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        鋼絲圈纏繞生產(chǎn)線的升級優(yōu)化

        2021-06-16 05:42:44武博劉晶高燦
        橡塑技術(shù)與裝備 2021年11期
        關(guān)鍵詞:鋼絲圈滑輪組擠出機

        武博,劉晶,高燦

        (杭州朝陽橡膠有限公司,浙江 杭州 310000)

        在當今社會迅速發(fā)展的今天,汽車行業(yè)的迅速發(fā)展帶動了輪胎工業(yè)前所未有的迅猛發(fā)展。輪胎已成為道路交通工具中不可缺少的一部分,其工藝質(zhì)量直接影響到交通安全,必須經(jīng)過不斷創(chuàng)新來優(yōu)化成為最先進的鋼絲圈設(shè)備。我公司采用江陰勤力生產(chǎn)的多工位制造機和單工位制造機,原料使用1.55、1.65和2.0的鍍銅鋼絲,通過一系列的操作程序從導(dǎo)開到機頭纏繞部分,再通過不同形狀的纏繞盤和控制系統(tǒng),將成卷鋼絲纏繞成正、扁不同型號規(guī)格的鋼絲圈,使其成為輪胎部件中的一部分。本設(shè)備改造優(yōu)化從設(shè)備的導(dǎo)開到機頭纏繞的順序進行優(yōu)化,通過原設(shè)計和改造后的文字說明和圖紙進行設(shè)計對比闡述,進廠新設(shè)備存在以下問題:

        (1)設(shè)備導(dǎo)開部分工裝筒固定不牢固,有脫離導(dǎo)開固定裝置的安全隱患。卸料困難,傳動軸承單邊固定,長時間摩擦力磨損快,存在剎車失靈隱患鋼絲散絲、纏繞排列不緊密,影響工藝效果、耽誤生產(chǎn)時間。

        (2)預(yù)熱系統(tǒng)不起作用。由于我公司設(shè)備的纏繞速度最高可達180 r/min,預(yù)熱系統(tǒng)低于10 m/min時自動跳停,線速度超過110 m/min又自動啟動,來回啟動的過程中能源損耗大,對水質(zhì)的要求又比較高,其環(huán)境因素和加熱感應(yīng)圈無接觸預(yù)熱對鋼絲溫度起不到作用。

        (3)覆膠擠出機需時刻關(guān)注上料問題,中間折斷或上料不足會引起露絲現(xiàn)象,造成鋼絲圈漏銅的工藝瑕疵,擠出機出來的多余膠料需專用的箱子接取,接滿后要消耗時間和人力處理,作為下一次使用的返回膠。

        (4)儲存輪數(shù)量過多,磨損快造成維修成本高,散絲后生產(chǎn)人員重新繞絲時間長,還需兩人交替配合,工序復(fù)雜。

        (5)由于編碼器位置在儲存輪架內(nèi)側(cè),聯(lián)動線遇到緊急制動時編碼器位置不合適,反應(yīng)遲鈍,上下儲存裝置容易撞擊,造成備件損壞。內(nèi)部空間小,維修困難,調(diào)試不便。

        (6)緊急停車時,張力控制部分下牽引裝置由于慣性作用和行程短的原因,設(shè)備停下來后感應(yīng)開關(guān)斷電不能馬上停止,導(dǎo)致下牽引與中牽引碰撞,使輪軸彎曲,分線盤損壞。

        (7)成型鋼絲圈接取裝置上的撥叉塑料太硬,容易夾壞成型鋼絲圈。

        針對以上現(xiàn)有的問題點,我們對纏繞鋼絲圈生產(chǎn)線進行了長時間和全方位的改造優(yōu)化,以提高設(shè)備的使用效率和工藝質(zhì)量。

        1 鋼絲圈纏繞生產(chǎn)線的優(yōu)化改造

        1.1 鋼絲圈導(dǎo)開裝置的優(yōu)化設(shè)計

        原導(dǎo)開鎖緊裝置采用的是圓弧鎖緊的方法固定,先將傳動裝置固定在成卷鋼絲筒上,再將其固定在鎖緊裝置上,進而達到鋼絲的導(dǎo)開。其工序繁瑣,鎖緊備件裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,組成部件達10個之多,材料用到金屬和耐磨橡膠等材料,維修困難,易磨損,其結(jié)構(gòu)對傳動裝置的固定不夠牢固,鎖緊裝置和傳動裝置用軸承傳動,軸承軸向是單邊固定,直接采用套管隔離,因套管無固定,鋼絲重量大,軸承和鎖緊裝置使用一月左右就會使其磨損晃動,如果繼續(xù)使用會導(dǎo)致工作時工裝筒傾斜或逃出,存在極大的安全隱患。鎖緊裝置的下半部分傾斜角度大,需雙側(cè)鎖緊裝置同時鎖緊,這種情況上料時必須用橋式起重機吊裝固定,下料時要用撬棍撬出來,費時費力。鎖緊裝置如圖1所示。

