半鋼內(nèi)襯層生產(chǎn)線改造

林仕棟，陳觀貴

(廣州市華南橡膠輪胎有限公司，廣東 廣州 511400)

半鋼內(nèi)襯層生產(chǎn)線改造

Transformation of semi-steel inner layer production line

林仕棟，陳觀貴

(廣州市華南橡膠輪胎有限公司，廣東 廣州 511400)

我公司的內(nèi)襯層生產(chǎn)線于1992年投入使用，主要用于生產(chǎn)半鋼內(nèi)襯層，期間除了對生產(chǎn)線的電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造外，整個生產(chǎn)線未進(jìn)行過任何的升級改造，各個部位的結(jié)構(gòu)相對落后，設(shè)備精度和生產(chǎn)效率都越來越滿足不了公司的工藝和生產(chǎn)需求。2013年對內(nèi)襯層生產(chǎn)線的落后結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的升級改造，改造后其設(shè)備精度及生產(chǎn)效率明顯的提升。

CMK值；線速；切膠輥；儲料架；冷卻；浮動輥

1 內(nèi)襯層生產(chǎn)線的現(xiàn)狀

生產(chǎn)線如圖1所示，由四輥壓延主機和輔線組成，其中輔線由六部分組成，分別為接取皮帶、冷卻裝置、表面卷取段、儲料架、儲料架后段皮帶、對中裝置和卷取裝置。

圖1 內(nèi)襯層生產(chǎn)線示意圖

1.1 生產(chǎn)線的工作原理

由四輥壓延主機將膠料壓延成膠片，通過上、下切膠裝置將膠片切開通過貼合輥筒壓合（見圖2），壓合后的膠片經(jīng)過接取皮帶進(jìn)入冷卻裝置，冷卻后的膠片分別經(jīng)過表面卷取段、儲料架、對中裝置，最后卷取裝置收取。

1.2 內(nèi)襯層生產(chǎn)線的設(shè)備能力分析

圖3是2012年1月至2013年3月份內(nèi)襯層寬度CMK值，除了一個月的CMK值達(dá)到工藝要求外，其余月份遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工藝要求的CMK≥1.33，設(shè)備能力指數(shù)不足。同時由于受冷卻裝置和儲料架的影響，整個生產(chǎn)線的線速只能控制在26 m/min以下，生產(chǎn)效率無法滿足生產(chǎn)需求。

1.3 影響生產(chǎn)線設(shè)備能力指數(shù)的因素

在確保生產(chǎn)線各段之間速度匹配的情況下，對生產(chǎn)線各段膠片的寬度測量發(fā)現(xiàn)（見圖4），從壓延主機切膠裝置開始，膠片的寬度波動范圍已經(jīng)超出了工藝標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過冷卻裝置后膠片冷卻收縮，寬度波動略有減少，在經(jīng)過儲料架后膠片寬度波動又增大，之后各段位置膠片寬度波動相對減少。

圖2 壓延主機示意圖

對各段裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，認(rèn)為影響生產(chǎn)線設(shè)備能力指數(shù)的因素主要有如下三個：

（1）壓延四輥切膠方式直接影響到膠片的寬度精度，原切膠方式（見圖2），切膠裝置定好寬度后直接在壓延主輥上將膠片切斷，由于主輥的溫度較高，直接在主輥上切下的高溫膠片容易變形，特別是2號主輥上的膠片，從切斷到貼合輥筒不但距離較大并且還有一個夾角，更加容易造成膠片拉伸變形。

（2）冷卻裝置的冷卻能力不夠，膠片容易超溫，冷卻裝置（如圖5），由于采用超聲波進(jìn)行調(diào)速，膠片在兩組冷卻輥之間是直接從一條冷卻輥跨到另外一條冷卻輥，未能最大化利用冷卻輥的有效冷卻面積。同時冷卻裝置與接取皮帶和表面卷取皮帶之間的跨度大但中間只有一條直徑為150 mm的過渡輥，膠片大部分處于懸空狀態(tài)，這是影響膠片寬度變化的主要因素。

圖3 內(nèi)襯層寬度CMK值圖

圖4 內(nèi)襯層生產(chǎn)線各段CMK圖

圖5 冷卻裝置示意圖

（3）儲料架只有一級儲料功能（如圖6），儲料高度約2 200 mm，每次儲料膠片基本都墜到儲料架的底部，這樣在儲料架后段皮帶重新運轉(zhuǎn)時，由于膠片本身的重力會造成膠片拉伸，對膠片的寬度波動造成一定的影響，同時這也是制約生產(chǎn)線效率的主要因素。

圖6 儲料架示意圖

2 改造方案確定

針對前面三個影響因素，需對生產(chǎn)線的切膠裝置、冷卻裝置和儲料架進(jìn)行改造。

（1）改變切膠方式，將壓延主輥上膠片導(dǎo)出后再切斷，避免直接在壓延主輥上切膠，一方面導(dǎo)出的膠片可以適當(dāng)冷卻降溫，另外可以解決2號主輥上的膠片，從切斷到貼合輥筒距離較大和夾角問題。受現(xiàn)場的空間位置影響和對操作的安全性考慮，確定只對上切膠裝置進(jìn)行改造。

