自動(dòng)墊膠供料架在TST-LCZ-55型兩鼓成型機(jī)上的應(yīng)用

方亮,王小燕,易芳,宋方甲

(杭州朝陽橡膠有限公司，浙江 杭州 310018)

自動(dòng)墊膠供料架在TST-LCZ-55型兩鼓成型機(jī)上的應(yīng)用

方亮,王小燕,易芳,宋方甲

(杭州朝陽橡膠有限公司，浙江 杭州 310018)

針對TST-LCZ-55型兩鼓成型機(jī)墊膠供料架結(jié)構(gòu)的不足，改造成自動(dòng)墊膠供料架，解決了原供料架在墊膠貼合時(shí)出現(xiàn)的墊膠拉伸不均勻、貼合偏歪、墊膠長度偏短等問題，實(shí)現(xiàn)了墊膠的自動(dòng)定長、自動(dòng)裁切、自動(dòng)貼合，提高了勞動(dòng)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提升了設(shè)備自動(dòng)化水平。

成型機(jī)；供料架；墊膠；自動(dòng)化

我公司現(xiàn)有的TST-LCZ-55型兩鼓成型機(jī)（以下簡稱兩鼓成型機(jī)），設(shè)計(jì)之初具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)規(guī)格范圍大的特點(diǎn)。但是隨著全鋼子午線輪胎生產(chǎn)工藝要求的不斷提高，現(xiàn)有的設(shè)備自動(dòng)化水平已經(jīng)不能滿足高精度的全鋼子午線輪胎生產(chǎn)工藝要求。現(xiàn)有的墊膠供料架在墊膠貼合時(shí)易造成墊膠拉伸不均勻、墊膠貼合偏歪，影響輪胎動(dòng)平衡和均勻性，不符合工藝要求。為了提高設(shè)備對工藝的符合性，我們對墊膠供料架進(jìn)行改造。

1 改造前的結(jié)構(gòu)

改造前的墊膠供料結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 墊膠供料架

在貼合墊膠時(shí)，操作工采用是手動(dòng)上料方式：操作工將墊膠從百葉車上取下，放到墊膠供料架上，貼合時(shí)操作工啟動(dòng)氣缸伸出按鈕，氣缸前伸帶動(dòng)輸送模板向前移動(dòng)靠近胎體鼓，手動(dòng)將墊膠推到胎體鼓上方，手動(dòng)將輸送模板前端壓輥壓下，將墊膠壓在胎體鼓上，輸送模板將墊膠輸送到胎體鼓上，胎體鼓旋轉(zhuǎn)一周，供料架后退，人工壓實(shí)接頭。

此結(jié)構(gòu)在使用過程中存在下述的問題：

（1）墊膠是在半制品工序中就已經(jīng)裁切成所需的長度，放在百葉車上待使用。隨著時(shí)間的推移，墊膠長度會(huì)有不同程度的減小，在貼合時(shí)需要操作工將墊膠手動(dòng)拉伸到工藝所需要的長度，這樣就會(huì)造成墊膠拉伸不均勻，影響輪胎動(dòng)平衡、均勻性，對胎體成型質(zhì)量有影響，不符合工藝要求。

（2）供料時(shí)由于供料架上部分全部向前移動(dòng)，產(chǎn)生巨大沖力使整個(gè)供料架不穩(wěn)定，從而易使墊膠貼合時(shí)偏歪。

（3）墊膠的貼合方式需要操作工將墊膠從百頁車上取下，放到墊膠供料架上，這樣的貼合過程會(huì)消耗過多的時(shí)間，工作效率不高，降低了輪胎的產(chǎn)量。

（4）墊膠貼合時(shí)需要操作工手動(dòng)將輸送模板前端的壓輥放下，貼合完成后手動(dòng)將壓輥抬起，這樣的方式增加了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)效率。

（5）在整個(gè)墊膠貼合過程中，操作工需要手動(dòng)將墊膠放到輸送模板上，手動(dòng)推送墊膠、手動(dòng)抬起和放下壓輥，需要操作工手動(dòng)操作的部分太多，極大的增加了安全隱患。

針對上述問題，經(jīng)過分析和研究，發(fā)現(xiàn)根本原因是墊膠供料架設(shè)計(jì)不合理，使整個(gè)墊膠貼合過程顯得非常緩慢，對此我們對墊膠供料架進(jìn)行改造。

2 自動(dòng)墊膠供料架

2.1 基本結(jié)構(gòu)

