創新式三工位鋼絲圈包布機的研究與設計

石峰，劉淵

(貴州輪胎股份有限公司，貴州 貴陽 550008)

本文提供了一種新的技術思路——三工位鋼絲圈包布機，通過改進三臺鋼絲圈包布機的結構及布局以實現鋼絲圈包布機的集成化設置，設備整體占用的工廠空間較小且可單人操控，顯著提高生產效率，降低生產人力成本。

1 三工位鋼絲圈包布機

圖1為三工位鋼絲圈包布機的結構簡圖，其包含了三個子包布機：子包布機A、子包布機B、子包布機C，在子包布機上都設置了纏繞裝置、上料裝置、升降機構，三個子包布機并列設置在底座上；子包布機的升降機構是可以往復移動的，設置在支架上；子包布機各自的后方都設置第一固定板、第二固定板；其中，第一固定板的一側設置若干第一滾輪、另一側設置驅動機構；在第二固定板一側的上部位置設有若干第二滾輪、下部位置設有料卷。此外，底座分為兩個部分，一部分用于安置子包布機A、子包布機B、子包布機C，另一部分用于設置第一固定板及第二固定板；解釋說明，本文中的上料裝置用于將料卷上的膠條輸送至纏繞裝置指定位置處，料卷是指由長條的膠條纏繞至料軸上構成一大卷膠條的總稱；升降機構可以是金屬板，用于固定鋼絲圈并將待纏繞膠條的鋼絲圈輸送至纏繞裝置開口處；纏繞裝置用于將料卷上的膠條纏繞至鋼絲圈上。

圖1 三工位鋼絲圈包布機的結構簡圖

在本文中料卷上的膠條在驅動機構（例如：伺服電機）的作用下先通過設置在第二固定板一側上的若干第二滾輪，再通過第二固定板設置的開口結構，最后通過第一固定板的一側設置的若干第一滾輪輸送至上料裝置，再通過上料裝置將膠條輸送至纏繞裝置的開口處，當升降機構將帶纏繞的鋼絲圈向下移動至開口處后，膠條與鋼絲圈進行螺旋式纏繞。膠條經過上述驅動機構滾輪作用下可形成一定的張力，且同時通過設置各滾輪的距離，預先設置一定長度的膠條。

此外，本文中的第一固定板、第二固定板都設置在底座上。第一固定板與第二固定板相垂直設置，例如可以是呈T形設置或者呈L形設置，具體設置方式可根據不同需要進行靈活配置。此配置方式，目的在于可以方便的傳送膠條、合理布局滾輪、驅動機構及其他電氣線路等，以實現集約式布局，減少空間占用面積。

本文章中的三工位鋼絲圈包布機還包含了布線盒，布線盒在相對應的子包布機處都設置開口結構。為了提高布線美觀度及便利性，本文中三工位鋼絲圈包布機中還包含了設置在三工位鋼絲圈包布機兩側的立板，在子包布機A和子包布機C外側的立板上部設置卡口結構，布線盒可固定設置在卡口結構上。

此外，在三工位鋼絲圈包布機中還包含安全防護機構，且安全防護機構在相對應的子包布機料卷處都設置有可打開或關閉的門。具體來說，安全防護機構可以是鋼絲網，門是設置在子包布機A、子包布機B、子包布機C各自的料卷處的可通過合頁實現打開或關閉的鋼絲門。通過此設計，設備操作人員在使用時可以方便的觀察料卷的使用情況，當發現料卷不足時，可以快速打開需要更換料卷的門，更換料卷方便快捷。

為提高空間利用率，本文章中的支架可以設置為三個門型結構，而且該門型結構可以是一體結構或者是分體結構，將子包布機A、子包布機B、子包布機C分別設置在門型結構內；子包布機的升降機構都可往復移動地設置在各自相對應的門型結構的兩側立柱上，具體可以是通過滑軌滑塊結構實現，可以在兩側立柱上設置滑軌，在升降機構上設置滑塊，或者相反情況設置，即在兩側立柱上設置滑塊，在升降機構上設置滑軌。

2 子包布機

圖2為子包布機的結構簡圖。子包布機中主要包含了儲料輥驅動裝置、儲料輥、送料裝置、胎圈驅動裝置、纏繞裝置。子包布機的具體工作流程如下：系統啟動后，儲料輥驅動裝置移動靠近儲料輥并與儲料輥相嚙合，送料裝置將膠料條帶輸送至儲料輥上，儲料輥驅動裝置旋轉帶動儲料輥旋轉纏繞所需膠料條帶長度后停止，胎圈驅動裝置將欲纏繞膠料條帶的裸胎圈輸送至預定位置后，通過裁刀切斷膠料條帶，然后纏繞裝置將儲料輥上的膠料條帶纏繞至裸胎圈上。其中，胎圈驅動裝置上設置電磁鐵，通過控制電磁鐵的通電或斷電進而實現固定或釋放裸胎圈。

