成型機胎體簾布層傳送帶偏移分析及糾偏方法

王業飛

(國家知識產權局專利局專利審查協作天津中心，天津 300304)

影響輪胎成型機效率的因素很多，而成型機所有裝置最終均為成型鼓服務，因此成型鼓的有效工作時間越高，效率越高。自動上料精度高，即成型鼓自動旋轉一周即完成上料工序，時間非常短，而如果自動上料誤差大，就需要工序暫停，需人工將料取下，重新調整，嚴重影響生產效率。因此一般使用糾偏裝置改善上料精度[1]。成型機簾布層供料架，一般由小車導開、機械糾偏、后傳送帶裝置、裁切和前傳送帶裝置5大部分組成[2]。糾偏一般分為自動糾偏和機械糾偏兩種方式[3]，自動糾偏系統為成熟的配套，常用的有E+L（萊莫爾），BST等[4]；機械糾偏主要有后傳送帶尾部的定中裝置和傳送帶調整裝置。本文針對傳送帶的偏移原因進行了分析，利用傳送帶調整裝置實現精準調整。

1 傳送帶裝置概況

傳送帶是簾布層的載體，因此傳送帶及裝置的精度直接影響傳輸精度[5]，傳送帶裝置涉及轉動輥、帶體、加工精度、調整方法、簾布層自身的精度等多個因素。目前傳送帶調整方法主要依靠調整轉動輥兩端的位置，此調整結果是傳送帶相對傳送帶裝置的固定基準邊左右游動，且經傳送帶上鼓后的簾布層偏移較大，不能滿足精度要求。

2 傳送帶偏移原因分析

傳送帶裝置包含兩個段固定板、轉動輥若干和傳送帶。簾布層經傳送帶傳輸[6]，傳送帶設置在轉動輥上，即影響因素為傳送帶本體、轉動輥兩個因素。因此轉動輥的數量越多，影響因素越多，調整越復雜，本文分析的是4個轉動輥傳送帶裝置。

2.1 轉動輥調整原理

為了調整傳送帶，一般轉動輥兩端X、Y的高度可以上下調整，如圖1所示，因此輥的狀態分為三種：①水平、②X高Y低、③X低Y高。

圖1 轉動輥示意圖

（1）水平狀態，傳送帶受力分布均勻，不發生偏移。

（2）X高Y低，如圖2a，傳送帶X段的受力大于Y段，X受力為F1，F1可以分解為F2、F3兩個分向力，在F3分向力的作用下，傳送帶向X端偏移；

（3）X低Y端，如圖2b，傳送帶Y段的受力大于X段，Y受力為F1，F1可以分解為F2、F3兩個分向力，在F3分向力的作用下，傳送帶向Y端偏移；即傳送帶向高的一端偏移，因此當傳送帶向一段偏移時，應當降低對應端的高度，或者提高另一端的高度。

圖2 傳送帶受力分析圖

2.2 傳統的調整方法

傳統的調整方法分為兩個步驟，首先選定和調整基準、其次建立判斷標準?；鶞室话氵x擇傳送帶的固定板A，以板A的一個面為基準面E。其次建立判斷標準，傳統的調整方法選擇傳送帶的邊緣距離基準面E的距離為判斷標準。如圖3，具體調整方法如下：

