張凱 封盼

摘要：國內(nèi)機動車的市場保有量超過3.5億輛，近些年來，高速行駛機動車的可靠性、舒適性、安全性等性能越來越受到億萬行車人和乘車人的高度重視。在車輛行駛過程中，我們幾乎都碰見過方向盤震動，車輪搖擺、抖動等情況，這種情況往往是輪胎的不平衡產(chǎn)生的顛簸和跳動造成的，長此以往，輪胎會產(chǎn)生平斑現(xiàn)象，增大輪胎行駛阻力，減少輪胎使用壽命，增加油耗，汽車操縱感、舒適感下降，更嚴(yán)重的會存在安全隱患。如何杜絕不合格輪胎流入市場，輪胎動平衡檢測設(shè)備顯得尤為重要。

一、BTI輪胎動平衡檢測設(shè)備現(xiàn)狀：

十年前，國內(nèi)輪胎動平衡還沒現(xiàn)在這么重視，動平衡檢測設(shè)備也處于研發(fā)、摸索階段，設(shè)備性能不十分穩(wěn)定。經(jīng)過技術(shù)分析和綜合比較，我公司引進了一臺美國BTI動平衡檢測設(shè)備，時至今日，這臺設(shè)備主機技術(shù)仍很先進，性能也穩(wěn)定，但是除檢測主機以外的輔機的操作多靠人工反復(fù)來回動作完成，效率極低。造成效率低的原因主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

潤滑裝置定中不良，導(dǎo)致輪胎潤滑不充分、不均勻：潤滑裝置兩個抱臂定中，輪胎極易卡偏，無法實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、均勻的潤滑，后期主要靠人工涂抹潤滑液，潤滑效果很不理想，潤滑不均勻會導(dǎo)致檢測工位輪胎裝卡不到位、密封不良，除了影響檢測精度，還會造成爆胎，存在安全隱患;

檢測工位定中裝置存在缺陷，輪胎經(jīng)坦克鏈傳動運輸，經(jīng)常出現(xiàn)刮胎現(xiàn)象，輪胎兩抱臂走位定中，往往檢測時定中不良，需要操作員人工多次干涉，反復(fù)手動往返定中，影響設(shè)備檢測效率超過50%以上，增加勞動強度;定中不好也可能會引起爆胎等安全事故;

現(xiàn)有的內(nèi)打標(biāo)裝置，導(dǎo)致部分輪胎不能正常打標(biāo)：輪胎上方的打標(biāo)機以固定的角度被安裝在伺服電機控制的線性導(dǎo)軌上，并根據(jù)胎圈直徑自動調(diào)整，正確定位。由于打標(biāo)裝置高度限制，導(dǎo)致部分輪胎（例如：寬基胎）檢測時需要將打標(biāo)裝置拆除設(shè)備才能運行，外徑小的輕卡輪胎由于距離限制打標(biāo)夠不到，不能滿足各種規(guī)格輪胎打標(biāo)需求。

經(jīng)過這些年的發(fā)展，國產(chǎn)動平衡設(shè)備檢測精度接近或超過了當(dāng)年進口的這臺美國BTI動平衡設(shè)備水平，在檢測效率上面，成功地避免了上述三大問題，檢測效率幾乎是現(xiàn)有這臺BTI設(shè)備的2倍，結(jié)合上述情況，我們充分吸收了國產(chǎn)動平衡設(shè)備的輔機的設(shè)計優(yōu)點，經(jīng)過幾輪改造方案研究、探討，形成了一套完整的且可實施的BTI輪胎動平衡改造方案。

BTI輪胎動平衡檢測設(shè)備改造方案

1、潤滑工位改造方案：整體更換潤滑工位。

根據(jù)研究表明：改造前的潤滑裝置，改造后的潤滑裝置，改造后的潤滑工位自動化程度大幅提高，操作也比原來流暢，操作流程如下：

①輪胎通過上坡運輸機，輸送移動到指定位置;②四臂定中機構(gòu)閉合;③潤滑機構(gòu)上升;④潤滑機構(gòu)在氣缸的作用下前進，貼住輪胎子口;⑤左右輸送線一前一后運動，驅(qū)動輪胎旋轉(zhuǎn)，在四臂定中機構(gòu)的作用下，潤滑均勻充分;⑥潤滑機構(gòu)后退，下降;⑦四臂定中機構(gòu)張開;⑧輪胎輸送到下一個工位;實現(xiàn)輪胎子口均勻充分涂抹潤滑。

優(yōu)點：更換后的潤滑工位能很好地實現(xiàn)輪胎的輸送、定中、自動旋轉(zhuǎn)潤滑功能，輪胎子口潤滑涂抹均勻、充分保證輪胎與輪輞配合緊密及順利裝卸，節(jié)省了大量人工，提高了檢測效率。

檢測工位定中裝置改造：

根據(jù)數(shù)據(jù)表明：改造前的檢測工位，改造后的檢測工位，改造后的檢測工位不用再人工反復(fù)定中，自動化程度大幅度提高。

1）檢測工位定中裝置改造內(nèi)容：

①移動坦克鏈（出現(xiàn)刮胎現(xiàn)象）更改為輥道;

