PCR成型机冠带条导开防黏连改造及效果分析

孙明武，崔伟光，翟吉宝，孙金银，陈浩，王玉国

(山东万达宝通轮胎有限公司，山东 东营 257500)

1 冠带条导开改造的原因及现状

冠带条生产流程为：检验合格的小料和橡胶原材料根据不同性能的配方标准,经过自动配料和人工配料，然后在密炼机内进行混炼,生产出轮胎不同部位的胶片；胶片按照不同的指标要求进行检验，检验合格的胶片从密炼车间进入半成品车间，同时纤维帘线检验合格由仓库领入半成品车间，通过四辊压延机把胶料按照一定的张力和胶片厚度要求，把胶料渗入到纤维帘线中，形成轮胎所需的纤维帘布，纤维帘布经过裁断车间的分裁设备，将帘布分割成冠带条，冠带条通过二十工位设备卷成料卷半部件，从裁断车间进入成型车间，成型车间由成型机按照生产工艺条件将裁断车间生产的冠带条半部件贴合生产出不同规格尺寸的轮胎雏形—胎胚。

冠带条在裁断车间生产过程中因为设备张力原因，冠带条缠绕过程会出现黏连接头等现象，当有黏连的冠带条进入成型车间，冠带条料卷导开时，就会因为冠带条黏连造成冠带条绷断，不仅对冠带条导开装置造成损坏，冠带条储料架也会因为突然失去作用力而脱出，带来安全隐患；还容易产生大量废料，增加原材料成本，增加设备维修费用。

敬业成型机冠带条导开时，由于冠带料辊缠绕过程中出现胶料黏连，在贴合冠带条时造成冠带条张力变大或冠带条拉断，从而导致整卷冠带条报废，容易产生大量废料操作工更换新料卷大约需要8 min左右，严重影响工作效率，按照每月份冠带条总废料统计，黏连造成的废料占冠带条总废料的70%左右。

2 冠带条导开防黏连改造的具体方案

（1）冠带条导向辊加装导轨滑块使其可移动。

（2）导向辊移动加装气缸控制。

（3）气缸增加位置检测磁性开关。

（4）PLC控制程序中增加控制条件。

（5）对导开电机变频器参数进行调整。

改造后运行情况见图1。

3 技改系统方案具体说明

3.1 机械改造内容

设计出适应生产现场要求的冠带条导开张力控制装置。本方案共涉及使用的材料有SSR15导轨滑块一套，DNC-40-50-PPV-A气缸一个，磁性开关一个，导向辊底座一个，将冠带条导开处料辊改造成带压力调节装置的胶料黏连检测装置。检测装置在胶料黏连时，由于黏连后冠带条张力突然增大，当张力超过料辊调节装置压力时，气缸杆被拉出，气缸感应磁性开关被触发，开关信号传回控制CPU模块，PLC控制程序中增加控制条件，控制导开变频器及电机停止运行。在保证原系统性能良好运行的前提下尽量将张力控制装置所用设备的品牌型号统一化，这样保证了此装置在使用过程中便于维护和管理。此套控制装置现场设备改造实施容易，只需在设备自带装置基础上加装气缸及磁性开关检测，无需破坏原设备结构。应用PLC控制技术，管理员通过人机界面和变频器设置面板实现对每套装置的管理和操作。

3.2 变频器控制改造

PowerFlex40变频器控制导开电机，对变频器P40参数重新设定，减小停机斜坡时间，使导开电机快速停止，从而预防因为黏连导致冠带条出现缠辊现象的发生，进而降低废料的产生。

3.3 电气控制系统改造

本系统在控制方面主要将原有冠带条断头PLC控制系统改造为冠带条导开张力极限PLC控制系统，具体描述如下。

3.3.1 原有冠带条断头PLC控制系统描述

本系统控制装置只包含一个冠带断头检测开关，只能检测冠带条用完时对导开电机装置发出停止指令，如果冠带条出现黏连无法进行检测，冠带条导开会一直运行，进而导致冠带条的绷断，冠带断头检测开关才被触发，对导开电机发出停止指令，这个过程中会造成大量的废料，还会对设备造成损坏，影响生产效率。

原PLC控制程序如图2所示。

3.3.2 改造后冠带条导开张力极限PLC控制系统描述

本控制系统通过对冠带导向辊增加张力检测装置，将冠带条导开处料辊改造成带压力调节装置的胶料黏连检测装置。检测装置在胶料黏连时，由于黏连后冠带条张力突然增大，当张力超过料辊调节装置设定压力时，气缸杆被拉出，气缸感应磁性开关被触发，开关信号传回控制CPU模块，PLC控制程序中增加控制条件，控制导开变频器及电机停止运行。从而避免了因为胶料黏连造成的废料，改进了设备的性能，提高了生产效率，降低了维修成本。系统无论在运行还是在停止过程中会随时检测自身设备的运行情况，当发现设备的运行情况偏离我们所设置的状态时会指示并报警，设置会反映到具体的设备和具体的故障原因上。系统可以根据制定的张力参数控制现场冠带条导开工作，防止冠带条黏连对导开电机造成的损坏，这样做可以使冠带条导开装置处于一种平稳的运行状态，保证了导开装置各部件的使用寿命。操作人员可根据报警提示及时的处理黏连的冠带条，这样做大大降低了因系统故障从而影响现场生产效率，也方便了人员的管理。

改造后PLC控制程序如图3所示。

4 实施后的效果

（1）品质提升：有效的避免了冠带条张力突然变大造成胎里不平的产品的产生，提高了产品的合格率。

（2）效率提升：按照每班单台2次的故障频率计算，改造完成后每班可提高产量448条，按照每班5 000条计划可提升效率9%左右。

（3）安全提升：减少操作人员领料和换料次数，减少操作人员的劳动强度。杜绝因黏连造成的料辊损坏和储料架脱出故障，消除了冠带储料架脱出安全隐患。

（4）成本节约：按照每月份冠带条总废料统计，黏连造成的废料占冠带条总废料的70%左右。直接节约冠带条成本70%。

总之，通过这次设备改造，提高了成型机冠带条导开的稳定性，减少了废料，节约了成本，改造效果显著，目前该改造项目已经申报专利，可在行业内大力推广。