輪胎成型機的安裝調試與檢修

平 律

（天津賽象科技股份有限公司，天津 300384）

隨著市場對輪胎需求的日益增長，輪胎成型機的市場競爭日趨激烈[1-2]。輪胎成型機廠家需要不斷提高設備的自動化程度和生產效率，縮短單條輪胎的生產時間[3-5]。由于自動化程度高的設備對精度和穩定性的要求也高，輪胎成型車間一般會定期（1～1.5個月）對輪胎成型機進行檢修與保養，包括復驗輪胎成型機的精度、對直線導軌和帶座軸承等運動部件加注潤滑油等，以確保設備以最佳狀態進行生產。輪胎成型機的設計壽命一般為10～12年，后期好的保養與檢修可延長其使用壽命至15年[6]。

本文主要介紹輪胎成型機的安裝調試、精度調整及檢修方法。

1 輪胎成型機的安裝調試

輪胎成型機安裝過程的主要步驟如下：地基現場校驗、劃線、確定靶標點、安裝預埋鐵、灌注混凝土和安裝靶標。地基現場校驗無誤后進行劃線，使用經緯儀定出2個點，其連線即為地基圖中的一條直線。之后在地面定出多個不同位置的靶標點，其連線組成設備安裝時需要的參考線（地線）。地線是設備擺放的粗基準，地線精度越高，設備擺放位置越準確。安裝設備前，使設備上的中心刻度線與地線對齊，可以確定設備的安裝位置。最后安裝預埋鐵、灌注混凝土和安裝靶標。

在輪胎成型機安裝完成后，使用經緯儀或全站儀調整成型機的精度達到設計精度，以滿足使用要求。下邊以輪胎成型機同步帶的張力測量為例，說明同步帶的調試過程。

（1）使用U-507型音波式皮帶張力計測量同步帶的振動頻率。步驟如下：將儀器便攜式探頭對準皮帶并相距10 mm左右，使探頭處于2個同步帶輪的中間位置，按下“測量”鍵；輕輕撥動皮帶，儀器上將出現一條曲線，保持10 s左右，直至屏幕上的數值趨于穩定，測量完成。

（2）計算同步帶張力，并與設計張力進行比較，以確定其是否滿足要求。計算公式如下：

其中：T為同步帶張力，N；M為同步帶單位質量，g·（m·mm）-1；W為同步帶寬度，mm；S為同步帶切線長度（2個同步帶輪中心距），mm；F為同步帶振動頻率，Hz。

儀器測量數值可以反映同步帶的張緊狀況，直接影響同步帶的傳動能力、傳動精度、使用壽命和軸壓力。常用平皮帶的推薦張緊量為節線長度的0.1%～0.2%，極限值為0.4%。

2 輪胎成型機的精度調整

2.1 精度調整基準選擇

輪胎成型機的精度調整需要使用安裝階段設置的靶標點和經緯儀，經緯儀位置在2個靶標點之間或在2個靶標點的延長線上。

調整輪胎成型機的成型鼓主軸線精度后，復合環、胎圈預置器、胎圈夾持環、帶束鼓等部件精度均以該軸線為基準，可利用百分表測量2個部件的同軸度、垂直度和平行度偏差，使其精度滿足設計要求。

調整精度前，先將經緯儀調至水平，用盒尺測量出經緯儀與靶標點、靶標點與靶標點之間的距離，根據這些參數，將經緯儀調整至設定位置。在第1次調整經緯儀后，可能出現經緯儀目鏡的十字線與靶標點有偏差的情況，這時，需要再次利用測量數據重新計算參數，然后調整經緯儀。經緯儀確定的2個平面使設備在X和Y方向上有了基準，利用這個基準可以測量輸送帶的輸送精度和直線導軌的移動精度：將經緯儀放置在與被測輸送帶平行的方向上，在輸送帶上放置一個標尺，將標尺從后往前輸送，使用經緯儀目鏡觀察標尺的初始位置、輸送過程中和終點位置的讀數，比較讀數得出輸送帶的輸送精度；將經緯儀放置在與被測直線導軌平行的方向上，在滑塊上放置標尺，移動滑塊，根據滑塊上標尺的讀數得出直線導軌的移動精度；根據以上讀數可以判斷輸送帶的輸送精度和直線導軌的移動精度是否符合設計要求。

