一种新型实心胎专用切胶机定位裁切机构

A new positioning cutting mechanism for solid tire cutting machine

孙智民（山东玲珑机电有限公司，山东 招远 265406）

一种新型实心胎专用切胶机定位裁切机构

A new positioning cutting mechanism for solid tire cutting machine

孙智民
（山东玲珑机电有限公司，山东 招远 265406）

一种实心胎半部件定位裁切机构，采用液压双刀剪切裁断机构代替传统的气动或液压单刀裁断机构，上刀由油缸驱动垂直运行裁切，下刀位置可以根据半部件厚度进行微调，以保证两刀间隙，安全可靠。

实心胎切胶机；定位裁切；高效安全

实心胎属于一种安全性能高、承载能力强的轮胎，其用作填充物的半部件由橡胶、帘线及钢丝等原材料组成，传统的单刀切胶机无法顺利裁断。设计加工一种新型液压双刀定位裁切形式的切胶机，经连续生产运转验证，达到实心胎的生产工艺要求。

1　设备概况

如图1所示，为目前国内常用的单刀切胶机裁切机构。有气动或液压两种驱动形式，通常用于大块橡胶原料的裁断分解，以提高密炼机的炼胶效率和质量。设备一般采用钢板焊接成箱体作为底座，采用1~2套气缸或液压缸带动裁刀进行裁断。工作过程中，人工将胶块放在辊道上后，根据所需胶块的大小手工推到裁刀下方，然后接通气源或液压站后，由气缸或液压缸驱动刀架向下运行，靠裁刀与裁刀底板的挤压作用将胶块进行裁断分解，裁断后气缸或液压缸带动刀架上升返回原位，完成一个工作循环。优点是结构简单、操作方便，制造成本低；缺点是只能对单纯的橡胶进行裁切，设备整体安全防护不到位。

2　新型结构设计及工作原理

本次设计的新型液压双刀切胶机主要用于实心胎生产中填充物的裁断，由于该填充物大多是由废旧轮胎粉碎后进行的废物回收利用，所以其成分主要是橡胶、帘线及钢丝的混合物，传统的单刀切胶机无法顺利裁断。因此设计加工一种新型的液压双刀定位裁切形式的切胶机，经连续生产运转验证，能够满足实心胎生产工艺的裁切要求。如图2所示。

图1　常用的单刀切胶机

整机采用一套具有过载保护装置的液压系统作为动力来源，为保证操作者的人身安全，对裁刀部位采用全封闭式护网，并设置带有安全光电。工作过程中，如果护网拆掉后安全光电检测不到护网，油泵就不会启动，裁刀就无法移动；同时该设备机架两侧分别设有1个操作按钮，操作者必须双手同时按下2个操作按钮后，裁刀才能进行裁切动作，大大提高了设备的安全操作性能。为保证裁切质量，上刀采用动刀、下刀采用可调定刀结构形式，另对上刀座采用线性导轨副进行导向，下刀座通过调节螺栓进行两刀间隙校正，保证了上下裁刀的定位精度。为提高裁断效率，液压站配备一台输出压力为20 MPa的油泵，可同时对10片以上的半部件进行裁切，并且裁切完成后裁刀自动复位，在复位过程中还可以进行连续裁切，省时省力，达到实心胎生产工艺要求。如图3所示。

图2　实心胎专用切胶机

图3　改进后的实心胎专用切胶机裁切机构

运行前，首先将上刀手动打到与下刀相切的位置上，通过调整下刀座基板上的顶紧和拉紧螺栓，使两刀间隙控制在0.02~0.03 mm之间，经塞尺检验合格后可以进行半部件的裁切。运行过程中，油缸驱动上刀座带动上刀在线性导轨副的约束下，直线向下运行裁切半部件。下刀采用双刃设计，可以根据裁刀的使用磨损情况，直接更换刀刃面或对刀刃进行打磨，方便快捷，节省成本。

3　与传统切胶机相比优点

新设计的实心胎切胶机裁切机构与传统的切胶机裁切机构相比，有以下优点：

（1） 采用双刀可调剪切裁断结构代替传统的单刀固定挤压裁断机构，能顺利的完成对实心胎填充物中橡胶、帘线、钢丝等材料的裁切，解决了传统结构中单靠挤压裁切藕断丝连的问题，并且裁切断面整齐统一、不黏连，有利于半部件的贴合，减少气泡的产生，提高轮胎质量。

（2） 根据不同配方不同厚度的半部件，可以对裁刀间隙进行适当的调整，通过调整下刀座的顶紧和拉紧螺栓，可使上下两刀间隙误差控制在±0.01 mm范围内，并且调整方便快捷，便于维护。

（3） 裁刀选用9CrSi材质，经热处理后表面镀特氟龙涂层，裁料后不粘刀。上刀座设计采用线性导轨副导向，能够确保上刀的重复定位精度，保证裁刀间隙的稳定性。

（4） 裁断效率高，根据不同规格的半部件，每次至少可裁断10层以上，并且裁断后裁刀自动复位，在复位过程中还可以进行连续裁切，省时省力。

（5） 整机安全系数高，裁切区域设计带有安全光电控制的全封闭式护网结构，并且整个控制系统只设有1个K型三位四通电磁阀，用于控制上刀的裁切复位动作。只有当操作者两手同时按下位于机架两侧的控制按钮并且控制系统检测到全封闭式护网存在时，才能对半部件进行裁切，保证了操作者的人身安全。

4　结束语

该结构形式 的裁切机构，已应用在实心胎切胶机中，通过连续生产验证，能够有效的提高实心胎半部件的裁断及贴合质量，减少气泡的产生，并且安全操作性能高，得到用户的一致好评。这种实心胎专用切胶机裁切机构，采用双刀剪切裁断代替传统的单刀固定挤压裁断结构，使半部件的裁切断面统一整齐，保证了接头断面的均匀性，有效的解决了因接头面积变化导致的贴合不均匀产生气泡的问题，同时在生产效率和安全性能方面较传统的切胶机都有很大提升，因此具有极大的推广价值和经济效益。

[1] 杨顺根，白仲元.橡胶工业手册第九分册[M].北京：化学工业出版社，1994.

[2] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2009.

TQ330.4

1009-797X(2015)19-0042-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.19.011

孙智民（1982—），男，2002年7月毕业于青岛科技大学，现主要从事橡胶机械的创新设计工作。

2014-04-04