李榮 貴州民族學(xué)院理學(xué)院 550025

一種輪胎硫化機(jī)的新型抓胎裝置

李榮 貴州民族學(xué)院理學(xué)院 550025

本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，設(shè)計出一種新型抓胎裝置，專門用于M/C輪胎的外胎硫化機(jī)上，以提高M(jìn)/C輪胎的精度和質(zhì)量。

1.背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，輪胎的品種、規(guī)格也多樣化，精度也隨著要求更高。除大家熟悉的轎車輪胎、工程輪胎等外，M/C輪胎(MOTOR CYCLE TIRE 摩托車胎)也已經(jīng)大批量生產(chǎn)。目前專用于M/C輪胎外胎硫化的定型硫化機(jī)卻少有生產(chǎn)，國內(nèi)許多M/C輪胎生產(chǎn)廠家都還在使用轎車輪胎或力車輪胎的外胎硫化機(jī)的改造機(jī)型，遠(yuǎn)不能滿足市場的高要求。

現(xiàn)有的45”等小規(guī)格的輪胎定型硫化機(jī)的抓胎裝置通常為氣缸驅(qū)動升降方式，由氣缸帶動回轉(zhuǎn)臂在導(dǎo)向桿上垂直升降運(yùn)動。這種結(jié)構(gòu)一般是采用單桿雙作用氣缸，氣源通過電磁閥換向進(jìn)入無桿腔，克服負(fù)載的自重，回轉(zhuǎn)臂上升（圖1）。

氣缸的活塞在運(yùn)動過程中，由于阻抗、管路泄漏等因素的影響，有時還會出現(xiàn)時走時停的現(xiàn)象，稱為“爬行”。氣缸密封件的摸索造成漏氣，壽命縮短，加大行程末端的沖擊力，影響機(jī)械壽命。再者，氣體的可壓縮性，這也決定了該結(jié)構(gòu)的抓胎裝置不能在某一要求位置做高精度停留。這種結(jié)構(gòu)的抓胎裝置的生胎高度一般在220～440mm的范圍內(nèi)。如圖2。

為了解決上述抓胎裝置設(shè)計上的不足，本文研究設(shè)計了一種新型的抓胎裝置。

2.新型的抓胎裝置

2.1 簡介

新結(jié)構(gòu)是一種采用電機(jī)驅(qū)動，通過滾珠絲桿機(jī)構(gòu)帶動抓胎裝置垂直升降運(yùn)動。特點(diǎn)是傳動平穩(wěn)，動作時間短，可在任意設(shè)定的位置高精度停留，動作可靠，適應(yīng)多品種、多規(guī)格的高精度扁平輪胎的生產(chǎn)。

2.2 具體實(shí)現(xiàn)

2.2.1 設(shè)計方案

在現(xiàn)有的抓胎裝置的基礎(chǔ)上，用滾珠絲桿總成取代升降氣缸?？紤]到滾珠絲桿行程較長，板總成無法固定在墻板上，因此，在原來的基礎(chǔ)上還增設(shè)計了一個圓立柱零件，它下端固定在底座上，中間還與墻板相固定，板總成再固定在圓立柱上端。

滾珠絲桿的驅(qū)動來自安裝在導(dǎo)向臂上的電機(jī)。

左右板總成間有一拉桿，減小回轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)進(jìn)/轉(zhuǎn)出時產(chǎn)生的擺動，加強(qiáng)整個機(jī)構(gòu)的剛性。

在觸摸屏的程序中設(shè)定要求VCL停留的位置參數(shù)，當(dāng)VCL達(dá)到指定位置時，相連在滾珠絲桿下端的旋轉(zhuǎn)編碼器給PLC一個輸出信號，相應(yīng)地址的繼電器斷電/得電，電機(jī)停止動作，VCL停止在相應(yīng)位置。圖3。

這種抓胎裝置可以生產(chǎn)100～500mm高的生胎。

這種機(jī)構(gòu)，VCL上升/下降時運(yùn)動平穩(wěn)，動作均勻，停留位置偏差很??；位置參數(shù)可在觸摸屏上根據(jù)生產(chǎn)要求任意設(shè)定，從而滿足多規(guī)格、高精度輪胎的生產(chǎn)。

2.2.2 結(jié)構(gòu)組成

該新型的結(jié)構(gòu)組成：支承柱[1]、底支座[2]、回轉(zhuǎn)臂[3]、圓立柱[4]、板總成[5]、電機(jī)[6]、導(dǎo)向桿[7]、滾珠絲桿總成[8]、旋轉(zhuǎn)編碼器[9]、水缸[10]、導(dǎo)向架[11]、拉桿[12]、回轉(zhuǎn)架[13]等。如圖4。

2.2.3 具體結(jié)構(gòu)

