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        18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)升級(jí)改造

        2022-11-30 07:17:22林文吉
        輪胎工業(yè) 2022年11期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        林文吉

        (貴州輪胎股份有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550001)

        隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,載重輪胎的需求量越來(lái)越大,制造廠家也越來(lái)越多,競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)是我公司載重輪胎的重要生產(chǎn)設(shè)備,由于設(shè)備陳舊,很多功能難以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,因此對(duì)設(shè)備升級(jí)改造勢(shì)在必行,本文簡(jiǎn)要介紹該設(shè)備的升級(jí)改造情況[1-5]。

        1 存在的問(wèn)題

        我公司18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)使用時(shí)間較長(zhǎng),很多技術(shù)參數(shù)已不能滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)的要求,其具體的技術(shù)參數(shù)如下:裁斷鋼絲簾布厚度 1.6~5.0 mm,裁斷鋼絲直徑 3.0 mm,裁斷簾布寬度 200~800 mm,接頭錯(cuò)邊量 5~7 mm(標(biāo)準(zhǔn)要求在2 mm以?xún)?nèi))。

        18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中故障率非常高,長(zhǎng)期影響生產(chǎn),主要故障表現(xiàn)在定長(zhǎng)不準(zhǔn)、接頭錯(cuò)邊、開(kāi)線(xiàn)和毛刺等方面。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)平均每2 h就會(huì)出現(xiàn)一次故障,每次修理時(shí)間至少30 min,生產(chǎn)基本上處于半自動(dòng)狀態(tài),特別是在接頭機(jī)的位置,操作工必須實(shí)時(shí)監(jiān)察,還經(jīng)常需要手工輔助生產(chǎn),有一定的安全隱患。

        2 技術(shù)改造

        18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)由導(dǎo)開(kāi)、定長(zhǎng)、裁斷、接頭、貼合和卷取6個(gè)系統(tǒng)組成,其整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)

        18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)工作時(shí),簾布首先由導(dǎo)開(kāi)系統(tǒng)導(dǎo)開(kāi),經(jīng)定長(zhǎng)、裁斷、接頭、貼合后卷取,整個(gè)工作流程結(jié)束。

        通過(guò)對(duì)18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),影響設(shè)備生產(chǎn)效率、制造精度、接頭質(zhì)量的主要部件是定長(zhǎng)、裁斷和接頭系統(tǒng),因此這3個(gè)系統(tǒng)是本次升級(jí)改造的重點(diǎn)。

        2.1 定長(zhǎng)系統(tǒng)改造

        定長(zhǎng)系統(tǒng)是18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)的關(guān)鍵部件,定長(zhǎng)不準(zhǔn)確,會(huì)導(dǎo)致裁斷的簾布出現(xiàn)大頭小尾、接頭錯(cuò)邊、開(kāi)線(xiàn)等問(wèn)題,無(wú)法達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn),不能滿(mǎn)足工藝要求,影響接頭質(zhì)量和生產(chǎn)效率,改造前定長(zhǎng)系統(tǒng)如圖2所示。

        圖2 改造前生產(chǎn)線(xiàn)定長(zhǎng)系統(tǒng)

        從圖2可以看出,定長(zhǎng)系統(tǒng)主要由機(jī)座和定長(zhǎng)磁力運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成,其核心為定長(zhǎng)磁力運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。定長(zhǎng)磁力運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)啟動(dòng)、停止電動(dòng)機(jī)控制齒輪/齒條向?qū)ч_(kāi)、裁刀方向往返運(yùn)動(dòng)。一次往返運(yùn)動(dòng)為一個(gè)定長(zhǎng)周期。定長(zhǎng)磁力運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)磁鐵吸附簾布向裁斷方向運(yùn)動(dòng),到達(dá)設(shè)定位置放下簾布后向?qū)ч_(kāi)方向移動(dòng),到達(dá)設(shè)定位置,完成一個(gè)定長(zhǎng)周期。因定長(zhǎng)工位的位移量只有300 mm,而裁斷簾布寬度為600 mm,因此裁刀裁斷1次簾布,定長(zhǎng)磁力機(jī)構(gòu)要完成2個(gè)定長(zhǎng)周期運(yùn)動(dòng),送料時(shí)間較長(zhǎng),裁斷1次簾布需要8 s,嚴(yán)重影響設(shè)備的工作效率,而且2個(gè)定長(zhǎng)周期裁斷1次,裁斷的簾布寬度有累積定長(zhǎng)誤差,導(dǎo)致裁斷簾布尺寸長(zhǎng)期達(dá)不到工藝要求。

        為了解決定長(zhǎng)系統(tǒng)的問(wèn)題,在沒(méi)有歷史經(jīng)驗(yàn)借鑒的情況下,通過(guò)全面考慮,確定把整個(gè)定長(zhǎng)磁力運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)全部去掉,如圖3所示。

        圖3 改造后無(wú)定長(zhǎng)磁力運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)線(xiàn)

        去掉定長(zhǎng)系統(tǒng)后,需要解決簾布移動(dòng)的問(wèn)題。通過(guò)查閱大量的機(jī)械設(shè)計(jì)資料和多次模擬試驗(yàn),最后設(shè)計(jì)出一套簾布牽引機(jī)構(gòu),如圖4所示。

        圖4 簾布牽引機(jī)構(gòu)