自動(dòng)墊膠供料架基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。其結(jié)構(gòu)包括墊膠小車導(dǎo)開裝置、支架和安裝在支架上的輸送模塊。墊膠小車導(dǎo)開裝置包括電機(jī)，為小車提供卷曲動(dòng)力；輸送模塊包含輸送模板、超聲波裁切裝置。其中輸送模板通過氣缸帶動(dòng)在支架上前后移動(dòng)，輸送模板通過伺服電機(jī)帶動(dòng)輸送帶運(yùn)動(dòng)。小車導(dǎo)開裝置設(shè)有導(dǎo)向輪、氣缸、鎖緊勾、緩沖器，作用為固定墊膠小車；輸送模板終端設(shè)有機(jī)械定中裝置、壓輥；壓輥通過氣缸帶動(dòng)上下擺動(dòng)。

圖2 自動(dòng)墊膠供料架

2.2 工作過程

將墊膠小車推至導(dǎo)開裝置的車架上，墊膠小車由導(dǎo)開電機(jī)帶動(dòng)墊膠與襯布分離，輸送到機(jī)械定中裝置上，經(jīng)過第一次調(diào)整位置后到達(dá)超聲波裁切裝置，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送帶移動(dòng)，墊膠沿著輸送帶向前移動(dòng)，墊膠傳送到指定長度后，伺服電機(jī)停止工作，超聲波裁切裝置開始工作，對墊膠進(jìn)行裁切。裁切后的墊膠隨著輸送帶在伺服電機(jī)帶動(dòng)下繼續(xù)向前移動(dòng)，進(jìn)入機(jī)械定中裝置，對墊膠進(jìn)行二次定中，輸送模板在氣缸驅(qū)動(dòng)下整體向前移動(dòng)，將輸送模板移動(dòng)到胎體鼓上方，此時(shí)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送帶移動(dòng)，壓輥在氣缸的驅(qū)動(dòng)下壓下，胎體鼓旋轉(zhuǎn)，墊膠自動(dòng)貼合到胎體鼓上。

2.3 技術(shù)參數(shù)

墊膠寬度 60～200 mm

墊膠內(nèi)間距 min40 mm

墊膠外間距 max500 mm

墊膠長度 max1 950 mm

墊膠貼合精度 ±1 mm

拉伸控制 ＜0.50%

2.4 工藝標(biāo)準(zhǔn)

（1）墊膠裁切角度≤30°。

（2）供料架上裁切后的左右兩條墊膠長度差≤1 mm。

（3）墊膠裁切面要求無卷邊、無毛邊、無膠粉、無燒焦等異常現(xiàn)象。

（4）墊膠貼合后左右長度差≤5 mm。

（5）墊膠自動(dòng)供料貼合后（接頭搭接前）的長度與標(biāo)準(zhǔn)貼合（自動(dòng)供料貼合首尾裁切面剛好匹配）的長度差≤5 mm。

（6）拼接后墊膠拱起不得高于10 mm。

（7）墊膠自動(dòng)貼合偏離光標(biāo)≤1 mm。

（8）墊膠導(dǎo)開供料無拉伸現(xiàn)象。

2.5 安全性能

所有的轉(zhuǎn)動(dòng)部位都有防護(hù)罩進(jìn)行防護(hù)。輸送模塊外圍用護(hù)網(wǎng)將其包住，防止人員進(jìn)入。輸送模板前端設(shè)置安全邊緣條。導(dǎo)開裝置入口處設(shè)有安全光電開關(guān)，當(dāng)有人員進(jìn)入其中時(shí)設(shè)備停止工作。供料架設(shè)有急停按鈕，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)安全問題時(shí)，供料架自動(dòng)停止所有動(dòng)作，直到故障排除并確認(rèn)后，供料架才能恢復(fù)正常工作。在整個(gè)墊膠貼合過程中操作工不需要對墊膠供料架進(jìn)行手動(dòng)操作，這樣就極大提高了設(shè)備的安全性能。

改造完成后，不需要提前將墊膠裁切成一段一段的放在百葉車上，而是把墊膠小車推到導(dǎo)開裝置上，墊膠由導(dǎo)開電機(jī)帶動(dòng)與襯布分離，輸送到輸送模板上。墊膠供料架位于胎體鼓前方，用于導(dǎo)開和貼合墊膠。

