新型鼓式斜交胎帘布筒成型机的研发

漆利娟，季永义

(桂林橡胶机械有限公司，广西 桂林 541002)

当前的中国轮胎制造业，处于前所未有的快速发展阶段。为了应对劳动力成本的不断增加、资源短缺等诸多因素的影响，轮胎生产厂家除了加速自身的变革外，对轮胎设备制造商也提出了更高地技术要求。作为轮胎生产最关键的设备之一，轮胎成型机的发展至关重要。

帘布筒成型机是斜交胎制造行业最常用的设备之一，20世纪80年代我国从阿克隆引进一批轮胎制造设备，其中就包含了帘布筒贴合机，为我国轮胎工业起步奠定了基础。虽然轮胎工业的发展趋势是子午化，但是由于轮胎结构、作业环境和客户需求的差异，一些应用领域还需要斜交胎，子午胎在这些领域大材小用。比如农业和林业机械轮胎、工业车辆轮胎、特种车辆轮胎等。近年来随着斜交胎技术的发展，对轮胎品质提出了更高的要求，帘布筒成型设备的升级也势在必行。客户要求实现特薄胶料供料架输送、帘布自动反转、胶料直接在输送带上裁断、成型鼓智能贴合、薄胶料滚压不起泡不打折、成型好的帘布筒自动卸下的功能。现将研发情况简介如下。

1 传统的斜交胎帘布筒成型技术概况

传统的斜交胎帘布筒成型是采用可调位置的三辊筒成型方法，该方法上料需要工人手工抬，靠人工凭经验对中将胶料及帘布贴上，卸帘布筒时需要塞垫布或隔片与设备隔离，人工拖拽才能拉出来。每条胎都有一个帘布筒，如23.5-25-16PR规格的一个较重的帘布筒就重达80 kg，得需要四个人才能将帘布筒卸下。近年来市场上出现了鼓式成型的方法，但仅仅是只解决了部分胶料供料架上料的问题。薄胶料供料架上料问题还未能得到完善解决，特别是厚度仅有0.3 mm的特薄胶料还是无法在供料架上料。帘布及胶料不能自动定长，只能人工手动裁断。卸帘布筒还是采取工人拉拽的方法。一台传统的斜交胎帘布筒贴合，它的工作效率匹配不上一台轮胎成型机，造成了成型机间歇性的工作等待帘布筒，达不到饱和生产的目的，造成设备闲置资源浪费。以上这两种方法，都存在操作工人劳动强度大，设备自动化控制程度低，产品一致性差的问题。因此需要优化设备结构，改进控制方式，每个部件必须高效的协同工作，发挥好各自的作用才能降低能源消耗。新型鼓式斜交胎帘布筒成型机能解决特薄胶料供料架上料的技术难题，经过厂家实际使用满足生产工艺要求，得到行业内不同厂家的肯定。

2 新型鼓式斜交胎帘布筒成型机的结构和工作原理

（1）新型鼓式斜交胎帘布筒成型机结构［1～2］见图1、图2所示。

根据各种胶料的特点，从前到后先后布置了5个供料架。根据各部件的不同，裁断方式可分为热刀和圆盘刀裁断，胶料采用热刀裁断，帘布采用圆盘刀裁断。每个供料架均配有定长轮，可自动测量各部件的长度，并自动裁断。成型鼓采用无缝鼓技术，两相邻的鼓板间搭有一块三角垫板，在鼓张开及收缩时三角垫板跟随涨缩，挡住缝隙，避免在胶料压合时因鼓板间隙而使帘布筒胶料挤压出台阶。胶料输送到成型鼓上按工艺步骤先后贴合，形成帘布筒。各供料架的前端均安装有压辊，根据帘布筒成型工艺，胶料及帘布贴合完成后需进行辊压，以便将胶料间的空气排出。成型鼓左侧的拉出支撑装置由左侧的拉出装置和右侧支撑装置两部分组成，安装在同一个溜板上一起运动，可对成型鼓贴合时进行支撑，保持水平，也可将成型好的帘布筒拉出到接取装置上。整个流程只需要人工辅助操作，节约了大量时间，提高了劳动生产效率。

