張素萍，湯志勝

（桂林橡膠機(jī)械有限公司，廣西 桂林 541002）

巨型全鋼工程機(jī)械子午線輪胎是集輪胎配方設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝以及機(jī)械裝備等的高新技術(shù)于一體的輪胎品種，成型機(jī)是巨型全鋼工程機(jī)械子午線輪胎生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。定型鼓的壓力定型是繼貼合和成型后成型胎坯在成型機(jī)上的最后一個(gè)操作環(huán)節(jié)，在定型過程中充氣壓力的調(diào)節(jié)和控制至關(guān)重要，對(duì)輪胎成型質(zhì)量影響極大。

定型鼓壓力控制裝置是輪胎成型機(jī)中結(jié)構(gòu)和運(yùn)行較復(fù)雜的體系，控制精度要求較高。傳統(tǒng)的巨型全鋼工程機(jī)械子午線輪胎成型機(jī)定型鼓壓力控制裝置是以氣動(dòng)比例閥為主要構(gòu)件的系統(tǒng)，采用該控制裝置的定型鼓在突然停電或/和停氣的情況下掉壓很快，成型中的胎坯在半小時(shí)內(nèi)會(huì)被自質(zhì)量壓垮或壓變形，同時(shí)較難滿足巨型全鋼工程機(jī)械子午線輪胎定型鼓充氣時(shí)瞬間充氣量很大、充氣壓力穩(wěn)定后壓力很小的要求，而且定型鼓壓力控制精度有待提高。針對(duì)這些問題以及我公司巨型全鋼工程機(jī)械子午線輪胎的工藝要求，本課題采用兩個(gè)膜片閥（充氣膜片閥和放氣膜片閥）和一個(gè)壓力開關(guān)為基礎(chǔ)的氣動(dòng)控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了新型定型鼓壓力控制裝置?，F(xiàn)將設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)介如下。

1 裝置結(jié)構(gòu)

本設(shè)計(jì)定型鼓壓力控制裝置由電氣控制系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三大部分組成。電氣控制系統(tǒng)由美國(guó)AB公司生產(chǎn)的可編程控制器（PLC）與相關(guān)組合模塊組成；氣動(dòng)控制系統(tǒng)由充氣膜片閥、放氣膜片閥、壓力開關(guān)和鎖定電磁閥等組成；機(jī)械系統(tǒng)由主軸、左移動(dòng)套和右移動(dòng)套等組成。定型操作時(shí)這三大部分相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)胎坯定型壓力的調(diào)節(jié)和控制。

本設(shè)計(jì)定型鼓壓力控制裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，定型鼓固定膠囊固定胎圈如圖2所示，其中左端固定膠囊15和右端固定膠囊16分別安裝于主軸10的左移動(dòng)套13和右移動(dòng)套12上，左移動(dòng)套13和右移動(dòng)套12分別通過連接鍵連接主軸10。

圖1 新型定型鼓壓力控制裝置結(jié)構(gòu)示意

圖2 新型定型鼓固定膠囊固定胎圈示意

2 工作原理

本設(shè)計(jì)定型鼓壓力控制裝置的設(shè)計(jì)目的為精確控制定型鼓充氣壓力，保證胎坯在定型過程中內(nèi)壓恒定。

定型鼓氣動(dòng)控制系統(tǒng)的充氣線路連通氣源與定型鼓上定型的輪胎。與傳統(tǒng)定型鼓壓力控制裝置的閥控元件為氣動(dòng)比例閥不同，本設(shè)計(jì)定型鼓壓力氣動(dòng)控制元件包括充氣膜片閥、排氣膜片閥、左鎖定電磁閥和左鎖定電磁閥，這些元件通過相關(guān)線路與PLC連接，PLC再與用于檢測(cè)輪胎內(nèi)壓的壓力開關(guān)連接，從而適時(shí)調(diào)節(jié)和控制胎坯定型壓力。

實(shí)際操作時(shí)，當(dāng)復(fù)合膠筒傳遞到定型鼓上時(shí)，PLC發(fā)出指令使左鎖定電磁閥18和右鎖定電磁閥17通電，氣體通過電磁閥，使左端固定膠囊15和右端固定膠囊16擴(kuò)張，將復(fù)合膠筒的胎圈鎖定，從而將復(fù)合膠筒固定在定型鼓上。定型開始時(shí)，由PLC發(fā)出指令給充氣膜片閥4，充氣膜片閥4導(dǎo)通，壓力開關(guān)6指示系統(tǒng)給復(fù)合膠筒充氣。在復(fù)合膠筒逐漸充入壓縮空氣時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)正反絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)定型鼓寬度由大到小的調(diào)整。復(fù)合膠筒在定型鼓寬度減小和不斷充氣的過程中定型，而在此過程中壓力開關(guān)6不斷檢測(cè)定型胎坯內(nèi)壓，并將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給PLC。當(dāng)胎坯內(nèi)壓超過設(shè)定值時(shí)，PLC指示充氣膜片閥4關(guān)閉，并指示放氣膜片閥3放氣，直到胎坯內(nèi)壓達(dá)到設(shè)定值，此時(shí)放氣膜片閥3自動(dòng)關(guān)閉；如果胎坯內(nèi)壓為設(shè)定值時(shí)，充氣膜片閥4和放氣膜片閥3均關(guān)閉，不進(jìn)行充放氣動(dòng)作；如果胎坯內(nèi)壓未達(dá)到設(shè)定值，PLC指示充氣膜片閥4導(dǎo)通，以充氣補(bǔ)壓，并不斷對(duì)胎坯內(nèi)壓判斷，多次進(jìn)行充氣和放氣，胎坯內(nèi)壓最終達(dá)到設(shè)定值。

胎坯定型完成后PLC指示放氣膜片閥3導(dǎo)通，以放氣泄壓（充氣膜片閥4關(guān)閉）。胎坯定型過程中，如果成型機(jī)中途停電或/和停氣，由于充氣膜片閥4和放氣膜片閥3的工作特性（通電時(shí)開，斷電時(shí)關(guān)）而自動(dòng)關(guān)閉充氣氣路2，以達(dá)到保證胎坯內(nèi)壓的目的。

卸定型胎坯時(shí)，PLC指示使左鎖定電磁閥18和右鎖定電磁閥17斷電，使左端固定膠囊15和右端固定膠囊16放氣收縮，卸下胎坯。

3 結(jié)語

本設(shè)計(jì)巨型全鋼工程機(jī)械子午線輪胎成型機(jī)新型定型鼓壓力控制裝置結(jié)構(gòu)合理，定型壓力控制準(zhǔn)確，可保證定型過程中胎坯的充氣速度和定型鼓寬度調(diào)節(jié)匹配，胎坯均勻膨脹，定型質(zhì)量好，操作簡(jiǎn)便。