圖3 傳送帶裝置示意圖

（1）第一步，利用經緯儀調整固定邊A的基準面，以確?；鶞拭鍱的平面度，然后固定板A。

（2）第二步，調整轉動輥3（一般選擇動力輥），以滿足轉動輥3前端與傳送帶的接觸切線與基準面E處于垂直狀態。

（3）第三步，電機間歇工作，觀測傳送帶距離基準面E的距離變化，按照2.1中提及的調整原理進行調整，使得傳送帶的偏移降至最低。

（4）第四步，如第三步，依次調整轉動輥4，1，2。

（5）第五步，電機正常運轉，整體觀測，微調轉動輥，此時傳送帶將出現傳送帶距離基準面E的距離變化時大時小，即傳送帶相對基準面出現游動。

（6）第六步，聯動調整，即上料調整，根據上鼓的精度，反復微調轉動輥，以上鼓精度反復驗證。

傳統的調整方法存在如下缺點，首先第六步調整的隨機性大、勞動強度大，其次，不能有效解決簾布層的精度問題。

2.3 傳統調整方法存在的問題分析

傳統調整方法第五步已經將傳動帶的游動降至最低，但此時上料精度誤差較大，而經過第六步上料聯動調試，傳送帶的游動范圍變大，而上料精度有一定的提高。此現象背后的本質原因是，評價標準存在錯誤之處，評價標準沒有考慮傳送帶自身的精度，傳送帶自身的邊緣一般不是理論的直線L，而是相對理論直線L發生S彎曲偏差，或者單向偏差，如圖4所示。而S形彎曲可以等同多個單向偏差的疊加，因此只需要分析單向偏差的運動軌跡即可揭示S形彎曲偏差的運動軌跡。

圖4 傳送帶轉動軌跡示意圖

假定傳送帶邊緣實際直線S與理論直線L（細實線）單向偏差，如圖5所示，其理論與轉動輥1外側的邊緣切點為H，實際為I，當傳送帶在兩個理論設定的輥1與2上前進，當前進至輥2時，其位置應當為I′，而不是H′。

圖5 傳送帶單向偏移轉動軌跡示意圖

此時傳送帶的運轉相對基準面E的游動是由于傳送帶自身原因造成的，而不影響傳送的精度，而此時以存在較大偏差的實際邊緣S調整輥以控制游動，其必然導致上料精度結果更差，即以錯誤的判斷標準調整正確上料線路必然導致上料偏差更大，因此也會表現出游動小，上料誤差大，而游動大，上料誤差小。而克服此問題必然需要調整判斷標準。

3 傳送帶調整方法改進

3.1 判斷標準選取

傳送帶可以適應一定范圍內寬度的簾布層，即簾布層寬度有一定的變化，然而中心不變，均位于傳送帶整體結構即A與B之間的中心線C上，如圖3，因此選定中心線作為判斷標準，并手動標記，然后電機間歇運行，追蹤標記與基準面的寬度變化即可追蹤簾布層中心線的變化，其結果決定了輸送的精度。具體步驟如下：

（1）第一步，利用經緯儀調整固定邊A的基準面，以確?；鶞拭鍱的平面度，然后固定板A。

（2）第二步，調整轉動輥3（選擇動力輥），以滿足轉動輥3前端與傳送帶的接觸切線與基準面E處于垂直狀態。

（3）第三步，電機間歇工作，觀測傳送帶距離基準面E的距離變化，按照2.1中提及的調整原理進行調整，使得傳送帶的偏移降至可接受即可。

（4）第四步，如第三步，依次調整轉動輥4，1，2，使得傳輸帶可以長時間運轉。

（5）第五步，使用鉛筆在轉動輥2處的中心線C處的傳送帶做標記點，間歇運行電機，間隔30 cm左右重復標記，當標記前進至轉動輥3（選擇動力輥）處時即可測量標記距離基準面E的距離變化，直至標記前進至轉動輥4處，此過程僅有轉動輥2，3和4的影響，因此其結果即可判定轉動輥3相對2與4的相對水平狀態，及轉動輥3對傳輸帶的偏移值，然后微調轉動輥3，調整后轉動輥3即為其他輥的水平基準。

（6）第六步，清理上次調整標記，以轉動輥3作為其他轉動輥基準，重復步驟五，依次調整轉動輥4、1、2。

（7）第七步，電機正常運轉，重新做標記，檢測標記距離基準面E的距離變化，微調轉動輥，直至距離變化降低至最小值。

現場半鋼一二段成型機主供料架簾布層上料結果對比如下：

從表1現場調試結果對比可知，改進后顯著改善了上料的精度，滿足了廠家的要求，實現了預定目標。

表1 調試方法改進前后效果對比

4 結束語

成型機的所有裝置均為成型鼓服務，而成型鼓上料的誤差造成自動生產過程的停滯，嚴重影響了生產的效率，而這些精度除了受到半成品料的自身精度影響，還嚴重依靠設備的調整，簾布層傳送帶的調整只是成型機眾多調整裝置之一，因此如何準確調整成型機的各個裝置，依然任重道遠。