一种轮胎硫化机的新型抓胎装置

李荣 贵州民族学院理学院 550025

一种轮胎硫化机的新型抓胎装置

李荣 贵州民族学院理学院 550025

本文结合实际生产情况，设计出一种新型抓胎装置，专门用于M/C轮胎的外胎硫化机上，以提高M/C轮胎的精度和质量。

1.背景技术

随着社会的发展，轮胎的品种、规格也多样化，精度也随着要求更高。除大家熟悉的轿车轮胎、工程轮胎等外，M/C轮胎(MOTOR CYCLE TIRE 摩托车胎)也已经大批量生产。目前专用于M/C轮胎外胎硫化的定型硫化机却少有生产，国内许多M/C轮胎生产厂家都还在使用轿车轮胎或力车轮胎的外胎硫化机的改造机型，远不能满足市场的高要求。

现有的45”等小规格的轮胎定型硫化机的抓胎装置通常为气缸驱动升降方式，由气缸带动回转臂在导向杆上垂直升降运动。这种结构一般是采用单杆双作用气缸，气源通过电磁阀换向进入无杆腔，克服负载的自重，回转臂上升（图1）。

气缸的活塞在运动过程中，由于阻抗、管路泄漏等因素的影响，有时还会出现时走时停的现象，称为“爬行”。气缸密封件的摸索造成漏气，寿命缩短，加大行程末端的冲击力，影响机械寿命。再者，气体的可压缩性，这也决定了该结构的抓胎装置不能在某一要求位置做高精度停留。这种结构的抓胎装置的生胎高度一般在220～440mm的范围内。如图2。

为了解决上述抓胎装置设计上的不足，本文研究设计了一种新型的抓胎装置。

2.新型的抓胎装置

2.1 简介

新结构是一种采用电机驱动，通过滚珠丝杆机构带动抓胎装置垂直升降运动。特点是传动平稳，动作时间短，可在任意设定的位置高精度停留，动作可靠，适应多品种、多规格的高精度扁平轮胎的生产。

2.2 具体实现

2.2.1 设计方案

在现有的抓胎装置的基础上，用滚珠丝杆总成取代升降气缸。考虑到滚珠丝杆行程较长，板总成无法固定在墙板上，因此，在原来的基础上还增设计了一个圆立柱零件，它下端固定在底座上，中间还与墙板相固定，板总成再固定在圆立柱上端。

滚珠丝杆的驱动来自安装在导向臂上的电机。

左右板总成间有一拉杆，减小回转臂转进/转出时产生的摆动，加强整个机构的刚性。

在触摸屏的程序中设定要求VCL停留的位置参数，当VCL达到指定位置时，相连在滚珠丝杆下端的旋转编码器给PLC一个输出信号，相应地址的继电器断电/得电，电机停止动作，VCL停止在相应位置。图3。

这种抓胎装置可以生产100～500mm高的生胎。

这种机构，VCL上升/下降时运动平稳，动作均匀，停留位置偏差很小；位置参数可在触摸屏上根据生产要求任意设定，从而满足多规格、高精度轮胎的生产。

2.2.2 结构组成

该新型的结构组成：支承柱[1]、底支座[2]、回转臂[3]、圆立柱[4]、板总成[5]、电机[6]、导向杆[7]、滚珠丝杆总成[8]、旋转编码器[9]、水缸[10]、导向架[11]、拉杆[12]、回转架[13]等。如图4。

2.2.3 具体结构

圆立柱[4]下端固定在底座上，上端固定在板总成[5]，中间还与墙板相固定，起支撑作用。支承柱[1]下端通过轴承固定在底座的轴承座里，上端连接板总成[5]。底支座[2]通过键与支承柱[1]一体，滚珠丝杆总成[8]和导向杆[7]的下端均固定在底支座[2]上。支承柱[1]、导向杆[7]和滚珠丝杆总成[8]都要穿过回转臂[3]。板总成[5]间有一拉杆[12]。水缸[10]、导向架[11]和回转架[13]组成马氏机构。

图1

2.2.4 具体动作过程

(1)滚珠丝杆总成[8]的丝杆螺母通过螺栓固定在回转臂[3]内腔中，电机[6]启动(正转)后丝杆副运动使回转臂[3]在丝杆行程范围内做垂直升降运动，上升高度通过丝杆下端相连的旋转编码器[9]在触摸屏中的参数设定来控制。为保证垂直运动轨迹的直线性，在回转臂[3]内腔的一侧还设计了导向杆[7]，保证线性精度。

(2)在设定位置停止后，板总成[5]上的水缸[10]动作，通过导向架[11]和回转架[13]组成的马氏机构，完成VCL转入的动作。电机[6]第二次启动(反转)，回转臂[3]下降到装胎设定高度停止，抓爪装置动作完成装胎程序。

(3)装胎后电机[6]第三次启动(正转)，回转臂[3]上升到转入停止位后完成转出动作。

(4) 电机[6]第四次启动(反转)，回转臂[3]下降到设定的抓胎位置(起始位置)停止，等待下一次装胎动作。

3.结论

轮胎工业的飞速发展，轮胎市场的竞争日益激烈，轮胎生产厂家为了能提高自家轮胎的竞争力，这便要求轮胎生产设备能相应发展改进，以满足高精度轮胎的生产。通过轮胎厂家的实际使用，这种新型抓胎装置能减少生胎在装胎过程中与中心机构中心的同轴度误差，从而在硫化前就提高了轮胎的精度。旋转编码器在该装置中的运用，通过PLC来控制抓胎高度，这本身就是一种全新的设计，这给触摸屏在硫化机上的应用又新添一笔。

但是就目前而言，这种装置的生产成本远高于传统气缸式抓胎装置，原因主要是：滚珠丝杆的造价远高于气缸的造价。所以采用这种装置的硫化机目前国内还没有，但国外的住友/邓禄普等一些轮胎厂家已开始使用这种装置的硫化机来生产各种规格、高精度M/C轮胎。

如何降低成本，又能达到生产要求，这是技术人员的一大课题，也是各硫化机供应商积极探讨的问题之一。

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[5]戴建.摩托车轮胎生产现状和发展[J].轮胎工业.1996，16：363-365.

A New Vertical Chuck Loader For Tire Curing Press

Li rong (School of science Guizhou University For Nationalities, Guizhou Guiyang,550025)

Combined the practical condition of production, designed a new type Vertical Chuck Loader for the Tire Curing Press, which used on the M/C Tier’s Press for special purpose.And in order to improvement the precision and quality.

TQ330.4+7

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.20.062

李荣(1980-),女,贵州,贵阳,硕士生,主要从事外胎定型硫化机的技术设计。

M/C轮胎;轮胎定型硫化机;抓胎装置;滚珠丝杆总成;旋转编码器

M/C Tire；Tire Curing Press；Vertical Chuck Loader Ass’y；Ball Screw Ass’y；Rotary Encoder