)發(fā)了一種新型的兩股全鋼載重子午輪胎成型機(jī)，無(wú)論在自動(dòng)化程度，還是在成型質(zhì)量和成型效率上都有很大的提高。現(xiàn)就該設(shè)備的結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)和主要性能參數(shù)介紹一下。

1、成型機(jī)設(shè)備組成及特點(diǎn)

LCZ-PB型成型機(jī)由1套主機(jī)，4個(gè)供料架，1套電控系統(tǒng)，1套氣動(dòng)系統(tǒng)組成。主機(jī)包括缷胎及扣圈裝置，可貼合機(jī)械反包成型鼓，主軸箱，傳遞環(huán)，輔助鼓，輔助鼓傳動(dòng)箱，滾壓裝置及鄧表指示系統(tǒng)，用以貼合胎面組件和胎體組件，并將他們組合，定型，滾壓，成型，缷胎，完成胎胚的全部成型過(guò)程。胎體供料架用來(lái)自動(dòng)向成型鼓提供內(nèi)襯層及胎側(cè)預(yù)復(fù)合件、子口包布和胎體鋼絲簾布。帶束層供料架位于輔助鼓后方，胎面供料架位于輔助鼓前方，用于向輔助股貼合帶束層料和胎面料。另外還有一套墊膠供料架，位于成型股的前方，用于導(dǎo)開(kāi)和貼合墊膠。電氣控制系統(tǒng)由以PLC未主控單元的電氣控制柜和控制面板組成，各控制面板均帶有觸摸屏，采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)通訊，具有通訊、工藝程序編輯、工藝參數(shù)修改、故障監(jiān)控、故障自診斷、故障顯示等功能。氣動(dòng)系統(tǒng)總體上采用分布式結(jié)構(gòu)，分別在主機(jī)、主供料架、帶束層供料架等部件現(xiàn)場(chǎng)安裝氣動(dòng)控制單元，直接驅(qū)動(dòng)各部件動(dòng)作。

1.1成型機(jī)特點(diǎn)

（1）采用機(jī)械鼓進(jìn)行貼合及成型，屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)（已申請(qǐng)專(zhuān)利），有助于提高效率，減少維修；

（2）適應(yīng)大料卷。通過(guò)規(guī)格件的選擇，輪胎成型規(guī)格可下延至R16的全鋼輕卡胎；

（3）整機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化，提高了鐵和速度和成型效率；

（4）重要位置控制采用多圈編碼器（絕對(duì)）；

（5）主供料架內(nèi)襯層與胎側(cè)機(jī)內(nèi)預(yù)復(fù)合，超聲波裁刀裁斷；

（6）主供料架采用紅外糾偏技術(shù)、攝像糾偏技術(shù)；

（7）模塊化設(shè)計(jì)使用戶(hù)有多種方案可以選擇；

（8）氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有中心膠囊壓力終端檢測(cè)、報(bào)警顯示；

（9）整機(jī)設(shè)計(jì)采用大量的直線導(dǎo)軌。圓導(dǎo)軌、滾珠絲杠、傘齒輪、減速器、光纖光電控制器、漫反射光電開(kāi)關(guān)等先進(jìn)成套配件；

（10）設(shè)置邊緣安全開(kāi)關(guān)、拉線開(kāi)關(guān)，以確保操作安全。

1.2技術(shù)參數(shù)

成型胎圈子口直徑17.5---24.5成型胎坯斷面寬度122.5---450mm傳遞環(huán)可傳遞輪胎最大直徑1230mm課程性輪胎規(guī)格范圍7R17.5_12R14.5_315—80R24.5_12.00R20/12.00R24定型輪胎的最小外直徑（包括胎面）740mm定型輪胎的最大外直徑（包括胎面）1230mm標(biāo)準(zhǔn)輔助鼓直徑830—1160標(biāo)準(zhǔn)輔助鼓寬度450輔助鼓轉(zhuǎn)速M(fèi)ax22r|min成型鼓轉(zhuǎn)速M(fèi)ax150r|min。

2、成型機(jī)結(jié)構(gòu)原理

2.1主機(jī)

2.1.1機(jī)械鼓

機(jī)械鼓的結(jié)構(gòu)如圖所示，中鼓為可折疊式三層結(jié)構(gòu)。指形反包單排反包桿的頂面形成的圓柱面作為側(cè)鼓的貼料表面。24個(gè)扇形快、環(huán)形雙作用氣缸，面板|程序定型用氣壓控制。采用機(jī)械成型鼓可提高成型機(jī)的生產(chǎn)效率，減少維修時(shí)間和減少成型鼓備件。