        圖1 鎖緊裝置

        現(xiàn)通過重新優(yōu)化導(dǎo)開部分的傳動方式,由套筒改為抱箍鎖緊連接。重新設(shè)計鎖緊裝置,改變以上問題點,將原來的固定座內(nèi)部結(jié)構(gòu)有斜面型改為圓弧形凹槽固定座,使傳動裝置的軸承剛好在凹槽內(nèi)。軸承軸向無串動,上蓋板由彈性鎖緊改為M8的內(nèi)六角螺絲鎖緊固定,無需用力緊固,少許連接即可,備件使用時間由原來的1個月更換備件延長至半年以上。整個部件只有7個組成部分,整個組件的更換由原來的3顆M10的螺絲改為兩顆M12的螺絲和平面臺階固定,材料只需普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,其結(jié)構(gòu)簡單、美觀大方。如圖2所示。

        1.2 鋼絲圈纏繞機預(yù)熱裝置的優(yōu)化

        鋼絲圈預(yù)熱裝置采用的是高頻感應(yīng)的迅速加熱方式,功率可達到4~36 kW的可調(diào)加熱裝置,加熱溫度可達到90 ℃,本部位對水質(zhì)的要求也特別嚴格,冷卻水要采用軟化水或純凈水,加上車間的環(huán)境溫度影響,一旦設(shè)備短時間停機容易把鋼絲燒壞,需要重新裁切鋼絲并焊接,嚴重浪費原材料和生產(chǎn)時間。通過與工藝技術(shù)和能源管理技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn),為了不影響工藝質(zhì)量,可以直接通過擠出機上的三組功率為6 kW的溫控單元將工藝溫度設(shè)置(螺桿溫度40 ℃,機身溫度45 ℃,機頭溫度為55 ℃的膠料遞增溫度)進行覆膠,優(yōu)化關(guān)閉預(yù)熱裝置,這樣每臺設(shè)備每天就可以節(jié)約電耗約500 kW,每年每臺設(shè)備直接節(jié)約費用約18萬元,其工藝效果并未受到影響,大大減少了能源的浪費。

        圖2 優(yōu)化后的鎖緊裝置

        1.3 擠出機的優(yōu)化設(shè)計

        擠出機由機架、螺桿、機身、機頭、減速箱、電機等組成,擠出機的功率為11 kW/8P的交流變頻電機帶動螺桿轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為7.5~37.5 r/min,出膠量達100 ks/h ,這么大的出膠量不得不關(guān)注送料的情況。因膠料是由喂料座直接進入螺桿,膠料帶放置到機身下方,需要同時使用兩個托料箱(機頭處還要放置多余膠料接取箱),斷料感應(yīng)器在喂料座口,一旦缺料報警器報警時再去喂料已經(jīng)來不及,往往就會出現(xiàn)露絲,造成工藝瑕疵和鋼絲的浪費,擠出后的膠料冷卻后就只能當雜膠處理,對原材料也是一種浪費。

        為了解決以上問題點,特別設(shè)計了擠出膠重復(fù)利用和生料帶感應(yīng)器加長輸送裝置。整個裝置由檢測裝置、輥筒和輸送架構(gòu)成。擠出后多余的膠料完全冷卻后,可以直接回收重復(fù)利用,檢測裝置裝到機頭部分,即使膠料斷開,上面還有一段約1 m左右的的帶有溫度的膠料仍在等待輸送到擠出機,喂料帶和多余料回收利用雙重使用保障了喂料不均的情況,重復(fù)利用的膠料的余溫又節(jié)約了電機功率,這樣不但節(jié)約了膠料而且還節(jié)約了一個膠料箱,生膠料和重復(fù)利用料雙作用使用裝置實物圖如圖3所示。

