前言

近幾年以來，由于交通運輸業(yè)的發(fā)展，載重車、商用車發(fā)展較快，對載重輪胎需求量增大，刺激了載重子午胎的發(fā)展；另外，在維修市場上，由于客戶已切實體會到使用子午胎的好處，尤其是長距離、大運量的運輸,更體現(xiàn)了子午胎的優(yōu)勢。因此，不僅載重子午輪胎替換輪胎市場加大，還加快了子午胎替換斜交胎的步伐。全鋼載重子午胎生產(chǎn)以令人意想不到的高速增長，導(dǎo)致對全鋼載重子午胎生產(chǎn)設(shè)備需求量猛增，對輪胎成型機的成型效率和成型質(zhì)量的要求也越來越高。針對目前這種態(tài)勢，所開發(fā)了一種新型的兩股全鋼載重子午輪胎成型機，無論在自動化程度，還是在成型質(zhì)量和成型效率上都有很大的提高。現(xiàn)就該設(shè)備的結(jié)構(gòu)，特點和主要性能參數(shù)介紹一下。

1、成型機設(shè)備組成及特點

LCZ-PB型成型機由1套主機，4個供料架，1套電控系統(tǒng)，1套氣動系統(tǒng)組成。主機包括缷胎及扣圈裝置，可貼合機械反包成型鼓，主軸箱，傳遞環(huán)，輔助鼓，輔助鼓傳動箱，滾壓裝置及鄧表指示系統(tǒng)，用以貼合胎面組件和胎體組件，并將他們組合，定型，滾壓，成型，缷胎，完成胎胚的全部成型過程。胎體供料架用來自動向成型鼓提供內(nèi)襯層及胎側(cè)預(yù)復(fù)合件、子口包布和胎體鋼絲簾布。帶束層供料架位于輔助鼓后方，胎面供料架位于輔助鼓前方，用于向輔助股貼合帶束層料和胎面料。另外還有一套墊膠供料架，位于成型股的前方，用于導(dǎo)開和貼合墊膠。電氣控制系統(tǒng)由以PLC未主控單元的電氣控制柜和控制面板組成，各控制面板均帶有觸摸屏，采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線實現(xiàn)通訊，具有通訊、工藝程序編輯、工藝參數(shù)修改、故障監(jiān)控、故障自診斷、故障顯示等功能。氣動系統(tǒng)總體上采用分布式結(jié)構(gòu)，分別在主機、主供料架、帶束層供料架等部件現(xiàn)場安裝氣動控制單元，直接驅(qū)動各部件動作。

1.1成型機特點

（1）采用機械鼓進行貼合及成型，屬國內(nèi)首創(chuàng)（已申請專利），有助于提高效率，減少維修；

（2）適應(yīng)大料卷。通過規(guī)格件的選擇，輪胎成型規(guī)格可下延至R16的全鋼輕卡胎；

（3）整機進行了優(yōu)化，提高了鐵和速度和成型效率；

（4）重要位置控制采用多圈編碼器（絕對）；

（5）主供料架內(nèi)襯層與胎側(cè)機內(nèi)預(yù)復(fù)合，超聲波裁刀裁斷；

（6）主供料架采用紅外糾偏技術(shù)、攝像糾偏技術(shù)；

（7）模塊化設(shè)計使用戶有多種方案可以選擇；

（8）氣動系統(tǒng)設(shè)有中心膠囊壓力終端檢測、報警顯示；

（9）整機設(shè)計采用大量的直線導(dǎo)軌。圓導(dǎo)軌、滾珠絲杠、傘齒輪、減速器、光纖光電控制器、漫反射光電開關(guān)等先進成套配件；

（10）設(shè)置邊緣安全開關(guān)、拉線開關(guān)，以確保操作安全。

1.2技術(shù)參數(shù)

成型胎圈子口直徑17.5---24.5成型胎坯斷面寬度122.5---450mm傳遞環(huán)可傳遞輪胎最大直徑1230mm課程性輪胎規(guī)格范圍7R17.5_12R14.5_315—80R24.5_12.00R20/12.00R24定型輪胎的最小外直徑（包括胎面）740mm定型輪胎的最大外直徑（包括胎面）1230mm標準輔助鼓直徑830—1160標準輔助鼓寬度450輔助鼓轉(zhuǎn)速Max22r|min成型鼓轉(zhuǎn)速Max150r|min。