        簾布牽引機(jī)構(gòu)由機(jī)座、機(jī)架、動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣缸、齒條和齒輪等零部件組成。簾布通過(guò)導(dǎo)開(kāi)系統(tǒng)導(dǎo)開(kāi)后,由動(dòng)力輥筒傳送到裁刀的位置,采用氣缸的伸縮原理控制機(jī)械手的張合抓取簾布,再用氣缸活塞桿前進(jìn)后退的運(yùn)動(dòng)原理,牽引移動(dòng)簾布。

        抓取氣缸主要為抓取機(jī)械手提供張合動(dòng)力。當(dāng)抓取氣缸進(jìn)氣時(shí),氣缸活塞向前移動(dòng),抓取機(jī)械手張開(kāi);當(dāng)抓取氣缸排氣時(shí),抓取機(jī)械手合并,夾緊簾布。采用30個(gè)同等規(guī)格的小氣缸設(shè)計(jì)出一套抓取裝置。抓取簾布時(shí),在不損傷簾布、保證簾布質(zhì)量的前提下,調(diào)節(jié)氣缸氣壓的大小,本設(shè)計(jì)氣缸抓取壓力為2 MPa。

        采用前進(jìn)后退氣缸解決簾布的移動(dòng)問(wèn)題。氣缸的選型以及行程根據(jù)裁斷簾布的最大寬度進(jìn)行設(shè)定,本機(jī)構(gòu)氣缸活塞桿的行程設(shè)計(jì)為800 mm,氣缸牽引壓力為6 MPa。

        抓取機(jī)械手抓好簾布后,前進(jìn)后退氣缸開(kāi)始動(dòng)作,把簾布牽引至輸送帶上,達(dá)到設(shè)定的簾布裁斷寬度時(shí)抓取氣缸和前進(jìn)后退氣缸同時(shí)排氣,整個(gè)牽引運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)回到等待的位置。此時(shí)裁刀開(kāi)始動(dòng)作,裁斷簾布。牽引運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)周期性往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。

        改造后定長(zhǎng)時(shí)間由原來(lái)的8 s縮短到3 s,節(jié)省了5 s的定長(zhǎng)時(shí)間;定長(zhǎng)部位寬度由原來(lái)的6 m縮短為2 m,減少了物料跑偏現(xiàn)象。去掉定長(zhǎng)磁力運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)解決了定長(zhǎng)不準(zhǔn)確、裁斷簾布大頭小尾、接頭錯(cuò)邊超標(biāo)和定長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。

        2.2 裁斷系統(tǒng)改造

        原設(shè)計(jì)裁斷鋼絲簾布厚度為1.6~5.0 mm,鋼絲直徑在3.0 mm以?xún)?nèi)。當(dāng)前市場(chǎng)上許多簾布鋼絲直徑已經(jīng)超過(guò)3.0 mm。因此必須進(jìn)行改造,使18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)達(dá)到裁斷鋼絲直徑3.0 mm以上鋼絲簾布的要求。

        為了達(dá)到這一目標(biāo),在裁斷機(jī)刀座上增加400 kg配重。改造完成后,裁刀能夠裁斷鋼絲直徑在 4.0 mm以?xún)?nèi)的鋼絲簾布,達(dá)到改造效果。

        增加配重后不僅裁斷鋼絲的直徑增大,裁斷簾布的毛刺問(wèn)題也得到了解決。

        2.3 接頭系統(tǒng)改造

        簾布裁斷后通過(guò)輸送帶傳送到接頭機(jī)的位置,由接頭機(jī)把簾布頭尾連接起來(lái)。在連接過(guò)程中接頭機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)縫合不好、開(kāi)線(xiàn)、錯(cuò)邊超標(biāo)的問(wèn)題,因此設(shè)計(jì)輔助接頭裝置,如圖5所示。

        圖5 輔助接頭裝置

        當(dāng)簾布通過(guò)輸送帶傳送到接頭機(jī)部位時(shí),接頭機(jī)輔助接頭裝置在PLC程序控制下開(kāi)始橫向動(dòng)作,并采用擋板擋住簾布,阻止簾布跑偏。這可保證接頭質(zhì)量,解決人工干預(yù)接頭的問(wèn)題,避免安全隱患的發(fā)生。

        2.4 PLC程序優(yōu)化

        PLC程序優(yōu)化前,定長(zhǎng)工段送2次料裁斷1次簾布。在2次送料過(guò)程中有一定的累計(jì)送料誤差,影響裁斷精度,裁斷的簾布寬度會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,導(dǎo)致接頭錯(cuò)邊、開(kāi)線(xiàn)。

        優(yōu)化PLC程序,定長(zhǎng)工段送1次料裁斷1次簾布,解決了送料過(guò)程中的累計(jì)送料誤差問(wèn)題,提高了裁斷精度,減少了接頭錯(cuò)邊、開(kāi)線(xiàn)的現(xiàn)象,縮短了送料時(shí)間,達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。

        3 結(jié)語(yǔ)

        18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)升級(jí)改造后,裁斷鋼絲簾布厚度為1.6~7.0 mm,比改造前的1.6~5.0 mm增大2.0 mm;裁斷鋼絲直徑為4.0 mm,比改造前的3.0 mm增大1.0 mm;接頭錯(cuò)邊由原來(lái)的5~7 mm減小到1.5~2.0 mm,達(dá)到工藝要求。

        18°~70°鋼絲簾布裁斷機(jī)升級(jí)改造解決了原設(shè)備裁斷鋼絲直徑小、裁斷簾布毛刺大、接頭錯(cuò)邊超標(biāo)及生產(chǎn)效率低的問(wèn)題。

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