②輥道的左右調(diào)整方式改為氣缸滑塊驅(qū)動;

③增加測距光柵計算中心位置;

④輪胎對中機構(gòu)更改為四臂抱緊機構(gòu)對中定位。

2）四臂定中機構(gòu)的設(shè)計計算：

以最大輪胎外徑Φ1400為依據(jù)，計算定中機構(gòu)的推力：

①定中機構(gòu)初選缸徑Φ125的氣缸，查氣缸理論輸出力表可知0.4MPa時，出力4920N;取負(fù)載率η=0.7;則氣缸實際出力Fc=3444N;

②將Fc=3444N分解為對推桿的正推力FN1=3410N，及切向力Ft1。

③根據(jù)杠桿原理FN1*L1=F2*L2。F2=3440*450/760=2040N

④將F2分解為對推桿的正推力FN2=1820N，及切向力Ft2。

按輪胎最大重量150kg，橡膠與鋼摩擦系數(shù)0.8，推動輪胎的最大推力Fmax=150*10*0.8=1200N;因此，上面計算的定中機構(gòu)的推力Fc=3444N滿足使用要求。其余部件根據(jù)主機尺寸空間和設(shè)計要求設(shè)計。

3）檢測工位定中裝置具體操作流程：

①輪胎由輸送機在潤滑工位完成，根據(jù)測距光柵計算中心位置，輸送機運送到指定位置;②四臂定中夾緊輪胎定中，同時，兩輸送機驅(qū)動左右輥道一前一后運動，在抱臂的作用下使輪胎旋轉(zhuǎn)，輔助定中，輪胎定中更精準(zhǔn);③定中臂松開輪胎輸送機下降，測距光柵監(jiān)測輪胎位置，上輪輞下降，上方和下方的輪輞夾具被鎖住，輪胎充氣到合適的壓力。充氣后，輪胎以每分鐘300轉(zhuǎn)左右的速度旋轉(zhuǎn)并測量動平衡檢測。④一旦不平衡測量完成，計算力、力偶、上下平面不平衡量的大小和角度，測量準(zhǔn)確度：靜態(tài)力0.11 g-m? 0.15 oz-inch ，力偶?? 0.14 g-m? 0.19 oz-inch，平衡機將輪胎旋轉(zhuǎn)到不平衡點（輕點或重點）位置，不平衡量的位置角度的精度±1.5°。⑤輸送機構(gòu)上升，運輸輪胎到下一步打標(biāo)工位。

優(yōu)點：實現(xiàn)檢測工位精準(zhǔn)定中、順利檢測輪胎動平衡，提高了檢測效率。

打標(biāo)裝置改造：

根據(jù)數(shù)據(jù)表明改造前的打標(biāo)裝置 ，改造后的打標(biāo)裝置.改造后的外置打標(biāo)工位可實現(xiàn)與主機對應(yīng)的不同規(guī)格輪胎全覆蓋的打標(biāo)功能，并且操作流暢。

1）改造內(nèi)容：

整體更換打標(biāo)工位，增加外打標(biāo)裝置，將裝在主機上打標(biāo)裝置改為獨立的打標(biāo)工位，具有輸送、定中功能，打標(biāo)頭根據(jù)檢測角度水平、垂直運動至打標(biāo)位置，實現(xiàn)自動打標(biāo)功能。打標(biāo)方式為色帶熱印式。

2）具體操作流程：

①檢測完的輪胎通過輸送機構(gòu)，移動到指定位置。②定中機構(gòu)閉合，完成定中。③打標(biāo)機構(gòu)水平、垂直移動到指定位置，完成打標(biāo)動作。④定中機構(gòu)張開，輪胎通過下坡皮帶機運動到指定位置。

控制系統(tǒng)升級改造：淘汰目前設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)采用的老版本use AB series，更換最新版AB系列控制系統(tǒng)，軟件及控制程序優(yōu)化、升級改造，實現(xiàn)控制程序軟件與原機做到無縫對接。

三、改造后的優(yōu)越性：

1）智能化提升：改造后減少了人工參與造成的檢測誤差，檢測準(zhǔn)確率也大幅度提升;

2）設(shè)備使用范圍廣：不管是大的寬基胎還是16”的輕卡胎，滿足我公司目前所有輪胎動平衡檢測，能準(zhǔn)確、嚴(yán)格在輪胎不平衡量輕點或重點范圍內(nèi)進行打標(biāo);

3）生產(chǎn)效率高：設(shè)備自動化程度更高了，設(shè)備檢測運行效率會提升1倍以上;

4）可靠性：淘汰了采購困難的老版本AB電氣備件，軟件及控制程序得以優(yōu)化升級，減少了設(shè)備故障停機時間及設(shè)備故障率，提高設(shè)備使用率;

5）勞動強度低：降低了員工勞動強度，保證人員和設(shè)備安全;

6）先進性：輪胎都能準(zhǔn)確地檢測動平衡，車輛行駛更安全了，滿足了更多用戶的需求，也能極大提高我公司出廠輪胎的產(chǎn)品質(zhì)量，進一步提升我公司輪胎知名度。