輪胎膠片儲料釋放系統設計

謝高飛

摘要：胎面胎側生產線在終端卷取工位，一般采取多工位卷取小車，自動交替工作。其中一臺卷取小車卷取足夠長度的胎面胎側時，將自動切換到另一臺卷取小車進行卷取。在多工位卷取小車交換進入工作狀態的時間間隔內，保證擠出機和胎面胎側生產線連續工作，輪胎膠片將自動被儲料釋放系統儲存起來。另一臺卷取小車完全進入卷取工作狀態，儲料釋放系統又開始快速釋放被儲存起來的輪胎膠片。在儲料釋放系統的配合下，多工位卷取小車能高效完成卷取工作。

關鍵詞：下層固定輸送帶;上層移動輸送帶;傳動結構;急停開關;傳動結構的控制盒

Abstract：The tread and sidewall production line usually adopts multi station coiling car at the terminal coiling station，which works automatically alternately. When one of the take-up trolleys takes up enough length of tread sidewall，it will automatically switch to another take-up trolleys for take-up. During the working time interval of the multi station coiling car exchange，the extruder and the tread and sidewall production line can work continuously，and the tire film will be automatically stored by the storage and release system. The other take-up car completely enters the take-up working state，and the storage and release system starts to release the stored tire film quickly. With the cooperation of the storage and release system，the multi position coiling car can complete the coiling work efficiently.

Key words：Lower fixed conveyor;upper shift conveyor;transmission structure;Emergency Stop Switch;control box of transmission structure

引言

輪胎的胎面及胎側生產線中，可以進行不間斷送料和多工位連續切換卷取小車是輪胎廠商提高生產效率的關鍵。現在胎面胎側生產線，采用卷取小車連續自動的卷取整卷胎面胎側膠片，在輪胎成型機上進行單條料的定長裁斷，來實現生產過程的高度自動化。更換卷取小車需要時間內擠出的膠片需要暫時儲存起來。為解決更換卷取小車時，胎面胎側膠片儲存的問題，需研發輪胎膠片儲料釋放系統。

1設計內容與關鍵技術：

1.1設計內容及要求

圖1為儲料釋放系統的結構示意圖;包括：101.支架;102. 下層運輸帶;103. 上層移動輸送帶;104. 拖鏈部分;105. 運輸固定板部分;106. 急停裝置;107. 操作盒;108.浮動輥組件。

為保證儲料釋放系統能夠自動控制輸送機速度，儲料長度足夠長，儲料輸送機運行平穩，設計要求：

（1）采用雙層運輸帶輸送機，上層移動輸送帶可在位置1和位置2之間往復運動。下層固定輸送帶位置不變;

（2）兩層運輸帶輸送機均采用自動運輸帶糾偏系統，保證輸送帶不跑偏;

（3）上層移動運輸帶輸送機整體移動，采用齒輪齒條驅動，齒輪齒條間隙可調整;運輸帶輸送機兩側有須有導向;行程可控制，在行程末端須有緩沖，減小撞擊;

（4）上層移動運輸帶輸送機控制電纜和所有氣管須有保護。

（5）操作側須有安全防護措施，保證操作人員安全;

1.2關鍵技術

下面是儲料釋放系統技術特點，結合附圖及實例，對輪胎膠片儲料釋放系統作介紹。

如圖1所示，為輪胎膠片儲料釋放系統的結構示意圖，一種與多工位輪胎膠片卷曲裝置配合的輪胎膠片儲料釋放系統，不間斷輸送輪胎膠片的上層移動輸送帶和下層固定輸送帶，及將上層移動輸送帶在位置1和位置2之間循環移動的傳動結構，其中當上層移動輸送帶從位置1移動至位置2的過程（移動理論速度為V1），下層固定輸送帶運輸帶停止轉動，上層移動輸送帶運輸帶轉動（轉動理論速度為V2），輪胎膠片從上層移動輸送帶經下層固定輸送帶輸送下層固定輸送帶末端前進行存儲，輪胎膠片生產速度為15m/min時，即上層移動輸送帶運輸帶轉動速度為V2=15m/min，上層移動輸送帶移動速度V1=7.5m/min，儲料長度L=2x7460mm=14.92m，儲料時間=14.92/15min=59.67s，更換卷取小車需要時間要小于儲料時間59.67s;更換卷取小車后，上層移動輸送帶從位置2移動至位置1的過程（移動理論速度為V1），下層固定輸送帶運輸帶轉動（轉動理論速度為V3），上層移動輸送帶運輸帶同時轉動（轉動理論速度為V2），輪胎膠片從下層運輸帶末端開始釋放，釋放速度V=V3=V2+2xV1=15m/min+2x7.5m/min=30m/min;卷曲完成后，更換卷取小車，上層移動輸送帶再次從位置1移動至位置2，開始下一次輪胎膠片存儲。在實施過程中，上層移動輸送帶移動采用的傳動結構為齒輪與齒條組合件。