2.1.2主軸箱

交流伺服電機(jī)通過(guò)電磁離合器、電磁制動(dòng)器的切換分別實(shí)現(xiàn)成型股的回轉(zhuǎn)及鼓肩移動(dòng)。成型股的回轉(zhuǎn)速度及角向位置由伺服電機(jī)、編碼器控制。用差動(dòng)機(jī)構(gòu)、絕對(duì)增量編碼器控制鼓肩移動(dòng)。鼓肩移動(dòng)具有過(guò)載保護(hù)功能。用8路旋轉(zhuǎn)閥為成型鼓供氣。

2.1.3輔助鼓

輔助鼓由12塊扇形快組成，利用雙作用氣缸、連桿、滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鼓的開(kāi)合。

2.1.4輔助鼓傳動(dòng)箱

由交流伺服電機(jī)、編碼器、減速器和一組同步帶輪實(shí)現(xiàn)輔助股的回轉(zhuǎn)及準(zhǔn)確的角向位置。2.1.5胎面?zhèn)鬟f環(huán)

采用鎖緊氣缸、擺桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)12個(gè)扇形塊的夾緊、松開(kāi)動(dòng)作，并根據(jù)臺(tái)面尺寸自動(dòng)定位。

2.1.6扣圈傳遞環(huán)

用氣缸—連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)4個(gè)夾緊爪擺動(dòng)以抓放胎圈，手動(dòng)調(diào)整夾緊爪擺動(dòng)位置（直徑）。傳遞環(huán)用氣缸夾緊，間距自動(dòng)定位。

2.1.7滾壓裝置

采用氣缸驅(qū)動(dòng)靜壓輥伸縮以滾壓臺(tái)面。動(dòng)壓輥采用浮動(dòng)滾壓輪實(shí)現(xiàn)胎肩滾壓。前后滾壓采用交流伺服電機(jī)—滾珠絲杠—編碼器驅(qū)動(dòng)控制；左右滾壓采用交流伺服電機(jī)—普通絲杠—編碼器驅(qū)動(dòng)控制；擺轉(zhuǎn)滾壓采用交流伺服電機(jī)_蝸輪蝸桿—編碼器驅(qū)動(dòng)控制；前后左右移動(dòng)采用直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。

2.1.8卸胎及胎圈預(yù)定位裝置

本部件采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，可選用電機(jī)驅(qū)擺轉(zhuǎn)的方式完成卸胎和上胎圈的操作。

2.1.9尾頂尖裝置

利用動(dòng)力推桿推動(dòng)組件擺入、擺出。尾頂尖不到位，主鼓不能進(jìn)行任何工作。此部件可選擇氣缸推動(dòng)支撐板擺進(jìn)、擺出。半圓槽與主鼓端頭結(jié)合。

2.1.10床身

床身由優(yōu)質(zhì)型鋼焊接而成，并裝有直線導(dǎo)軌。

2.1.11墊膠供料架（可兼胎側(cè)上料功能）

供料架單獨(dú)安裝，與主鼓傳動(dòng)箱分離。定中調(diào)寬和調(diào)間距機(jī)構(gòu)采用機(jī)械調(diào)控機(jī)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)可使主機(jī)前方開(kāi)闊，便于操作維護(hù)。

2.2供料架

胎體供料架系統(tǒng)用于將內(nèi)襯層|胎側(cè)復(fù)合件、胎體鋼絲簾布和子口包布貼合到導(dǎo)出和成型鼓上。采用德國(guó)BST公司紅外線糾偏技術(shù)、攝像糾偏技術(shù)使半成品部件在輸送、貼合時(shí)自動(dòng)對(duì)中，滿足成型工藝的特殊要求。內(nèi)襯層、胎側(cè)采用EPC糾偏對(duì)中。鋼絲簾布采用機(jī)械糾偏。內(nèi)襯層、胎側(cè)機(jī)內(nèi)復(fù)合，自動(dòng)定長(zhǎng)，超聲波裁斷，手動(dòng)接頭。簾布自動(dòng)定長(zhǎng)，熱圓盤(pán)刀裁斷。內(nèi)襯層|胎側(cè)復(fù)合件和鋼絲簾布的裁斷角度與鼓主軸之間夾角為0度。

內(nèi)襯層和胎側(cè)預(yù)復(fù)合件超聲波裁斷的特點(diǎn)如下：

（1）選用美國(guó)BRANSON公司的超聲波切割系統(tǒng)，最大切口寬40mm，裁斷角度為15—22度。

（2）通過(guò)高頻率超聲波驅(qū)使刀口產(chǎn)生約40KHz的往復(fù)振動(dòng)進(jìn)行裁切，并利用超聲波振動(dòng)直接將橡膠高分子撕裂。

