一種輪胎硫化機的新型抓胎裝置

李榮 貴州民族學院理學院 550025

一種輪胎硫化機的新型抓胎裝置

李榮 貴州民族學院理學院 550025

本文結合實際生產情況，設計出一種新型抓胎裝置，專門用于M/C輪胎的外胎硫化機上，以提高M/C輪胎的精度和質量。

1.背景技術

隨著社會的發展，輪胎的品種、規格也多樣化，精度也隨著要求更高。除大家熟悉的轎車輪胎、工程輪胎等外，M/C輪胎(MOTOR CYCLE TIRE 摩托車胎)也已經大批量生產。目前專用于M/C輪胎外胎硫化的定型硫化機卻少有生產，國內許多M/C輪胎生產廠家都還在使用轎車輪胎或力車輪胎的外胎硫化機的改造機型，遠不能滿足市場的高要求。

現有的45”等小規格的輪胎定型硫化機的抓胎裝置通常為氣缸驅動升降方式，由氣缸帶動回轉臂在導向桿上垂直升降運動。這種結構一般是采用單桿雙作用氣缸，氣源通過電磁閥換向進入無桿腔，克服負載的自重，回轉臂上升（圖1）。

氣缸的活塞在運動過程中，由于阻抗、管路泄漏等因素的影響，有時還會出現時走時停的現象，稱為“爬行”。氣缸密封件的摸索造成漏氣，壽命縮短，加大行程末端的沖擊力，影響機械壽命。再者，氣體的可壓縮性，這也決定了該結構的抓胎裝置不能在某一要求位置做高精度停留。這種結構的抓胎裝置的生胎高度一般在220～440mm的范圍內。如圖2。

為了解決上述抓胎裝置設計上的不足，本文研究設計了一種新型的抓胎裝置。

2.新型的抓胎裝置

2.1 簡介

新結構是一種采用電機驅動，通過滾珠絲桿機構帶動抓胎裝置垂直升降運動。特點是傳動平穩，動作時間短，可在任意設定的位置高精度停留，動作可靠，適應多品種、多規格的高精度扁平輪胎的生產。

2.2 具體實現

2.2.1 設計方案

在現有的抓胎裝置的基礎上，用滾珠絲桿總成取代升降氣缸。考慮到滾珠絲桿行程較長，板總成無法固定在墻板上，因此，在原來的基礎上還增設計了一個圓立柱零件，它下端固定在底座上，中間還與墻板相固定，板總成再固定在圓立柱上端。

滾珠絲桿的驅動來自安裝在導向臂上的電機。

左右板總成間有一拉桿，減小回轉臂轉進/轉出時產生的擺動，加強整個機構的剛性。

在觸摸屏的程序中設定要求VCL停留的位置參數，當VCL達到指定位置時，相連在滾珠絲桿下端的旋轉編碼器給PLC一個輸出信號，相應地址的繼電器斷電/得電，電機停止動作，VCL停止在相應位置。圖3。

這種抓胎裝置可以生產100～500mm高的生胎。

這種機構，VCL上升/下降時運動平穩，動作均勻，停留位置偏差很小；位置參數可在觸摸屏上根據生產要求任意設定，從而滿足多規格、高精度輪胎的生產。

2.2.2 結構組成

該新型的結構組成：支承柱[1]、底支座[2]、回轉臂[3]、圓立柱[4]、板總成[5]、電機[6]、導向桿[7]、滾珠絲桿總成[8]、旋轉編碼器[9]、水缸[10]、導向架[11]、拉桿[12]、回轉架[13]等。如圖4。

2.2.3 具體結構

圓立柱[4]下端固定在底座上，上端固定在板總成[5]，中間還與墻板相固定，起支撐作用。支承柱[1]下端通過軸承固定在底座的軸承座里，上端連接板總成[5]。底支座[2]通過鍵與支承柱[1]一體，滾珠絲桿總成[8]和導向桿[7]的下端均固定在底支座[2]上。支承柱[1]、導向桿[7]和滾珠絲桿總成[8]都要穿過回轉臂[3]。板總成[5]間有一拉桿[12]。水缸[10]、導向架[11]和回轉架[13]組成馬氏機構。

圖1

2.2.4 具體動作過程

(1)滾珠絲桿總成[8]的絲桿螺母通過螺栓固定在回轉臂[3]內腔中，電機[6]啟動(正轉)后絲桿副運動使回轉臂[3]在絲桿行程范圍內做垂直升降運動，上升高度通過絲桿下端相連的旋轉編碼器[9]在觸摸屏中的參數設定來控制。為保證垂直運動軌跡的直線性，在回轉臂[3]內腔的一側還設計了導向桿[7]，保證線性精度。

(2)在設定位置停止后，板總成[5]上的水缸[10]動作，通過導向架[11]和回轉架[13]組成的馬氏機構，完成VCL轉入的動作。電機[6]第二次啟動(反轉)，回轉臂[3]下降到裝胎設定高度停止，抓爪裝置動作完成裝胎程序。

(3)裝胎后電機[6]第三次啟動(正轉)，回轉臂[3]上升到轉入停止位后完成轉出動作。

(4) 電機[6]第四次啟動(反轉)，回轉臂[3]下降到設定的抓胎位置(起始位置)停止，等待下一次裝胎動作。

3.結論

輪胎工業的飛速發展，輪胎市場的競爭日益激烈，輪胎生產廠家為了能提高自家輪胎的競爭力，這便要求輪胎生產設備能相應發展改進，以滿足高精度輪胎的生產。通過輪胎廠家的實際使用，這種新型抓胎裝置能減少生胎在裝胎過程中與中心機構中心的同軸度誤差，從而在硫化前就提高了輪胎的精度。旋轉編碼器在該裝置中的運用，通過PLC來控制抓胎高度，這本身就是一種全新的設計，這給觸摸屏在硫化機上的應用又新添一筆。

但是就目前而言，這種裝置的生產成本遠高于傳統氣缸式抓胎裝置，原因主要是：滾珠絲桿的造價遠高于氣缸的造價。所以采用這種裝置的硫化機目前國內還沒有，但國外的住友/鄧祿普等一些輪胎廠家已開始使用這種裝置的硫化機來生產各種規格、高精度M/C輪胎。

如何降低成本，又能達到生產要求，這是技術人員的一大課題，也是各硫化機供應商積極探討的問題之一。

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A New Vertical Chuck Loader For Tire Curing Press

Li rong (School of science Guizhou University For Nationalities, Guizhou Guiyang,550025)

Combined the practical condition of production, designed a new type Vertical Chuck Loader for the Tire Curing Press, which used on the M/C Tier’s Press for special purpose.And in order to improvement the precision and quality.

TQ330.4+7

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.20.062

李榮(1980-),女,貴州,貴陽,碩士生,主要從事外胎定型硫化機的技術設計。

M/C輪胎;輪胎定型硫化機;抓胎裝置;滾珠絲桿總成;旋轉編碼器

M/C Tire；Tire Curing Press；Vertical Chuck Loader Ass’y；Ball Screw Ass’y；Rotary Encoder