轮胎成型机带束层辅助鼓的设计研究

郭凤娇++赵宇

摘 要：传统的轮胎成型机带束层辅助鼓采用的是普通的内置气缸径向伸缩有缝鼓和指型无缝鼓的方式。普通有缝鼓张开时如果径向行程过大，则个鼓块件的缝隙就显得很大，此时带束层贴合时对于鼓来说已不是一个标准圆，经压辊滚压后带束层周长误差比较大;指形无缝鼓是将各鼓块做成指形相互穿插，当鼓张开时指形搭接的部分为无缝状态，而指形根部则为一个个的方孔，并非为真正意义上的无缝鼓，且此种结构鼓块做的比较厚重，使鼓的整体显得非常笨重，不方便控制。

关键词：辅助鼓;轮胎成型机;带束层

轮胎成型机带束层辅助鼓的驱动都为内置气缸连杆摆动式结构，内置气缸由厂家自己加工，由于缸径较大，行程较短，且加工精度要求较高，难度也相应增大很多，在正常使用时经常会出现卡顿现象;而连杆在气缸的推动下摆动来控制鼓的伸缩，如出现加工误差则各鼓块高度就会不均匀，且会使鼓的伸缩卡死。前者在巨胎行业应用较为广泛，后者则广泛应用于小型载重胎成型机。另外由于这两种结构整体重量都比较大，在控制方面需选用较大的电机和抱闸来克服其自身的转动惯量，并且对主轴的强度要求较高，从整体上增加了设备的成本。

一、轮胎成型机带束层辅助鼓设计原理

本文设计了一种改良各鼓块驱动伸缩方式、实现带束层无缝贴合的轮胎成型机带束层辅助鼓。能够实现上述目的的轮胎成型机带束层辅助鼓，包括径向同步扩胀和收缩鼓块的胀缩装置，所不同的是所述胀缩装置包括滑动轴、锥形滑座，数量与各鼓块数量一致的直线导轨和支撑架，所述滑动轴由两端轴座支撑，所述锥形滑座滑动安装于滑动轴上并连接轴向推动机构;所述各直线导轨均布设于锥形滑座的园锥面上，与各直线导轨对应径向设置的支撑架通过导轨滑块与直线导轨配装，所述各鼓块通过安装板于支撑架上安装，且相邻鼓块之间设有搭接板，所述搭接板一端固装于一侧鼓块上，另一端搭接于另一侧鼓块上;所述安装板与两头轴座之间设置有辅助鼓块径向胀缩的导向机构。本轮胎成型机带束层辅助鼓的设计原理是将锥形滑座在滑动轴上的轴向移动，通过锥形滑座的锥形面转化成支撑架的径向扩张和收缩，进而实现各鼓块的张合;所述搭接板可保证鼓在工作范围内的任意尺寸上，鼓面间均匀过渡无缝隙。所述导向机构的一种结构为与各鼓块数量一致且径向设置的导向杆和导向套，所述导向杆与导向套套接。一种设置方式为所述导向杆安装于轴座上，所述导向套安装于安装板上;另一种设置方式为导向杆与导向套反向安装，即导向套安装于轴座上，导向杆安装于安装板上。为保证搭接板的搭接量，所述搭接板的搭接长度应大于鼓块处于最大直径时的鼓间距。所述轴向推动机构为驱动气缸，所述驱动气缸设置于滑动轴一头并围绕滑动轴圆周均布，各驱动气缸的活塞杆连接锥形滑座。所述滑动轴上设置限制鼓块最大扩胀直径和最小收缩直径的轴向定位机构。本设计的优点为：本设计轮胎成型机带束层辅助鼓结构简单，拆装、维修方便;本设计整体结构轻巧，控制方便，美观，贴合精度高;本设计的结构通用性好，对不同规格的轮胎适应性强。

二、轮胎成型机带束层辅助鼓结构分析

导向杆支撑座、锥形直线导轨安装座、气缸固定盘与连接主轴直接相连，其中锥形直线导轨安装座可以在连接主轴上滑动。外置驱动气缸安装在气缸固定盘上，活塞缸与锥形直线导轨安装座相连，两套导向杆支撑座通过固定螺杆加固定位。调节螺杆一端与锥形直线导轨安装座连接，另一端固定在连接主轴上，主轴左端加工成螺纹，可通过调节螺杆来控制锥形直线导轨安装座的位置，以限制辅助鼓张开和缩小的最大直径和最小直径。导向杆固定在导向杆支撑座上，通过紧定螺钉对其进行轴向定位。锥形直线导轨安装座的锥形面上安装直线导轨，连接架的斜面与直线导轨的滑块安装在一起，其顶部与鼓块安装板相连接。导向套安装在鼓块安装板上，导向杆与导向套配合，可在其中滑动。铝制鼓块用螺钉安装在鼓块安装板上，通过连接主轴法兰端接入气源，气管通过导向杆支撑座与外置驱动气缸相连。气缸驱动后可带动锥形直线导轨安装座运动，并将运动传递到锥形面的直线导轨上，其向上的分力带动铝制鼓块上下运动，满足辅助鼓的直径变化要求。不锈钢搭接板用沉头螺钉安装在铝制鼓块上面，不锈钢搭接板最大厚度为10 mm，铝制鼓块与其安装处加工出台阶，保证不锈钢搭接板与铝制鼓块处于一个圆弧面。不锈钢搭接板另一端悬空并与另一铝制鼓块重合搭接在一起，不锈钢搭接板的配合表面加工成圆弧形状，边缘处为锐角，铝制鼓块的配合处加工成均匀过渡的斜面，保证两者在搭接时没有明显的拼接台阶。沉头螺钉不能露头，并要做防松处理，使不锈钢搭接板安装牢固，不松动，在辅助鼓缩至最小时可看到个小台阶。辅助鼓在工作位置时为标准圆形，张开到最大位置时不锈钢搭接板不与铝制鼓块分离，保证辅助鼓的无缝状态。铝制鼓块与不锈钢搭接板表面均做防粘处理，铝制鼓块上安装磁铁。在保证工作强度的情况下对辅助鼓零部件进行镂空设计，以减小辅助鼓质量，使其所受阻力降低，提高驱动气缸的最大推力。

三、结束语

本设计公开了一种轮胎成型机带束层辅助鼓，其胀缩装置包括滑动轴、轴座、锥形滑座，与各鼓块对应的直线导轨和支撑架，滑动轴由两端轴座支撑，锥形滑座滑动安装于滑动轴上并连接轴向推动机构，各直线导轨圆周均布设于锥形滑座的圆锥面上，与各直线导轨对应径向设置的支撑架通过导轨滑块与直线导轨配装，各鼓块通过安装板于支撑架上就位，相邻鼓块之间设置不锈钢搭接板，搭接板一端固装于一侧鼓块上，另一端搭接于另一侧鼓块上;安装板与两头轴座之间设置导向机构;各鼓块随着锥形滑座的左右移动而产生径向胀缩运动，搭接板可保证鼓在工作状态时外圆为标准圆。本发明整体结构轻巧、控制方便、贴合精度高、结构通用性好，适应性强。

参考文献：

[1]张德清.新型轮胎成型机带束层辅助鼓的设计[J].科技与企业，2015.

[2]马强东.高效成型机带束层供料架的改造[J].企业文化，2015.