密煉機膠料秤自動化稱量及投料縮時改造

曲學(xué)新，王兵，李曉明，馬志國，劉志明

(固鉑成山（山東）輪胎有限公司，山東 榮成 264300)

密煉機膠料秤自動化稱量及投料縮時改造

曲學(xué)新，王兵，李曉明，馬志國，劉志明

(固鉑成山（山東）輪胎有限公司，山東 榮成 264300)

通過對密煉機膠料秤供膠機結(jié)構(gòu)改造加上程序上改寫，實現(xiàn)膠片稱量自動化，同時改變稱膠形式，減少密煉機投料時間，達(dá)到降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率目的。

密煉機膠料稱；稱量自動化；投料時間

膠片加硫是輪胎制造一道重要工序，加硫工序起始階段為膠片稱量與密煉機投料。目前,現(xiàn)有的密煉機膠片稱量工序自動化程度不高，操作人員勞動強度高，整個稱量工序需要2名操作人員完成。另外，依靠老式稱膠形式稱膠時，膠片堆疊在膠料秤上的寬度大于密煉機投料口設(shè)計寬度，膠片在進入投料口時受到阻力，造成投膠時間過長，整個加硫工序時間延長，抑制設(shè)備生產(chǎn)效率。為此，針對本公司實際情況制作可行性報告，以供同行業(yè)參考。

1 改造前密煉機膠料秤稱量及投料工序狀況

1.1 稱量步驟及存在問題

（1）給供膠機上膠：操作者上膠時需將兩層膠高舉1.8 mm搭在傳送帶上，膠片沉重，而且傳送帶易打滑，上膠極其不便，消耗體力大；

（2）啟動供膠機稱膠：操作者手動啟動供膠機，膠片落入膠稱；

（3）控制膠料秤傳送帶前行:操作者手動啟停膠秤傳送帶前行，膠片堆疊在膠秤上；

（4）手持刀切膠填秤；

（5）添加小藥等待投料。

整個稱膠全為手動執(zhí)行，勞動強度高，需要2名操作人員完成。

1.2 投料工序存在問題

老式供膠形式使得膠秤上膠片堆疊寬度為900± 50 mm，而密煉機投料門設(shè)計尺寸為860 mm，膠片在進入密煉機時容易受到投料門框阻撓，以致延長投料時間。投料門敞開時間過長，造成大量小藥粉塵外泄，污染車間環(huán)境，一定程度上造成原料浪費，且影響產(chǎn)品質(zhì)量。然而，門框?qū)δz片較大的阻力加重膠片投入傳送帶之間的摩擦，增加驅(qū)動電機負(fù)荷，衰減傳送帶、驅(qū)動電機使用壽命（如圖1）。

圖1 老式供膠形式現(xiàn)場圖片

2 改造方案說明

2.1 實現(xiàn)膠片自動化稱量

通過改造供膠機結(jié)構(gòu)，增加機械式旋轉(zhuǎn)切刀，梳理稱膠流程，改寫上輔機程序，實現(xiàn)供膠機與膠料稱信號連接，實現(xiàn)自動化。具體流程：供膠機上膠—按下自動按鈕供膠機自動供膠—膠料秤傳送帶間歇停啟—膠料接近設(shè)定重量時旋轉(zhuǎn)切刀旋轉(zhuǎn)切斷膠—供膠機緩慢供膠同時旋轉(zhuǎn)切刀啟動切膠填秤—膠料達(dá)到設(shè)定重量時停止供膠、切膠—添加小藥—等待投料（自動重復(fù)）。

自動化稱量實現(xiàn)后，僅需1名操作人員進行供膠機上膠及添加小藥，監(jiān)控設(shè)備運行。

2.2 縮小膠片在膠料秤上堆疊寬度

如圖2改變供膠機供膠方位，在膠料秤上安裝膠片縮窄擋板，有效限制膠片堆疊寬度在800±50 mm范圍內(nèi)，小于密煉機投料口寬度，投料流暢。

圖2 安裝膠片縮窄擋板現(xiàn)場照片

2.3 供膠機結(jié)構(gòu)圖

供膠機結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 效果分析

3.1 密煉機投料時間明顯減少

改造前現(xiàn)場調(diào)研，對5種全鋼常用膠料進行投料進膠時間抽樣20次。進行分析：

由圖4、圖5分析得出：投料進膠時間的平均時間約為24.5 s，最小值17 s，最大值32.2 s，波動范圍較大。進膠時間的極差太大，達(dá)到30.62。

改造后，對同樣5個膠料進行投料進膠時間抽樣20次。進行對比分析：

由圖8 P＜0.05，有足夠證據(jù)表明改善后進膠時間顯著減少。

圖3 供膠機結(jié)構(gòu)圖

圖4 投料進膠時間直方圖

圖5 投料進膠時間Xbar-R圖

分析得出：改善后進膠時間平均為10.4 s，較之前的24.5 s有明顯改善

3.2 減輕勞動強度，節(jié)省勞動力

實現(xiàn)自動化后，操作人員勞動強度得到降低，并能夠騰出1名勞動力。

圖6 對比Xbar-R控制圖

圖7 投料進膠時間箱線圖

圖8 單因子方差分析：進膠時間與階段

4 效益分析（以單機臺計算）

4.1 計算通過減少投料時間創(chuàng)造效益

4.1.1 設(shè)備效率提升，產(chǎn)能提高

改造前：班產(chǎn)200車/8 h，單車用時144 s/車；

改造后：進膠時間節(jié)省14 s，改造后可達(dá)到班產(chǎn)220車。

單班增加產(chǎn)量：4 t膠(20車×200 kg（平均每車200 kg）)

年增產(chǎn)： 2 880 t膠 （4 t×3班×240天）

4.1.2 軟收益

可節(jié)約產(chǎn)能提高時新設(shè)備購置費35萬元，年收益=（Max（效率提升-1 , 0)×月度設(shè)備折舊＋設(shè)備總價值×月度貸款利率）×12個月=（（144/130-1）×35萬 元 /16年 /12月 +35萬 元 ×0.5%）×12個 月=2.3萬元。

4.2 人工開銷節(jié)省

單班可節(jié)省操作人員1名，每日3班，年生產(chǎn)天數(shù)340天，可節(jié)省人工開銷12.24萬元（120元×3班×340天）。

Time-lapse upgrading of automatic weighing scales and feeding of mixer

Time-lapse upgrading of automatic weighing scales and feeding of mixer

Qu Xuexin, Wang Bing, Li Xiaoming, Ma Zhiguo, Liu Zhiming
(Cooper Chengshan (Shandong) Tyre Co., Ltd., Rongcheng 264300, Shandong, China)

In this paper, we upgrade the structure of rubber scale and feeding machine, and rewrite the program, to achieve automatic weighing of rubber sheet. While we change the weighing mode, reduce feeding time of internal mixer, to achieve lower labor intensity and higher production efficiency.

internal mixer scale; weighing automation; feeding time

TQ330.43

1009-797X(2015)15-0030-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.15.008

曲學(xué)新（1962-），男，高級工程師，畢業(yè)于青島化工學(xué)院橡膠機械專業(yè)，2003年獲得國家科技進步三等獎一項，現(xiàn)主要從事輪胎制造設(shè)備管理工作。

2014-09-01