一种胎胚水平放置式自动卸胎装置

王宏志，付澜

(中国航空制造技术研究院，北京 100024)

0 研制背景

随着轮胎工业尤其是地面轮胎工业的快速发展，轮胎成型设备的自动化程度越来越高，无人操作的全自动轮胎成型机成为发展趋势。卸胎装置作为轮胎成型机的重要组成部分，其自动化程度的要求也越来越高。

目前的卸胎装置基本采用前卸胎方式，即将轮胎胎胚移至轮胎成型机主机前侧的四工位小车上，这种卸胎方式存在以下缺点：

（1）由于轮胎胎胚竖直放置或储存，胎圈容易发生变形，影响轮胎良品率。

（2）因其在主机前卸胎，整个成型机设备占地面积较大，且影响轮胎成型机主机前侧工装或人的通行。

（3）需要工人将四工位小车运送至硫化车间或储存车间，浪费人力，工人劳动轻度大，工作效率低，影响后续工序的自动化实现。

针对目前存在的问题，对卸胎装置提出了以下新的要求：

（1）将轮胎胎胚水平放置，避免竖直放置对轮胎胎胚造成的变形。

（2）减小整个成型机占地面积，使整个设备更加紧凑。

（3）提高卸胎装置的自动化水平，避免人工干预；

依据以上要求，研制开发了一种水平放置式全自动卸胎装置。

1 自动卸胎装置的结构

新研制的全自动卸胎装置采用后卸胎方式，即将轮胎胎胚移至轮胎成型机主机后侧。该卸胎装置包括三部分结构，即龙门架结构，卸胎支撑辊结构与胎胚水平翻转结构，如图1所示。龙门架结构为卸胎支撑辊结构提供支撑及移动轨道；卸胎支撑辊结构用于将轮胎胎胚移出轮胎成型鼓上移出主机，并将轮胎胎胚横向摆转90°；胎胚水平翻转结构用于将轮胎胎胚从竖直放置状态翻转至水平放置状态，并使轮胎胎胚定中心，为后续胎胚的自动化夹持搬运输送提供接口。

1.1 龙门架结构

全自动卸胎装置为后卸胎方式，输送距离较远，且卸胎频率较高，因此该卸胎装置采用稳定性较好的长距离龙门式结构。为便于包装运输，安装及调整，横梁采用分段式结构。横梁上表面及侧表面安装有导轨滑块，为该卸胎装置的卸胎支撑辊结构提供动力支撑及移动轨道，防止倾覆，减小震动。

1.2 卸胎支撑辊结构

卸胎支撑辊结构用于将轮胎胎胚移出成型机，并将轮胎胎胚横向摆转90°，卸胎支撑辊结构包含横向移动滑架，纵向移动滑架及卸胎支撑辊摆转架，如图2所示。横向移动滑架通过滑块安装在横梁上，通过动力装置沿导轨横向移动，以便将轮胎胎胚移出轮胎成型机；纵向移动架通过直线导轨安装在横向滑架上，通过气缸驱动相对横向移动滑架上下移动，以便实现轮胎胎胚的不同高低位置；卸胎支撑辊摆转架通过铰接轴与纵向移动滑架的侧面铰接，摆转气缸铰接在纵向滑架底部，摆转气缸气缸杆与卸胎支撑辊摆转架铰接，摆转气缸驱动卸胎支撑辊横向摆转90°，以实现轮胎胎胚的横向摆转。

横向移动滑架都采用电机减速器——链轮链条进行动力传动。链条铺设在横梁上方，电机减速器安装在横向移动滑架上，主动链轮安装在减速器输出轴上，两组从动小链轮安装在横向移动滑架上，增大主动链轮包角，如图3所示，该结构的传动方式类似于齿轮齿条的传动方式，但采用链轮链条的传动方式结构简单，极大的降低了成本，且方便安装调整。

1.3 水平翻转结构

轮胎胎胚的水平翻转结构，用于将轮胎胎胚从竖直状态自动翻转至水平状态，方便后续夹取装置将轮胎胎胚放置在水平胎胚小车或水平输送线上。其包含底座，翻转架，承接胎坯的弧形兜结构以及两个翻转气缸，如图4所示。

底座由四个支腿，横梁，底座安装板焊接而成，后端两个支腿安装有弹性缓冲结构，用于缓冲翻转架翻转至水平状态时的冲击，前端两个支腿安装有轴承铰接座。

翻转架两侧通过耳座安装与底座支腿上的轴承铰接座连接。翻转架为一圆形托盘结构，托盘中心呈中空状态，且从边缘呈锥形向内凹，在摆转至水平状态时，便于轮胎胎胚的稳定放置。

弧形兜结构用于承接轮胎胎坯，两端分别通过螺杆与支座固定在翻转架上。通过手轮旋转螺杆，调节弧形兜的上下位置以适应不同规格轮胎胎胚尺寸，保证轮胎胎胚的中心与翻转架的中心重合，便于后续轮胎胎胚的定心夹取。

两个翻转气缸尾部分别通过一铰接座与安装在底座上的可调支座铰接，气缸杆杆分别通过关节轴承与翻转架上的耳座铰接。

2 自动卸胎装置工作过程

全自动卸胎装置的具体卸胎工作过程如下：第一步：取胎就位，如图5所示。

对于一种轮胎规格尺寸，在自动卸胎之前，通过手轮转动调整螺杆，调整承接胎胚的弧形兜结构的上下位置，适应不同规格尺寸轮胎，每种规格轮胎只需按照刻度尺指示调整一次。

卸胎支撑辊结构将放置轮胎胎胚，轮胎胎胚呈竖直状态，卸胎支撑辊将轮胎胎胚向上提升至放胎位置。

同时轮胎胎胚自动水平翻转装置通过翻转气缸驱动使翻转架处于立式状态，且翻转架托盘与竖直面成微小角度，防止轮胎胎胚倾斜出弧形兜结构。

第二步：放置胎胚如图6所示。

卸胎支撑辊结构将轮胎胎胚横向移动至水平翻转结构的上方，卸胎支撑辊结构横向摆转90°，使轮胎胎胚的中心与自动水平翻转装置翻转架的中心在同一平面，卸胎支撑辊下落将轮胎胎胚放置在水平翻转结构承接胎胚的弧形兜内。

第三步：水平翻转，如图7所示。

卸胎支撑辊结构横向移动返回取胎位置，同时卸胎支撑辊横向摆转90°至接胎位置。

自动水平翻转装置由翻转气缸驱动翻转架由立式位置翻转至水平位置。轮胎胎胚固定在向内呈凹型的圆形托盘内，保证轮胎胎胚与翻转架托盘中心对齐。

最后进行轮胎胎胚的夹持及输送。

3 自动卸胎装置的优点

该全自动卸胎装置具有以下优点：

（1）实现了轮胎胎胚的水平放置，避免了胎胚竖直放置时胎圈变形。为后续自动化输送线提供了接口，便于从成型到硫化全过程自动化。

（2）自动卸胎装置，无人工干预，避免了人工卸胎过程中的碰撞，降低了工人的劳动强度，提高了轮胎胎胚的良品率。

（3）后卸胎方式是整个成型机设备更加紧凑，减小了轮胎成型机的占地面积。

4 结论

水平翻转式自动卸胎装置结构简单，成本低，自动化水平高，避免了人工干预，降低了工人劳动强度，实现了胎胚从竖直状态到水平状态的翻转，提高了轮胎良品率，为后续轮胎胎胚的自动夹持与搬运创造了条件。