物料正反轉裝置在簾布筒成型機上的自動化應用

陳賡，劉嘉恒

(桂林橡膠機械有限公司，廣西 桂林 541002)

傳統成型機膠料層翻轉采用的操作方式為：正方向膠料層在輸送模板上被輸送帶輸送至貼合鼓上方的擺架處，然后由人工將其翻轉至下一層的模板并向反方向輸送以達成將正方向膠料層翻轉為反方向膠料層的效果。這樣的操作方式存在的弊端為：

（1）首先需要人工在將正方向膠料層翻轉至另一模板，所以輸送的擺架需在人工操作能觸及的位置，擺架的布局只能設在鼓的上方不遠處。

（2）隨著成型工藝的不斷進步和膠料種類和層數的增加，傳統方案不利于整機的布局，占用的場地大，且成本也高。

膠料自動翻轉裝置在膠料筒成型機中負責膠料筒的膠料傳輸，隨工業發展，各設備用戶越來越提倡設備自動化、智能化以及可適應多規格的設備，現將新型的膠料自動翻轉裝置的具體結構設計控制方面進行詳細介紹如下。

1 技術背景

傳統的斜交胎簾布筒成型是采用可調位置的三輥筒成型方法，該方法上料需工人手工抬，對中靠人工對中，卸簾布筒需塞墊布與設備隔離，人工拖拽才能拉出來。基本上只解決了部分膠料采用供料架上料的問題。

簾布筒貼合機用于OTR輪胎的簾布貼合。此設備可以貼合內襯層，鼓擠壓和簾布擠壓。 此設備要求所有部件全自動控制。所有部件根據配方控制。所有輪胎規格的簾布貼合均可根據配方要求進行擴展或收縮，而不需要額外的設定。

1.1 膠料的傳遞和上料

拼接臺：此裝置用于手動從斜裁處拉出簾布，然后在臺上手動拼接。拼接完后把膠料從拼接臺傳遞到輸送裝置。開關控制輸送裝置驅動，拼接壓力滾筒自動上下移動。

膠料的尺寸測量和裁斷：此裝置用于傳遞膠料和測量開始長度。停止輸送，裁斷膠料。裁刀根據配方裁斷。裁刀按照設置角度裁斷。設備可以根據不同的膠料尺寸進行調整。

膠料正反轉輸送裝置：此裝置的用途是改變膠料角度反轉。上下輸送裝置適用于膠料反轉。

膠料供料架和上料：供料架包括上下供料架，配有對中裝置。供料架可向前移動，也可上下移動。利用磁鐵手動貼合，鼓旋轉一圈，停在設定位置。膠料反轉和鼓索引后，貼下一層膠料。

1.2 膠料的規格參數和要求

膠料分兩種，膠料厚度均為1.14～1.32 mm，膠料寬度均為800～2 500 mm。一種向左傾斜45°角，另外一種向右傾斜45°角，可實現自動翻轉角度，上鼓之后呈對稱狀態。

1.3 高低落差試驗

膠料正反轉裝置分上下兩層輸送架，也就意味著膠料需要從上一層輸送架輸送到下一層，上下兩層采用分離式設計，即存在一個高度上的落差，落差的影響至關重要。

當膠料離開上一層輸送架未抵達下一層輸送架的時候，膠料前端有一段會滯空，當高度落差較大，前端的滯空段在動態輸送的情況下，有晃動的現象，其不可控的結果會給我們的膠料正常輸送造成不必要的麻煩；當高度落差較小時，膠料來不及反向輸送，后面的膠料便持續往前輸送，造成膠料的黏結堆擠。更惡劣的情況下，膠料會造成毀損報廢。

高度落差的設計對膠料的正常輸送影響很重要，我們采取做試驗的方式來有效驗證落差高度的選取對膠料輸送的影響結果。選取和客戶生產所用的膠料厚度、寬度、黏度、延展性、簾布密度相近的膠料，設置多組高度不同的落差，在不同的輸送速度下，讓膠料依次通過這幾組不同高度的落差，觀察膠料反向輸送的情況，記錄效果最佳的輸送速度和落差高度。經過設計驗證，不存在與其他部件干涉的情況即可作為正式的設計數據［1］。

1.4 速度匹配試驗

欲要膠料從上一層輸送架順利抵達下一層輸送架，再反向輸送一定距離，其中還有一個重要的影響因素，即輸送帶的轉動速度，輸送帶的轉動速度決定了膠料的輸送速度［2～3］，上下兩層輸送架的膠料輸送速度又決定了反向輸送的精度。上下兩層輸送架的速度匹配不一樣，膠料的拉伸程度也不一樣，我們需要把膠料的拉伸率控制在膠料特性的允許范圍內。為此我們設計了一個敏感性實驗，測試不同的速度因素變化幅度對拉伸率指標的敏感程度，用拉伸率的變化和速度變化的比值作為敏感性系數，設置一個臨界點，敏感性系數在臨界點以內的即為合理，最后確定敏感程度合格又能配合整個設備運行效率的輸送速度作為設計值。