2、成型機結(jié)構(gòu)原理

2.1主機

2.1.1機械鼓

機械鼓的結(jié)構(gòu)如圖所示，中鼓為可折疊式三層結(jié)構(gòu)。指形反包單排反包桿的頂面形成的圓柱面作為側(cè)鼓的貼料表面。24個扇形快、環(huán)形雙作用氣缸，面板|程序定型用氣壓控制。采用機械成型鼓可提高成型機的生產(chǎn)效率，減少維修時間和減少成型鼓備件。

2.1.2主軸箱

交流伺服電機通過電磁離合器、電磁制動器的切換分別實現(xiàn)成型股的回轉(zhuǎn)及鼓肩移動。成型股的回轉(zhuǎn)速度及角向位置由伺服電機、編碼器控制。用差動機構(gòu)、絕對增量編碼器控制鼓肩移動。鼓肩移動具有過載保護功能。用8路旋轉(zhuǎn)閥為成型鼓供氣。

2.1.3輔助鼓

輔助鼓由12塊扇形快組成，利用雙作用氣缸、連桿、滑塊機構(gòu)實現(xiàn)鼓的開合。

2.1.4輔助鼓傳動箱

由交流伺服電機、編碼器、減速器和一組同步帶輪實現(xiàn)輔助股的回轉(zhuǎn)及準確的角向位置。2.1.5胎面?zhèn)鬟f環(huán)

采用鎖緊氣缸、擺桿機構(gòu)實現(xiàn)12個扇形塊的夾緊、松開動作，并根據(jù)臺面尺寸自動定位。

2.1.6扣圈傳遞環(huán)

用氣缸—連桿機構(gòu)驅(qū)動4個夾緊爪擺動以抓放胎圈，手動調(diào)整夾緊爪擺動位置（直徑）。傳遞環(huán)用氣缸夾緊，間距自動定位。

2.1.7滾壓裝置

采用氣缸驅(qū)動靜壓輥伸縮以滾壓臺面。動壓輥采用浮動滾壓輪實現(xiàn)胎肩滾壓。前后滾壓采用交流伺服電機—滾珠絲杠—編碼器驅(qū)動控制；左右滾壓采用交流伺服電機—普通絲杠—編碼器驅(qū)動控制；擺轉(zhuǎn)滾壓采用交流伺服電機_蝸輪蝸桿—編碼器驅(qū)動控制；前后左右移動采用直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。

2.1.8卸胎及胎圈預(yù)定位裝置

本部件采用龍門式結(jié)構(gòu)，可選用電機驅(qū)擺轉(zhuǎn)的方式完成卸胎和上胎圈的操作。

2.1.9尾頂尖裝置

利用動力推桿推動組件擺入、擺出。尾頂尖不到位，主鼓不能進行任何工作。此部件可選擇氣缸推動支撐板擺進、擺出。半圓槽與主鼓端頭結(jié)合。

2.1.10床身

床身由優(yōu)質(zhì)型鋼焊接而成，并裝有直線導(dǎo)軌。

2.1.11墊膠供料架（可兼胎側(cè)上料功能）

供料架單獨安裝，與主鼓傳動箱分離。定中調(diào)寬和調(diào)間距機構(gòu)采用機械調(diào)控機構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)可使主機前方開闊，便于操作維護。

2.2供料架

胎體供料架系統(tǒng)用于將內(nèi)襯層|胎側(cè)復(fù)合件、胎體鋼絲簾布和子口包布貼合到導(dǎo)出和成型鼓上。采用德國BST公司紅外線糾偏技術(shù)、攝像糾偏技術(shù)使半成品部件在輸送、貼合時自動對中，滿足成型工藝的特殊要求。內(nèi)襯層、胎側(cè)采用EPC糾偏對中。鋼絲簾布采用機械糾偏。內(nèi)襯層、胎側(cè)機內(nèi)復(fù)合，自動定長，超聲波裁斷，手動接頭。簾布自動定長，熱圓盤刀裁斷。內(nèi)襯層|胎側(cè)復(fù)合件和鋼絲簾布的裁斷角度與鼓主軸之間夾角為0度。