2.2 傳動系統的精度調整

直線導軌傳動在設備中應用廣泛，其平行度公差要求嚴格。下邊以輪胎成型機2條橫移的直線導軌為例，說明傳動系統的精度調整過程。

直線導軌型號為球保持器型LM滾動導軌SVS30LR，基本額定動載荷為84 kN，適用于超大載荷。2條直線導軌采用一側定位止口設計，其平行度設計公差為0.05 mm·m-1。在生產中出現過使用半年后導軌一側滑塊的防塵蓋、球保持器損壞、鋼珠掉落、導軌與架體連接的螺釘斷裂的問題。用百分表測量2條直線導軌的平行度公差為0.5 mm·m-1，遠遠大于設計公差，使得非基準側導軌與架體連接螺釘承受剪切力而被剪斷。此次故障說明直線導軌平行度公差必須嚴格控制在設計范圍內，如果公差超標會直接影響滑塊的使用壽命。

為提高齒輪與齒條的傳動精度，延長其使用壽命，齒輪與齒條之間的齒側間隙（背隙，s）也需要精確調整（見圖1）。調整過程如下，向齒面方向推動減速機，直至齒輪與齒條之間有一個小的背隙，然后鎖緊減速機手動調整裝置的螺栓。背隙大小取決于齒輪和齒條的質量等級，根據齒條等級，背隙可能大也可能小。一般情況下，s為0.03～0.3 mm；當齒輪模數為1—2.5時，s≤0.1 mm；當齒輪模數為3—4時，s≤0.2 mm；當齒輪模數為5—12時，s≤0.3 mm。

3 輪胎成型機的檢修

為保證輪胎成型機的運行精度，輪胎廠維修人員需要定期對成型機進行保養與檢修。檢修項目包括前導軌各部件的精度復驗、部件移動的重復定位精度檢查、輸送精度檢查、同步帶的張力檢查、機箱主軸軸承、帶座軸承潤滑和鏈條張緊檢查等。

3.1 重復定位精度檢查

成型鼓機箱與帶束層機箱的移動執行機構為伺服電機驅動齒輪，通過齒輪與齒條嚙合驅動機箱移動。機箱的重復定位精度直接影響輪胎品質。維修人員使用百分表檢查機箱的重復定位精度：將固定百分表的磁力表座吸附在底座上，百分表表頭打在機箱的底板上，設定百分表初始讀數為a；將機箱向反方向移動一段距離，然后讓機箱以一定速度靠近百分表，此時百分表會出現一個讀數，記錄該讀數，并與a值進行比較，以保證滿足重復定位精度（≤0.1 mm）。

3.2 輸送精度檢查

重復定位精度檢查完后，還需要檢查成型鼓與帶束鼓的同軸度、胎圈夾持環與主軸軸線的垂直度和同軸度、胎圈預置器與主軸軸線的垂直度和同軸度、主機貼合輸送裝置的輸送精度、胎面輸送系統的輸送精度、胎面貼合系統的輸送精度、帶束層貼合系統的輸送精度及前導軌各移動部件的回零位置。輪胎成型機輸送系統的輸送精度檢查需要使用經緯儀，并以地面的靶標點為精準，輸送精度偏差應≤0.3 mm·m-1。

3.3 同步帶的張力檢查

同步帶的張緊程度（以張力表示）對其傳動能力、使用壽命和軸壓力均有很大影響。為使同步帶張緊適度，應有一定的初始張力。隨著同步帶在使用過程中不斷受到拉應力，同步帶的長度會緩慢增長。在設備檢修階段需要使用音波式張力計檢查同步帶的張力是否滿足設計要求，如果張力偏低，需要重新張緊同步帶，以保證輸送精度。