在輪胎膠片儲料釋放系統中，上層移動輸送帶移動速度，上層移動輸送帶運輸帶轉動速度，下層固定輸送帶運輸帶轉動速度，在實際生產中很難達到理論值，有微小誤差，解決這種方法：上層移動輸送帶和下層固定輸送帶之間采用浮動輥匹配速度，通過檢測光幕檢測輪胎膠片，使浮動輥等待和工作狀態自動切換。檢測光幕檢測膠片是否達到指定位置（通過浮動輥位置），膠片未輸送到浮動輥位置，浮動輥在等待位置。膠片輸送到浮動輥位置，汽缸推出浮動輥，進入工作狀態。輪胎膠片從下層運輸帶末端開始釋放時，如果下層固定輸送帶運輸帶轉動速度V3度大于兩倍上層移動輸送帶移動速度V1與上層移動輸送帶運輸帶轉動速度為V2之和，浮動輥被膠片壓至左邊位置，系統控制機下層輸送帶減速。如果下層固定輸送帶運輸帶轉動速度V3度小于于兩倍上層移動輸送帶移動速度V1與上層移動輸送帶運輸帶轉動速度為V2之和，浮動輥受壓力變小移動至右邊，系統控制機下層輸送帶加速。使上下層速度匹配。

在輪胎膠片儲料釋放系統中，上層移動輸送帶移動（如圖2）采用浮動齒輪固定在減速機上，用來調整齒輪齒條配合件的間隙。重載腳輪的支撐上層移動輸送帶在，在橫梁面上來回移動。橫梁面的兩側用滾動軸承在進行導向，保證移動方位的精確度。上層移動輸送帶安裝運輸帶跑偏控制系統，可以很有效的解決主動輥與被動輥不平行引起皮帶跑偏，當運輸帶跑偏控制器9檢測到運輸帶跑偏時，糾偏輥6通過氣缸驅動輥筒，輥筒的方向的變化來從而改變運輸帶的偏離方向。壓輥組件2防止料尾通過時，膠片由于自身重力瞬間掉落至下層固定輸送帶運輸帶，避免膠片在下層固定輸送帶運輸帶堆積。上層移動輸送帶采用了可調位置的接近開關和行程開關雙保險進行行程控制，在行程末端采用氣缸進行緩沖，減小上層移動輸送帶的移動對設備產生的撞擊影響。

在輪胎膠片儲料釋放系統中，上層移動輸送帶的控制電纜和氣管用拖鏈進行保護。固定部分用線槽，電線與氣管分開，動力電線與信號線分開，防止干擾。保證設備可靠運行。此外，輪胎膠片儲料釋放系統的側面還安裝有拉繩急停開關，在緊急情況時緊急制動該循環儲料裝置，保證操作人員安全。儲料釋放系統不同部位采用不同的顏色區分：設備主體顏色為天藍色RAL5015，防止操作人員視覺疲勞;安全罩，圍欄顏色為油菜黃 ?RAL 1021;移動旋轉部件顏色為火焰紅RAL 3000;安全裝置（緊急開關）顏色為火焰紅RAL 3000，起安全警示作用;電控箱和控制要素的基本顏色亮灰RAL 7035。

2主要參數計算及電機選型

儲料釋放系統工作環境在-20度～40度范圍內，24小時頻繁起停，工廠提供三相交流電壓380 v，頻率50 HZ，24 V直流電壓。運輸帶機動力滾筒直徑200mm，膠片最大輸送速度40m/min，膠片常用生產速度輸送速度范圍15～25m/min，運輸帶機上的膠片最大重量約200KG，摩擦系數0.18，

驅動膠片所需力F =膠片重量 x 摩擦系數

=200KG x 9.8N/KG x 0.18

= 352.8N

膠片驅動扭曲M =驅動膠片所需拉力FxL

=驅動膠片所需拉力F x 運輸帶機動力滾筒直徑0.2m/2

= 352.8N x 0.2m/2

= 35.28 N·m

由于考慮到一些其它因素，理論與實際有一定出入，為保證運輸帶線穩定運行，選電機扭曲時需放大一定安全系數，約1.3倍。因此電機扭值需大于45.864 N·m（35.28 N·m x1.3=45.864 N·m），由低到高就近原則查表應選電機扭矩為75N·m。

膠片驅動功率P = 驅動膠片所需拉力F x 膠片最大輸送速度V

= 352.8N x 40m/min

= 352.8N x 40/60 m/s

= 235.2W = 0.2352 KW

由于考慮到一些其它因素，理論與實際有一定出入，為保證運輸帶線穩定運行，選電機功率時需放大一定系數，大概1.5倍。因此電機扭值需大于0.3528 KW（0.2352 KW x1.5=0.3528 KW），由低到高就近原則查表應選電機功率為0.55 KW。

電機轉速N=膠片最大輸送速度V/（3.14*運輸帶機動力滾筒直徑0.2m）

=40m/min/（3.14*0.2m）

=63.69 r/min

因此電機減速機選用型號應為KA37/T DRN71M4 TH/V / M3A/ KK=90°P=0.55KW;額定功率 0.55 Kw;額定轉速1450r/min;輸出軸轉速70r/min;減速器減速比19.31;安裝位置 M3A;電機接線盒位置90°;輸出軸方式hollow shaft;輸出軸尺寸D=30H7;電源頻率50Hz;額定電壓380 V;ip防護等級IP54;熱保護TH;強制制冷;制冷電壓380VAC;銘牌english/中文;顏色RAL9005;

3結論

以上是輪胎膠片儲料釋放系統實施方式，輪胎膠片儲料釋放系統研制成功，克服市場上同類裝置的技術缺陷，設備運行平穩無振動，噪音低，停止無振動;將彌補國內對此類技術的空白，具有行業領先地位，推動輪胎行業的智能制造進程，未來市場應用前景非常廣闊。產品將被廣泛的用于如GOODYEAR，GiTi，CONTINENTAL等國際一流的輪胎廠，同時也應用于kenda，Qingdao Sentury，等國內的輪胎生產廠，經濟效益顯著。

參考文獻：

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