一種新型實心胎專用切膠機定位裁切機構

A new positioning cutting mechanism for solid tire cutting machine

孫智民（山東玲瓏機電有限公司，山東 招遠 265406）

一種新型實心胎專用切膠機定位裁切機構

A new positioning cutting mechanism for solid tire cutting machine

孫智民
（山東玲瓏機電有限公司，山東 招遠 265406）

一種實心胎半部件定位裁切機構，采用液壓雙刀剪切裁斷機構代替傳統的氣動或液壓單刀裁斷機構，上刀由油缸驅動垂直運行裁切，下刀位置可以根據半部件厚度進行微調，以保證兩刀間隙，安全可靠。

實心胎切膠機；定位裁切；高效安全

實心胎屬于一種安全性能高、承載能力強的輪胎，其用作填充物的半部件由橡膠、簾線及鋼絲等原材料組成，傳統的單刀切膠機無法順利裁斷。設計加工一種新型液壓雙刀定位裁切形式的切膠機，經連續生產運轉驗證，達到實心胎的生產工藝要求。

1　設備概況

如圖1所示，為目前國內常用的單刀切膠機裁切機構。有氣動或液壓兩種驅動形式，通常用于大塊橡膠原料的裁斷分解，以提高密煉機的煉膠效率和質量。設備一般采用鋼板焊接成箱體作為底座，采用1~2套氣缸或液壓缸帶動裁刀進行裁斷。工作過程中，人工將膠塊放在輥道上后，根據所需膠塊的大小手工推到裁刀下方，然后接通氣源或液壓站后，由氣缸或液壓缸驅動刀架向下運行，靠裁刀與裁刀底板的擠壓作用將膠塊進行裁斷分解，裁斷后氣缸或液壓缸帶動刀架上升返回原位，完成一個工作循環。優點是結構簡單、操作方便，制造成本低；缺點是只能對單純的橡膠進行裁切，設備整體安全防護不到位。

2　新型結構設計及工作原理

本次設計的新型液壓雙刀切膠機主要用于實心胎生產中填充物的裁斷，由于該填充物大多是由廢舊輪胎粉碎后進行的廢物回收利用，所以其成分主要是橡膠、簾線及鋼絲的混合物，傳統的單刀切膠機無法順利裁斷。因此設計加工一種新型的液壓雙刀定位裁切形式的切膠機，經連續生產運轉驗證，能夠滿足實心胎生產工藝的裁切要求。如圖2所示。

圖1　常用的單刀切膠機

整機采用一套具有過載保護裝置的液壓系統作為動力來源，為保證操作者的人身安全，對裁刀部位采用全封閉式護網，并設置帶有安全光電。工作過程中，如果護網拆掉后安全光電檢測不到護網，油泵就不會啟動，裁刀就無法移動；同時該設備機架兩側分別設有1個操作按鈕，操作者必須雙手同時按下2個操作按鈕后，裁刀才能進行裁切動作，大大提高了設備的安全操作性能。為保證裁切質量，上刀采用動刀、下刀采用可調定刀結構形式，另對上刀座采用線性導軌副進行導向，下刀座通過調節螺栓進行兩刀間隙校正，保證了上下裁刀的定位精度。為提高裁斷效率，液壓站配備一臺輸出壓力為20 MPa的油泵，可同時對10片以上的半部件進行裁切，并且裁切完成后裁刀自動復位，在復位過程中還可以進行連續裁切，省時省力，達到實心胎生產工藝要求。如圖3所示。

圖2　實心胎專用切膠機

圖3　改進后的實心胎專用切膠機裁切機構

運行前，首先將上刀手動打到與下刀相切的位置上，通過調整下刀座基板上的頂緊和拉緊螺栓，使兩刀間隙控制在0.02~0.03 mm之間，經塞尺檢驗合格后可以進行半部件的裁切。運行過程中，油缸驅動上刀座帶動上刀在線性導軌副的約束下，直線向下運行裁切半部件。下刀采用雙刃設計，可以根據裁刀的使用磨損情況，直接更換刀刃面或對刀刃進行打磨，方便快捷，節省成本。

3　與傳統切膠機相比優點

新設計的實心胎切膠機裁切機構與傳統的切膠機裁切機構相比，有以下優點：

（1） 采用雙刀可調剪切裁斷結構代替傳統的單刀固定擠壓裁斷機構，能順利的完成對實心胎填充物中橡膠、簾線、鋼絲等材料的裁切，解決了傳統結構中單靠擠壓裁切藕斷絲連的問題，并且裁切斷面整齊統一、不黏連，有利于半部件的貼合，減少氣泡的產生，提高輪胎質量。

（2） 根據不同配方不同厚度的半部件，可以對裁刀間隙進行適當的調整，通過調整下刀座的頂緊和拉緊螺栓，可使上下兩刀間隙誤差控制在±0.01 mm范圍內，并且調整方便快捷，便于維護。

（3） 裁刀選用9CrSi材質，經熱處理后表面鍍特氟龍涂層，裁料后不粘刀。上刀座設計采用線性導軌副導向，能夠確保上刀的重復定位精度，保證裁刀間隙的穩定性。

（4） 裁斷效率高，根據不同規格的半部件，每次至少可裁斷10層以上，并且裁斷后裁刀自動復位，在復位過程中還可以進行連續裁切，省時省力。

（5） 整機安全系數高，裁切區域設計帶有安全光電控制的全封閉式護網結構，并且整個控制系統只設有1個K型三位四通電磁閥，用于控制上刀的裁切復位動作。只有當操作者兩手同時按下位于機架兩側的控制按鈕并且控制系統檢測到全封閉式護網存在時，才能對半部件進行裁切，保證了操作者的人身安全。

4　結束語

該結構形式 的裁切機構，已應用在實心胎切膠機中，通過連續生產驗證，能夠有效的提高實心胎半部件的裁斷及貼合質量，減少氣泡的產生，并且安全操作性能高，得到用戶的一致好評。這種實心胎專用切膠機裁切機構，采用雙刀剪切裁斷代替傳統的單刀固定擠壓裁斷結構，使半部件的裁切斷面統一整齊，保證了接頭斷面的均勻性，有效的解決了因接頭面積變化導致的貼合不均勻產生氣泡的問題，同時在生產效率和安全性能方面較傳統的切膠機都有很大提升，因此具有極大的推廣價值和經濟效益。

[1] 楊順根，白仲元.橡膠工業手冊第九分冊[M].北京：化學工業出版社，1994.

[2] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2009.

TQ330.4

1009-797X(2015)19-0042-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.19.011

孫智民（1982—），男，2002年7月畢業于青島科技大學，現主要從事橡膠機械的創新設計工作。

2014-04-04