3.4 軸承檢修

為保持輪胎成型機滾動軸承的原有性能，使其在良好狀態下長期使用，必須定期對軸承進行檢查和維護，以預防故障，確保運轉可靠，提高效率。應按輪胎成型機的運轉條件和作業標準對其進行定期保養，內容包括監視運轉狀態、補充或更換潤滑劑、定期拆卸檢查。軸承運轉中的檢查事項包括轉動聲音、振動、溫度、潤滑劑狀態等。軸承在運轉中出現異常狀態，以標準數據為參考查找原因，并采取相應對策，根據需要對拆卸下的軸承仔細檢查。

一般來說，正確使用軸承可以達到其疲勞壽命，但如果發生意外的早期損傷則無法繼續使用。早期損傷被稱為故障或事故，多起因于安裝、使用、潤滑不當及從外部侵入的異物或對于軸、軸承座的研究不足等。軸承損傷（如滾動軸承套圈擋邊的擦傷）原因可能是潤滑劑不足、牌號不合適、供排油結構有缺陷、異物侵入、軸承安裝誤差或軸的撓曲過大，也有可能是以上各種原因綜合引起的。因此，僅調查軸承損傷，很難得知其損傷的真正原因。如果充分了解使用軸承的機器工況及其外圍結構，弄清故障發生前后狀況，再結合軸承損傷情況及其多種相關原因進行分析，就可以防止同類故障再次發生。

下面以實際工作中某輪胎成型機成型鼓機箱的一次軸承損壞為例，說明該軸承故障產生原因及其處理過程。

某輪胎成型機的成型鼓機箱使用2個薄壁軸承，型號分別為NJU090XPO和NJU100XPO。由于成型鼓機箱高速移動，其加速度導致軸承承受較大的軸向力，在設備正常生產3個月后，軸承保持架出現斷裂、鋼球脫落現象。這次軸承損壞的原因是其承受的軸向載荷超過了許用載荷。故障處理如下：將2個薄壁軸承改為4點接觸球軸承，型號分別為NKD090XPO和NKD100XPO，并且軸承采用彈鎖式保持架。經處理后，軸承滿足使用條件。

成型鼓主軸在旋轉過程中會產生熱量，設備在運行過程中檢查事項為是否有異常聲響、軸承溫度的變化、潤滑劑的泄露或變色等。如果發現異常，應立即終止設備運轉并進行檢查，必要時要拆下軸承進行檢查。

軸承溫度一般可根據軸承座外部溫度推測，但利用油孔直接測量軸承外圈溫度更加準確。軸承溫度從運轉開始逐漸升高，通常在1～2 h后達到穩定。如果軸承安裝不良，溫度會急劇上升，出現異常高溫。其原因多為潤滑劑過多、軸承游隙過小、安裝不良、密封裝置摩擦過大等，高速旋轉場合的軸承結構、潤滑方法的選擇錯誤也可能是出現異常的原因。在更換成型鼓機箱旋轉密封系統唇形密封圈后需要使用機床導軌油潤滑，以改善密封系統的潤滑條件。

3.5 鏈條檢修

定期檢查輪胎成型機鏈條的張緊和潤滑也十分重要，適度張緊成型機鏈條能提高傳動精度，合理的潤滑能大幅減輕鏈條的磨損，延長其使用壽命。比如，輪胎成型機成型鼓機箱的動力系統采用齒形鏈傳動時，齒形鏈的張緊程度可用松邊垂度表示，推薦合適的松邊垂度為（0.01～0.02）b，b約等于主動輪與被動輪間的跨距。輪胎成型機的齒形鏈傳動工況屬于開式和重載鏈傳動，可采用脂潤滑。

4 結語

隨著市場對輪胎舒適性、耐磨性、操控性能的要求越來越高，對于輪胎成型機的安裝調試精度和設備檢修提出了更高的要求。輪胎成型機的安裝調試精度可以保證設備初期的制造精度，中后期的良好檢修可以保證設備的使用壽命。輪胎成型機的安裝調試精度和檢修方法凝聚了工程師的智慧，并隨設備結構的創新不斷完善。輪胎成型機穩定性越好、使用壽命越長，其市場競爭力越強。