        圖3 膠料雙作用使用裝置

        1.4 纏繞機儲存部位的優(yōu)化

        1.4.1 儲存輪的優(yōu)化

        現(xiàn)有的儲存裝置每個工位分上、下兩組滑輪,上組滑輪有26個,下組滑輪25個,可最大儲存鋼絲120 m。鋼絲由上滑輪的第一個輸出輪槽對應(yīng)下滑輪組的第一個輸入輪槽,再由下滑輪組的第一個輸出輪槽到上滑輪組的第二個輸入輪槽,如此重復(fù)纏繞,散絲后繞絲動作復(fù)雜,還需兩個員工配合上下繞絲,每次消耗1個多小時的生產(chǎn)時間。上儲存輪結(jié)構(gòu)如圖4所示。

        圖4 上儲存輪結(jié)果圖

        通過對儲存盤結(jié)構(gòu)的分析,將儲存輪減數(shù)安裝,原來的儲存盤部位每隔一個儲存盤更換為內(nèi)徑Φ35、和儲存盤單個寬度相同的墊圈。上盤數(shù)目減為14個,下盤減少為13個,每個工位可減少24個儲存盤?,F(xiàn)有的最大生產(chǎn)線速度對鋼絲沒有絲毫影響,而且由于儲存輪的簡化,重新繞絲間隙大,容易分辨,繞絲一半,只需一人30 min內(nèi)就能解決,降低了維修更換備件的費用,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

        1.4.2 編碼器位置的優(yōu)化

        原編碼器位置在冷卻鼓旁,空間小,照明不良給維修和調(diào)試造成困擾,停機時反映速度不夠靈敏,容易散絲?,F(xiàn)將編碼器位置和安裝方式進行優(yōu)化改進。通過現(xiàn)場觀察和距離測量,對牽引底軸進行加長安裝同步輪設(shè)計,原來的長度940 mm改造為975 mm的長度,加長部分設(shè)計在儲存架外側(cè),通過計算線速度平均值,在軸端安裝ATP44MXL025-B-N12同步輪,用同步帶帶動編碼器感應(yīng),當下滑輪組上升和下降,由鏈條帶動下牽引底軸旋轉(zhuǎn)時,同步帶帶動編碼器轉(zhuǎn)動,由下滑輪組的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)榫幋a器的角位移,通過周期性的電信號轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖,從而對滑輪組上升的位置進行控制。未安裝防護裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

        圖5 優(yōu)化后的上儲存輪結(jié)構(gòu)圖

        圖6 未安裝防護裝置時的結(jié)構(gòu)圖

        1.5 低張力牽引的優(yōu)化

        原設(shè)備依靠光電開關(guān)不能完全解決低張力下牽引慣性沖頂造成設(shè)備損壞的問題,特在感應(yīng)開關(guān)上方安裝防超越離合機構(gòu),如圖7所示。此裝置結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,由兩顆螺絲固定在地面上,通過現(xiàn)場實測,頂端橫擋桿安裝在距低張力牽引基面25公分的高度位置(圖8),當下擺臂到頂后突然停機,會與防超越機構(gòu)上擋桿直接碰撞,此時下低張力牽引輪機械剎車停止,無慣性上升距離以防止牽引輪撞壞和牽引軸彎曲變形。

        1.6 接取裝置的優(yōu)化

        接取裝置的鋼絲圈夾緊裝置使用的是硬質(zhì)塑料,當成型鋼絲圈被夾緊時容易使鋼絲圈上的覆膠脫落,鋼絲圈變形,夾取過松又達不到脫卸的功能,每次換規(guī)格很難把握夾取裝置松緊的位置,此問題嚴重影響工藝效果和操作難度。為解決以上問題,經(jīng)過工藝性能分析將硬質(zhì)塑料改裝為ASGC50-500氯丁橡膠海綿,其具有質(zhì)輕、柔軟、有彈性和成本低的性能,無需硬質(zhì)塑料做溝槽加工,買來通過截取尺寸可直接使用,用于此作業(yè)環(huán)境非常合適,有效的解決了鋼絲圈損壞和夾取位置不好調(diào)節(jié)的現(xiàn)象。如圖9所示。

        圖7 防超越機構(gòu)

        圖8 頂端橫檔桿安裝示意圖

        圖9 接取裝置優(yōu)化圖

        2 結(jié)論

        此次對鋼絲圈纏繞機的整個聯(lián)動線進行了優(yōu)化和改進,不但節(jié)省了備件成本,還提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了原材料。從目前的使用情況來看,設(shè)備、生產(chǎn)和工藝都有了很大提高,說明改造是成功的,此設(shè)備與同類設(shè)備相比,更適合我公司的發(fā)展需要。

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