（2）提高冷卻裝置的冷卻效果，增加冷卻輥是最有效的方法，但受現(xiàn)場的位置限制，增加冷卻輥需對冷卻裝置后的部位整體往后移動，工程量和投入都非常大，所以不作考慮。由于每組冷卻輥之間采用超聲波進(jìn)行調(diào)速，每組冷卻輥之間相鄰的兩條冷卻輥的有效冷卻面積只有1/3左右，所以可以對超聲波調(diào)速方式進(jìn)行改造，改變膠片在兩組冷卻輥之間相鄰兩條冷卻輥的繞行方向，增大有效冷卻面積。

（3）改變冷卻裝置與前后各段之間的過渡方式，解決冷卻裝置與接取皮帶和表面卷取皮帶之間膠片處于懸空狀態(tài)的問題。

（4）對儲料方式進(jìn)行改造，解決儲料時膠片下墜距離過大的問題。

圖7 切膠輥筒零件圖

3 改造方案實施

3.1 切膠裝置改造

通過前面的分析，對上切膠裝置進(jìn)行改造，取消原來的上切膠裝置，在2號主輥前方增加一條直徑105 mm中空結(jié)構(gòu)的切膠輥筒（見圖7），將2號主輥上的膠片導(dǎo)出到切膠輥筒上，切膠輥筒通冷卻水進(jìn)行冷卻膠片，切膠輥筒通過變頻電機驅(qū)動，確保輥筒的線速度和2號主輥線速度一致，避免膠片拉伸。

切膠輥筒正前方增加一套切刀裝置，整套切膠裝置如圖8所示，將切膠輥筒上的膠片切開，導(dǎo)入到貼合輥和3號主輥切開的膠片進(jìn)行貼合，改造后壓延主機切膠方式示意圖（如圖9），上層膠片垂直導(dǎo)入貼合輥。

圖8 切膠裝置結(jié)構(gòu)圖

圖9 改造后的切膠方式示意圖

3.2 冷卻裝置調(diào)速方式改造

在兩組冷卻輥之間增加一套浮動輥調(diào)速裝置，如圖10所示，每組冷卻輥之間的速度調(diào)節(jié)方式由超聲波控制方式改造為浮動輥加變送器控制，這樣膠片在每組冷卻輥之間相鄰的兩條冷卻輥的繞行方向就會改變，從而增大了這兩條冷卻輥的有效冷卻面積，冷卻范圍的夾角由原來的115°增大到226°，如圖11所示，按膠片與冷卻輥的接觸面積估算，相當(dāng)于增加了兩條冷卻輥，有效改善冷卻裝置的冷卻效果。

圖10 浮動輥調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)圖

圖11 改造后膠片的繞行方向示意圖

3.3 冷卻裝置與前后各段的過渡方式改造

取消接取皮帶和冷卻裝置之間的過渡輥，同時將接取皮帶和冷卻裝置之間的調(diào)速浮輥往后移動，這樣可以縮短接取皮帶到冷卻裝置之間膠片的跨度；取消冷卻裝置和表面卷取皮帶之間的海綿輥，增加一段過渡皮帶，解決膠片懸空過渡的問題，過渡皮帶由變頻電機驅(qū)動，與冷卻裝置的速度差調(diào)節(jié)采用浮動輥調(diào)速方式，確保兩者間的速度一致，減少膠片的拉伸。改造后過渡方式見圖12。

圖12 冷卻裝置與前后各段的過渡方式示意圖

3.4 儲料架改造

對儲料方式進(jìn)行改造，在原儲料架上再增加一個儲料區(qū)域，利用儲料架上的海綿輥和儲料輥之間的區(qū)域，將該區(qū)域改造為儲料區(qū)域，這樣儲料方式由一級儲料變?yōu)槎墐α希趦α蠀^(qū)域大約離地面1.2 m的地方安裝一個光電開關(guān)，當(dāng)一級儲料膠片擋住光電開關(guān)時，一級儲料停止儲料，同時二級儲料開始儲料，這樣就可以縮短儲料時膠片下墜的距離，減少膠片的拉伸，同時實現(xiàn)二級儲料，膠片儲量增大，解決原來由于膠片儲量不足生產(chǎn)線無法提速的問題。儲料方式見圖13。

圖13 二級儲料方式示意圖

4 生產(chǎn)線改造后的效果

（1）2013年6月份完成生產(chǎn)線的改造，圖14是改造完成后的生產(chǎn)線的設(shè)備能力指數(shù)，基本都達(dá)到了工藝要求，比改造前有了很大的改善，改造的效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

圖14 生產(chǎn)線設(shè)備能力指數(shù)圖

（2）冷卻裝置冷卻效果的提升和實現(xiàn)儲料架二級儲料，對生產(chǎn)線效率提升效果明顯，速度由原來26 m/min提升至30 m/min。

（XS-05）

TQ330.4

：1009-797X(2015)11-0034-04

BDOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.11.005

林仕棟（1978-），男，畢業(yè)于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機械電子工程專業(yè)，現(xiàn)任廣州市華南橡膠輪胎有限公司生產(chǎn)設(shè)備部機械工程師。

2015-02-11