其中通過超聲波裁切裝置將墊膠裁斷，超聲波切割裝置是通過超聲波發(fā)生器將電流轉(zhuǎn)換成20 kHz電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械振動(dòng)，隨后機(jī)械振動(dòng)通過一套可以改變振幅的調(diào)幅器裝置傳遞到裁刀。裁刀將接收到的振動(dòng)能量傳遞到待切割工件的切割面，在該區(qū)域，振動(dòng)能量通過激活橡膠分子能，打開分子鏈的方式對膠料進(jìn)行切割。 高頻率振動(dòng)裁切既可以防止橡膠對裁刀黏連、切割面光潔度好、黏結(jié)性能好，又可因摩擦生熱有利于膠片的接頭在貼合鼓上貼合成型，從而有利于提高成型質(zhì)量。同時(shí)超聲波裁切工作效率高、無污染。

本裝置中超聲波裁切裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 超聲波裁切裝置

其結(jié)構(gòu)包括超聲波裁切系統(tǒng)、支架、無桿氣缸、伺服電機(jī)、線性模組和裁刀底板。其中超聲波裁切系統(tǒng)設(shè)有換能器、變幅桿、裁刀支架設(shè)有調(diào)節(jié)桿，作用為調(diào)節(jié)裁刀角度。無桿氣缸安裝在兩支架內(nèi)側(cè)，伺服電機(jī)和線性模組固定在無桿氣缸上，隨氣缸左右移動(dòng)。

本裝置中的超聲波裁切裝置對比于傳統(tǒng)的超聲波裁切優(yōu)勢在于通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)線性模組做直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)裁刀的移動(dòng)。伺服電機(jī)能保證裁刀勻速移動(dòng)、精確定位，裁刀伸進(jìn)無停頓現(xiàn)象，保證了裁切精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

采用改造后的自動(dòng)墊膠供料架，墊膠裁切斷面平整光滑無膠粒，貼合時(shí)受力均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量明顯上升，設(shè)備工藝符合性大大提高，更提高了操作者的安全系數(shù)，也提高了生產(chǎn)效率。

3 改造效果

對改造前和改造后的成型機(jī)所做出輪胎均勻性數(shù)據(jù)進(jìn)行了跟蹤對比，如表1所示，改造后輪胎均勻性各參數(shù)基本減小，均勻性水平明顯提高。

表1 改造前后輪胎均勻性數(shù)據(jù)對比

墊膠卷曲相比于原來的定長墊膠，在減少拉伸量和接頭質(zhì)量上有了較大改善，對品質(zhì)提升有了促進(jìn)作用。如表2所示，輪胎的綜合合格率有了明顯提高。

表2 改造前后輪胎成型合格率 %

4 結(jié)束語

自動(dòng)墊膠供料架已經(jīng)在我公司天津兩鼓成型機(jī)上投入使用，改造后每臺(tái)天津兩鼓成型機(jī)操作工人數(shù)由3人減為2人，降低了輪胎的制造成本，同時(shí)設(shè)備產(chǎn)量比之前增加3～5條/班。墊膠自動(dòng)供料架對墊膠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定長、自動(dòng)裁切、自動(dòng)貼合，保證了裁切精度，確保了墊膠貼合長度完全達(dá)到了工藝要求，提高了設(shè)備自動(dòng)化程度，提高勞動(dòng)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，消除了安全隱患。設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)方便，應(yīng)用廣泛。

Application of automatic rubber feeding rack in TST-LCZ-55 two drum building machine

Fang Liang, Wang Xiaoyan, Yi Fang, Song Fangjia
(Hangzhou Chaoyang Rubber Co. LTD., Hangzhou 310018, Zhejiang, China)

Aiming at the shortcomings of cushion rubber feeding rack structure for TST-LCZ-55 two drum building machine, it was transformed to automatic cushion feeding rack, which solves the problems of nonuniform stretching of the cushion rubber, imprecise fi t, short length of the cushion rubber and other problems,which realized automatic fi xed-length, automatic cutting, automatic bonding of cushion rubber. New device not only improved labor ef fi ciency and product quality, but also improve automation level.

building machine; feeding rack; cushion rubber; automation

TQ330.46

1009-797X(2018)01-0042-03

B DOⅠ:10.13520/j.cnki.rpte.2018.01.008

方亮（1987-），男，工程師，碩士研究生，畢業(yè)于杭州電子科技大學(xué)，主要從事輪胎制造設(shè)備技術(shù)管理工作。

2017-07-24