“所有這些問題——尤其是導彈防御問題，是可以解決的，但重要的是他(俄羅斯新當選總統普京)應該給我空間。”奧巴馬表示。

1.5 難點攻關

上層膠料輸送到下層輸送架后，要求膠料中心軸線在上下兩層輸送架的位置的偏位在允許范圍內，這就要求上下兩層輸送架的輸送帶的運轉對中性要好，這是一個難點。我們設計了一套對中裝置，放棄了原有的滑動摩擦對中設計，采用了效果更佳的滾動摩擦對中設計，攻克了這一難關。

2 膠料自動翻轉裝置機構概況

在簾布筒成型過程中各個工序都是一環扣一環，缺一不可，膠料傳輸是胎體筒成型的一個關鍵工序，此膠料自動翻轉裝置使得生產出來的胎體筒符合技術要求和客戶對稱上料的要求。

針對現有技術的不足，介紹了一種替代人工且適應性廣的膠料自動翻轉裝置。能夠解決上述問題的膠料自動翻轉裝置，其技術方案包括將膠料向前輸送的上輸送模板和將下落的膠料向后輸送的下輸送模板，所述上輸送模板前端設有將膠料向下輸送模板傳遞的擺架，所述擺架的上端鉸裝于上輸送模板前端，擺架的下端向前下方斜伸向下輸送模板。上述結構中，上輸送模板將膠料向前輸送至已調節好角度的擺架處，然后經擺架直接落在下輸送模板上，在下輸送模板的反向傳送下，下落的膠料實現翻轉并由下輸送模板向后傳送。為滿足不同規格型號膠料的傳遞，所述擺架的斜伸角度選擇在30°～ 40°之間。所述擺架優選的斜伸角度選擇為35°。為保證膠料順利傳遞，所述擺架的下端上方設有導向輥筒，所述導向輥筒與擺架之間保留有匹配膠料厚度的間隔，使膠料剛好能夠從間隔處通過。按常規，所述上輸送模板和下輸送模板均采用伺服電機驅動的輸送帶。為實現同步傳送，上、下輸送帶的輸送速度相同。

3 膠料自動翻轉裝置原理與操作

下面結合圖1所示對膠料自動翻轉裝置的原理與操作作進一步說明。膠料自動翻轉裝置，其結構包括平行布置的上輸送模板2和下輸送模板3，上輸送模板的前端短于下輸送模板，上輸送模板的前端設有擺架4，擺架的上端鉸連在上輸送模板前端，擺架的架體鉸連在上、下輸送模板之間的擺動機構6(位于擺架4后側)上，擺動機構將擺架的下端調節在向前下方斜伸向下輸送模板的角度位置上，所述角度為30°～40°即擺架與下輸送模板之間形成30°～40°的夾角，優選角度為35°；擺架的下端前上方設有導向輥筒5，所述導向輥筒與擺架之間保留有間隔，該間隔匹配膠料1的厚度，如圖1所示。

圖1 膠料自動翻轉裝置

上輸送模板和下輸送模板均采用伺服電機驅動的輸送帶，上、下輸送帶的輸送速度相同，方向相反。膠料自動翻轉裝置的運行方式為：

（1）調節好擺架的擺角位置，調節好導向輥筒間隔距離，找上輸送模板與下輸送模板的中心線以確保膠料1的位置準確。如圖2所示。

圖2 正轉向前輸送膠料工況圖

（2）上輸送帶機構的輸送帶由伺服電機驅動將膠料1自后向前輸送，與此同時，下輸送帶機構的輸送帶由伺服電機驅動自前向后以同樣的速度運行。

（3）膠料1經擺架4下落至下輸送帶機構的輸送帶上。

圖3 反轉向后輸送膠料工況

（5）在程序控制下，下輸送帶機構的輸送帶將膠料自動輸送至貼合鼓的貼合位置。

膠料自動翻轉裝置的有益效果：

（1）結構簡單，拆裝維修方便，成本低。

（2）傳送精度高，上輸送模板和下輸送模板在找正后，兩者的平行度可以保證膠料翻轉下來后的中心與翻轉前的中心在同一垂直面上。

（3）下輸送模板不僅可以接取上輸送模板傳送下來的膠料，還可以作為另外種類膠料的輸送模板，即可以與別的膠料共用同一輸送模板。

4 創新技術成果

本次研發的裝置，達到了預期效果，并在客戶現場應用推廣，備受用戶歡迎，為保護知識成果，為此申請了專利保護。

專利名稱為：《簾布筒成型機簾布翻轉裝置》；

專利號：ZL 2017 2 1803114.5；

授權公告日：2018年07月24日；

授權公告號：CN 207643768 U；

證書號第7633788號。

5 結束語

在簾布筒成型過程中各個工序都缺一不可，膠料傳輸是胎體筒成型胎體筒成型一個關鍵工序，膠料自動翻轉裝置使得生產出來的胎體筒符合技術要求和客戶對稱上料的要求。使設備在操作上更簡單快捷、易于維護，更具市場競爭性，本文所述的膠料自動翻轉裝置，成功生產出口到東南亞國家及國內多家輪胎生產企業，經過客戶的實際生產效果對比，獲得了客戶的認可與好評。