（2）新型鼓式斜交胎帘布筒成型机的工作原理

成型鼓3通过主轴箱1连接，成型鼓的另一端有拉出支撑装置4上的支撑装置提供稳定的支撑。拉出支撑装置由左侧的拉出装置和右侧支撑装置两部分组成，安装在同一个溜板上一起运动。左侧的拉出装置上安装有爪片12。成型鼓3与拉出支撑装置可在床身系统2上同步移动，亦可分别移动，以实现贴合时提供支撑。卸帘布筒时，拉出支撑装置上的爪片可移动至成型鼓上，将成型好的帘布筒拉出来。拉出支撑装置上的爪片内置气道，通气时在成型鼓与帘布筒之间可提供高压持续的气垫，以便帘布筒取出。爪片将帘布筒拖至已摆正在与成型鼓通一轴线上的接取装置5上的滚珠架13，爪片松开帘布筒，拉出支撑装置回到成型鼓3处，将滚珠架摆出，完成卸帘布筒动作。

激光定位装置6，根据每层胶料及帘布贴合位置，预先设定好控制程序，提供供料架胶料和帘布位置自动定位至指定位置。1#供料架通过工字轮20储料，经过导开装置19和纠偏装置18输送至成型鼓上，胶料贴在鼓上，与鼓旋转一周，1#热刀16自动裁断，完成1#胶料贴合。2#供料架7与3#供料架8机械结构相同，位于成型鼓3后面，可移动至设备中心线位置进行贴合。2#3#供料架可前后及左右移动，前后移动时供料架前端的辊筒与成型鼓3接触，胶料即贴在成型鼓上，与鼓旋转一周，2#3#热刀14自动裁断，完成2#3#胶料的贴合。2#3#胶料的切换通过左右移动来实现。4#供料架通过工字轮24储料，经过导开、纠偏输送至共用输送架17。胶料经过带编码器的定长轮21后，根据工艺要求自动定长，4#热刀22自动裁断，胶料通过摆架15输送至成型鼓3上完成4#胶料贴合。5#供料架输送的是帘布，直接从帘布斜裁机28上取来帘布后在倾斜的输送架27上手动贴合。贴合好的帘布储存在输送架与驱动辊26之间，储料成U型。在U型储料的上端及下端均安装有一个光电开关，储料长度达到成型鼓贴合一圈的设定长度时，储料底部挡住下端光电开关后，触发驱动辊旋转，直至上端光电开关检测到没料为止，驱动辊停止旋转。驱动辊与圆盘刀23之间的储料区间，为每个纠偏均需要的储料，以保证帘布纠偏输送的连续性。帘布经储料、纠偏后，通过带编码器的定长轮25，根据工艺要求自动定长，按设定好的帘布角度，圆盘刀自动裁断。

根据斜交胎工艺，带角度的帘布层需交错贴合。无需反角度的那一块帘布，直接前进，通过共用输送架，无需进入输送架，输送带正转，直接将帘布输送到摆架，贴合到成型鼓上，完成无需角度反转帘布的贴合。需反角度的那一块帘布，则通过共用输送架时，共用输送架输送带反转，帘布前角往后移，等帘布都输送到共用输送架上时，帘布的后角变前角，实现了帘布的自动反转。反转好后的帘布通过摆架贴合到成型鼓上，完成5#反转帘布的贴合。

3 优缺点比较

新型鼓式斜交胎帘布筒成型机具有如下特点:

（1）解决了厚度只有0.3 mm的超薄胶料大容量储存、自动供料、自动贴合及自动裁断这个行业技术难题；

（2）采用特殊材料的压辊，薄胶料压合无气泡，提高了产品质量；

（3）超薄、黏性大的宽胶料的输送及帘布机内自动翻转，翻转后的帘布不跑偏；

（4）上料摆架采用电缸驱动，可精确定位，根据成型鼓的直径大小，随时自动调整降落高度；

（5）实用范围宽。不同宽度帘布在同一条输送带上送料纠偏，满足不同规格帘布筒的规格切换；

（6）自动化程度高。预设帘布筒规格生产顺序参数（可以根据不同生产任务随时进行修改），规格变化时，设备无缝对接；

（7）采用可精确旋转的圆盘刀架，不同角度的帘布裁断，均可通过电脑编制控制程序自动设定；

（8）劳动强度低，提高了劳动生产率。自动卸下帘布筒，代替了操作者人力卸下的繁重体力劳动。

4 结语

本文研发的新型鼓式斜交胎帘布筒成型机，已经成功地获得了国家专利（专利号：201820776285.1）。并且成功出口至东南亚多个国家及国内多家轮胎生产企业，经过使用厂家的实际操作对比，获得了用户的一致认可与好评，成功地解决了多个行业内没有解决的技术难题。新型鼓式斜交胎帘布筒成型机实现了生产效率快，自动化控制程度高，降低操作者的劳动强度。产品一致性好、订单回购率高，为公司盈得了良好的经济效益。因此本研发能够广泛应用于斜交胎帘布筒成型机，具有极大的推广价值。能推动轮胎成型机技术的不断提高，促进社会经济稳步向前发展。