圖2 子包布機結構簡圖

具體來說，儲料輥是設置在纏繞裝置一側的儲料輥安裝板上，且是靠近開口結構設置。纏繞裝置上設置第一驅動器，用于驅動纏繞裝置旋轉。搭料板用于承接裸胎圈及膠料條帶，裁刀用于裁斷膠料條帶。此外，前面提到的搭料板設置了缺口結構，裁刀與缺口結構相對應設置。當儲料輥驅動裝置旋轉帶動儲料輥旋轉纏繞所需膠料條帶長度后停止，裁刀可通過缺口結構將置于搭料板上的膠料條帶裁斷。

可以在前述搭料板的表面上設置一定厚度的且摩擦力較強的彈性件，或者在搭料板上設置裸胎圈收納結構，裸胎圈收納結構內表面設置彈性件。其中，裸胎圈收納結構可以是設置在搭料板上的凹槽結構或者是在搭料板上設置的突出結構并在該突出結構上設置凹槽結構。總而言之，彈性件可以是硅膠或其他具有同等技術效果的彈性物體，目的在于確保裸胎圈下壓膠料條帶時，由于彈性件受力發生形變，可以實現膠料條帶更好的包覆于裸胎圈上。選擇摩擦力大或者設置裸胎圈收納結構目的在于防止裸胎圈移動，便于膠料條帶包覆裸胎圈，提高包覆的良率。

搭料板與裸胎圈的圓心至少部分重疊設置。通過本設計結構，可實現無論裸胎圈的尺寸大小，在進行膠料條帶纏繞時，都可以自裸胎圈中心位置處開始纏繞，以減少因所需纏繞的裸胎圈尺寸不同，頻繁調節其他機構以適應不同尺寸的裸胎圈，對于生產企業而言，本文公開的技術產品使用方便，生產效率更高。

送料裝置包含了滑軌裝置和可與滑軌裝置相對移動的送料器，送料器沿滑軌裝置移動穿過纏繞裝置的開口結構將膠料條帶輸送至儲料輥上。壓料裝置用于固定膠料條帶。第三驅動器、驅動器架，第三驅動器與壓料裝置為一體結構，第三驅動器可在驅動器架上下移動，進而驅動壓料裝置的上升或下降，進而實現壓料裝置對于膠料條帶的釋放或固定。第四驅動器與第三驅動器、壓料裝置、送料器通過驅動器架設置為一體結構，可同步移動，因此第四驅動器可驅動送料器沿滑軌裝置前后移動，實現送料器送料動作。此外，送料器還可以包含了送料桿，送料桿設置膠料條帶收納槽，送料桿沿滑軌裝置移動穿過纏繞裝置的開口結構將膠料條帶輸送至儲料輥上，用以延長送料器的送料距離，實現遠距離送料。

儲料輥包含的外殼設置一缺口，外殼的一端設置嚙合結構；外殼內部設置固定裝置，固定裝置與外殼缺口相對應設置。此外，儲料輥驅動裝置的一端設置與外殼的嚙合結構相配合的第二嚙合結構，儲料輥驅動裝置上設置第二驅動器，用于驅動儲料輥驅動裝置旋轉，進而帶動與儲料輥驅動裝置嚙合的儲料輥旋轉，以實現將膠料條帶纏繞在儲料輥上。

本文章所提及的料頭固定裝置與外殼之間在不工作情況下具有一定的間隙，當送料裝置將膠料條帶料頭輸送至外殼缺口時，料頭固定裝置向外殼內壁一側擴張，進而把條帶料頭緊緊壓制固定在固定裝置與外殼內壁之間，然后儲料輥驅動裝置旋轉以帶動儲料輥旋轉纏繞所需條帶長度，當裸胎圈下壓膠料條帶時裁刀裁切定長后的膠料條帶，然后送料裝置移動收回，為下一次送料做準備；同時纏繞裝置將儲料輥上的定長膠料條帶纏繞至裸胎圈上。

為準確定位外殼缺口是否回到送料預定位置，外殼上還可以設置一反光元件，如反光紙。相應的，在本文子包布機中選定一個固定位置，例如在纏繞裝置的固定架上設置一個光檢測元件，例如光傳感器等，當檢測到外殼缺口已回到送料預定位置，送料裝置才開始送料，進行后續動作。

此外，本文中嚙合結構的主要目的在于可與儲料輥驅動裝置一端的嚙合結構相嚙合，進而由儲料輥驅動裝置帶動儲料輥旋轉纏繞所需膠料條帶。嚙合結構具體根據儲料輥驅動裝置一端的嚙合結構而定，可以是鋸齒結構或者是公頭式嚙合結構或者是母頭式嚙合結構等。

3 結語

本文中介紹的三工位鋼絲圈包布機，主要是通過改進三臺鋼絲圈包布機的結構及布局，以實現鋼絲圈包布機的集成化設置，改進后的設備整體所占用的工廠空間較小。此外，由于本文中是將三臺鋼絲圈包布機一體化、集成化設計，所以該設備可以在單個操作員的情況下即可以同時操控三臺鋼絲圈包布機工作，顯著提高生產效率，同時降低人力成本等。本文所介紹的三工位鋼絲圈包布機滿足了輪胎企業自動化生產的需求，產品的應用前景十分廣泛。