內(nèi)襯層和胎側(cè)預(yù)復(fù)合件超聲波裁斷的特點如下：

（1）選用美國BRANSON公司的超聲波切割系統(tǒng)，最大切口寬40mm，裁斷角度為15—22度。

（2）通過高頻率超聲波驅(qū)使刀口產(chǎn)生約40KHz的往復(fù)振動進行裁切，并利用超聲波振動直接將橡膠高分子撕裂。

（3)高頻率振動裁切即可防止橡膠對裁刀粘連，又可因摩擦生熱有利于膠片在成型鼓上貼合成型時的接頭有利于提高成型質(zhì)量。

（4）遵循切薄快，切厚慢，進口更慢的原則進行裁斷調(diào)整，裁斷間隔內(nèi)應(yīng)給刀足夠的冷卻時間（90秒停30秒）此種裁斷的優(yōu)點為斷面平整光滑且寬，無半硫化態(tài)膠粒。此供料架可選擇手動供料架結(jié)構(gòu)。

3、控制系統(tǒng)設(shè)計

3.1系統(tǒng)概述

系統(tǒng)由PLC、觸摸屏、伺服驅(qū)動等部分組成。系統(tǒng)采用流行的控制模式，由PLC和PROFIBUS現(xiàn)場總線及分布式輸入|輸出站點完成對設(shè)備的控制。由觸摸屏完成人機對話功能和狀態(tài)信息、故障排故信息顯示。有伺服驅(qū)動完成快速準群定位。PLC運行高速。觸摸屏信息豐富；伺服系統(tǒng)功能強大。

3.2系統(tǒng)配置與功能

PLC及分布輸入|輸出站點、伺服系統(tǒng)通過PROFIBUS和MPI構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，提供工藝參數(shù)，PLC根據(jù)操作人指令將參數(shù)和啟動命令發(fā)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)等執(zhí)行機構(gòu)并監(jiān)視執(zhí)行，當出現(xiàn)操作不當或執(zhí)行機構(gòu)故障時，給出準確的排故信息。在成型工藝設(shè)置中，采用工控機控制，具備參數(shù)設(shè)置、程序編輯、狀態(tài)示、故障提示、擴展聯(lián)網(wǎng)等功能，設(shè)置方便。

3.3氣動系統(tǒng)

在氣動系統(tǒng)中，中心膠囊、滾壓輪采用比例閥控制，可程序設(shè)定壓力，簡單可靠。

4、成型機模塊化設(shè)計

4.1安全性

移動部件設(shè)置邊緣安全開關(guān)，噴涂移動警告漆，傳遞環(huán)和扣圈環(huán)移動設(shè)置警燈。胎面、墊膠供料架對人員有直接危險的機構(gòu)設(shè)置安全開關(guān)和運行中即停功能，保證操作人員的安全。設(shè)備的重要部位均設(shè)置急停按鈕。設(shè)備出現(xiàn)安全問題或急停時，整機自動全部停止動作，排除所有故障并確認后，設(shè)備才能正常操作。

4.2可靠性

采用高品質(zhì)的外購件，加強重要件的復(fù)檢工作，確保外購件的可靠性。簡化機械結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備故障點，減少發(fā)生故障的可能性。已經(jīng)在社會上實現(xiàn)大批量生產(chǎn)的零部件通過外購或定做方式購買，減少單件生產(chǎn)產(chǎn)生的不合格品，包括各種導(dǎo)軌、齒輪、鏈輪、絲杠、輸送輥等。

4.3可維護性

提高設(shè)備可靠性，減少維護工作量。簡化機械機構(gòu)，簡化設(shè)備維護難度。設(shè)置設(shè)備故障自動診斷功能，自動提示維護方法，使維護人員可以迅速、準確排除故障。

4.4模塊化設(shè)計

設(shè)備在設(shè)計中采用了模塊化設(shè)計，在各供料架中，裝料小車、到開驅(qū)動裝置、輸送架、裁斷機構(gòu)、貼合模版等形成各自獨立模塊，通過更換配置，可以適應(yīng)不同用戶不同工藝的不同配置要求。在整機方案中，多個部件有2個以上的可選擇方案，提供給不同需求的用戶選擇。

5、結(jié)論

LCZ-PB型全鋼載重子午胎成型機已在多家輪胎廠投入使用，完全滿足用戶各項要求，尤其是可貼合機械反包式成型鼓的創(chuàng)新使用，使得輪胎成型質(zhì)量和成型效率有很大的提高，成為全鋼載重子午線輪胎成型機兩鼓成型機市場上又一主流可選機型

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