圓立柱[4]下端固定在底座上，上端固定在板總成[5]，中間還與墻板相固定，起支撐作用。支承柱[1]下端通過軸承固定在底座的軸承座里，上端連接板總成[5]。底支座[2]通過鍵與支承柱[1]一體，滾珠絲桿總成[8]和導(dǎo)向桿[7]的下端均固定在底支座[2]上。支承柱[1]、導(dǎo)向桿[7]和滾珠絲桿總成[8]都要穿過回轉(zhuǎn)臂[3]。板總成[5]間有一拉桿[12]。水缸[10]、導(dǎo)向架[11]和回轉(zhuǎn)架[13]組成馬氏機(jī)構(gòu)。

圖1

2.2.4 具體動作過程

(1)滾珠絲桿總成[8]的絲桿螺母通過螺栓固定在回轉(zhuǎn)臂[3]內(nèi)腔中，電機(jī)[6]啟動(正轉(zhuǎn))后絲桿副運(yùn)動使回轉(zhuǎn)臂[3]在絲桿行程范圍內(nèi)做垂直升降運(yùn)動，上升高度通過絲桿下端相連的旋轉(zhuǎn)編碼器[9]在觸摸屏中的參數(shù)設(shè)定來控制。為保證垂直運(yùn)動軌跡的直線性，在回轉(zhuǎn)臂[3]內(nèi)腔的一側(cè)還設(shè)計了導(dǎo)向桿[7]，保證線性精度。

(2)在設(shè)定位置停止后，板總成[5]上的水缸[10]動作，通過導(dǎo)向架[11]和回轉(zhuǎn)架[13]組成的馬氏機(jī)構(gòu)，完成VCL轉(zhuǎn)入的動作。電機(jī)[6]第二次啟動(反轉(zhuǎn))，回轉(zhuǎn)臂[3]下降到裝胎設(shè)定高度停止，抓爪裝置動作完成裝胎程序。

(3)裝胎后電機(jī)[6]第三次啟動(正轉(zhuǎn))，回轉(zhuǎn)臂[3]上升到轉(zhuǎn)入停止位后完成轉(zhuǎn)出動作。

(4) 電機(jī)[6]第四次啟動(反轉(zhuǎn))，回轉(zhuǎn)臂[3]下降到設(shè)定的抓胎位置(起始位置)停止，等待下一次裝胎動作。

3.結(jié)論

輪胎工業(yè)的飛速發(fā)展，輪胎市場的競爭日益激烈，輪胎生產(chǎn)廠家為了能提高自家輪胎的競爭力，這便要求輪胎生產(chǎn)設(shè)備能相應(yīng)發(fā)展改進(jìn)，以滿足高精度輪胎的生產(chǎn)。通過輪胎廠家的實(shí)際使用，這種新型抓胎裝置能減少生胎在裝胎過程中與中心機(jī)構(gòu)中心的同軸度誤差，從而在硫化前就提高了輪胎的精度。旋轉(zhuǎn)編碼器在該裝置中的運(yùn)用，通過PLC來控制抓胎高度，這本身就是一種全新的設(shè)計，這給觸摸屏在硫化機(jī)上的應(yīng)用又新添一筆。

但是就目前而言，這種裝置的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)氣缸式抓胎裝置，原因主要是：滾珠絲桿的造價遠(yuǎn)高于氣缸的造價。所以采用這種裝置的硫化機(jī)目前國內(nèi)還沒有，但國外的住友/鄧祿普等一些輪胎廠家已開始使用這種裝置的硫化機(jī)來生產(chǎn)各種規(guī)格、高精度M/C輪胎。

如何降低成本，又能達(dá)到生產(chǎn)要求，這是技術(shù)人員的一大課題，也是各硫化機(jī)供應(yīng)商積極探討的問題之一。

[1]鄭玉勝.我國輪胎工業(yè)“十五”運(yùn)行情況和“十一五”發(fā)展建議[J].橡塑技術(shù)與裝配.2007，33：13-15.

[2]梁守智等.橡膠工業(yè)手冊（第九卷）[S].北京.化學(xué)工業(yè)出版社.1989.1-710

[3]Engineering Design Information－The Tire and Rim Association Inc.Year Book(1984).

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[5]戴建.摩托車輪胎生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展[J].輪胎工業(yè).1996，16：363-365.

A New Vertical Chuck Loader For Tire Curing Press

Li rong (School of science Guizhou University For Nationalities, Guizhou Guiyang,550025)

Combined the practical condition of production, designed a new type Vertical Chuck Loader for the Tire Curing Press, which used on the M/C Tier’s Press for special purpose.And in order to improvement the precision and quality.

TQ330.4+7

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.20.062

李榮(1980-),女,貴州,貴陽,碩士生,主要從事外胎定型硫化機(jī)的技術(shù)設(shè)計。

M/C輪胎;輪胎定型硫化機(jī);抓胎裝置;滾珠絲桿總成;旋轉(zhuǎn)編碼器

M/C Tire；Tire Curing Press；Vertical Chuck Loader Ass’y；Ball Screw Ass’y；Rotary Encoder