（3)高頻率振動(dòng)裁切即可防止橡膠對(duì)裁刀粘連，又可因摩擦生熱有利于膠片在成型鼓上貼合成型時(shí)的接頭有利于提高成型質(zhì)量。

（4）遵循切薄快，切厚慢，進(jìn)口更慢的原則進(jìn)行裁斷調(diào)整，裁斷間隔內(nèi)應(yīng)給刀足夠的冷卻時(shí)間（90秒停30秒）此種裁斷的優(yōu)點(diǎn)為斷面平整光滑且寬，無(wú)半硫化態(tài)膠粒。此供料架可選擇手動(dòng)供料架結(jié)構(gòu)。

3、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)概述

系統(tǒng)由PLC、觸摸屏、伺服驅(qū)動(dòng)等部分組成。系統(tǒng)采用流行的控制模式，由PLC和PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線及分布式輸入|輸出站點(diǎn)完成對(duì)設(shè)備的控制。由觸摸屏完成人機(jī)對(duì)話功能和狀態(tài)信息、故障排故信息顯示。有伺服驅(qū)動(dòng)完成快速準(zhǔn)群定位。PLC運(yùn)行高速。觸摸屏信息豐富；伺服系統(tǒng)功能強(qiáng)大。

3.2系統(tǒng)配置與功能

PLC及分布輸入|輸出站點(diǎn)、伺服系統(tǒng)通過(guò)PROFIBUS和MPI構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，提供工藝參數(shù)，PLC根據(jù)操作人指令將參數(shù)和啟動(dòng)命令發(fā)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)并監(jiān)視執(zhí)行，當(dāng)出現(xiàn)操作不當(dāng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障時(shí)，給出準(zhǔn)確的排故信息。在成型工藝設(shè)置中，采用工控機(jī)控制，具備參數(shù)設(shè)置、程序編輯、狀態(tài)示、故障提示、擴(kuò)展聯(lián)網(wǎng)等功能，設(shè)置方便。

3.3氣動(dòng)系統(tǒng)

在氣動(dòng)系統(tǒng)中，中心膠囊、滾壓輪采用比例閥控制，可程序設(shè)定壓力，簡(jiǎn)單可靠。

4、成型機(jī)模塊化設(shè)計(jì)

4.1安全性

移動(dòng)部件設(shè)置邊緣安全開(kāi)關(guān)，噴涂移動(dòng)警告漆，傳遞環(huán)和扣圈環(huán)移動(dòng)設(shè)置警燈。胎面、墊膠供料架對(duì)人員有直接危險(xiǎn)的機(jī)構(gòu)設(shè)置安全開(kāi)關(guān)和運(yùn)行中即停功能，保證操作人員的安全。設(shè)備的重要部位均設(shè)置急停按鈕。設(shè)備出現(xiàn)安全問(wèn)題或急停時(shí)，整機(jī)自動(dòng)全部停止動(dòng)作，排除所有故障并確認(rèn)后，設(shè)備才能正常操作。

4.2可靠性

采用高品質(zhì)的外購(gòu)件，加強(qiáng)重要件的復(fù)檢工作，確保外購(gòu)件的可靠性。簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備故障點(diǎn)，減少發(fā)生故障的可能性。已經(jīng)在社會(huì)上實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)的零部件通過(guò)外購(gòu)或定做方式購(gòu)買(mǎi)，減少單件生產(chǎn)產(chǎn)生的不合格品，包括各種導(dǎo)軌、齒輪、鏈輪、絲杠、輸送輥等。

4.3可維護(hù)性

提高設(shè)備可靠性，減少維護(hù)工作量。簡(jiǎn)化機(jī)械機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)難度。設(shè)置設(shè)備故障自動(dòng)診斷功能，自動(dòng)提示維護(hù)方法，使維護(hù)人員可以迅速、準(zhǔn)確排除故障。

4.4模塊化設(shè)計(jì)

設(shè)備在設(shè)計(jì)中采用了模塊化設(shè)計(jì)，在各供料架中，裝料小車(chē)、到開(kāi)驅(qū)動(dòng)裝置、輸送架、裁斷機(jī)構(gòu)、貼合模版等形成各自獨(dú)立模塊，通過(guò)更換配置，可以適應(yīng)不同用戶(hù)不同工藝的不同配置要求。在整機(jī)方案中，多個(gè)部件有2個(gè)以上的可選擇方案，提供給不同需求的用戶(hù)選擇。

5、結(jié)論

LCZ-PB型全鋼載重子午胎成型機(jī)已在多家輪胎廠投入使用，完全滿足用戶(hù)各項(xiàng)要求，尤其是可貼合機(jī)械反包式成型鼓的創(chuàng)新使用，使得輪胎成型質(zhì)量和成型效率有很大的提高，成為全鋼載重子午線輪胎成型機(jī)兩鼓成型機(jī)市場(chǎng)上又一主流可選機(jī)型

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