一種垂直向上翻轉(zhuǎn)式卸胎裝置

王宏志，鄧杰

（北京貝特里戴瑞科技發(fā)展有限公司，北京 100024）

一種垂直向上翻轉(zhuǎn)式卸胎裝置

王宏志，鄧杰

（北京貝特里戴瑞科技發(fā)展有限公司，北京 100024）

主要對一種垂直翻轉(zhuǎn)式卸胎機構(gòu)的工作原理和機械結(jié)構(gòu)進行了介紹分析，此翻轉(zhuǎn)式卸胎機構(gòu)通過平移機構(gòu)在其底座上的移動和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)使其垂直地面向上翻轉(zhuǎn)90°，滿足了輪胎胎坯從豎直位置翻轉(zhuǎn)至水平位置的功能要求，為后續(xù)輪胎的自動抓取，及自動化物流倉儲做好了技術(shù)準(zhǔn)備。此卸胎機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，自動化程度高，減輕了勞動強度，能提高工作效率。

垂直翻轉(zhuǎn)；卸胎機構(gòu)；平移機構(gòu)；翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

隨著輪胎成型效率的提高，對卸胎機構(gòu)的作業(yè)效率及平穩(wěn)性也提出了更高的要求[1]，以前基本上都是采用借助吊車專用工具直立式人工操作卸胎作業(yè)，不僅人工勞動強度大，存在一定的不安全因素，而且胎胚很容易粘上雜物，給產(chǎn)品質(zhì)量埋下隱患[2]；現(xiàn)在的卸胎機構(gòu)在自動化方面取得了較快的發(fā)展，且出現(xiàn)了不同方式的卸胎機構(gòu)，如龍門式，直立式，水平擺轉(zhuǎn)式等。本卸胎裝置根據(jù)印度Jk公司對卸胎的功能要求，不適宜采用以前的卸胎機構(gòu)，從而設(shè)計出一種新的垂直翻轉(zhuǎn)式卸胎機構(gòu)，以便滿足其后續(xù)輪胎的自動抓取，以及輪胎胎坯物流輸送及倉儲要求。目前雖然市場上存在翻轉(zhuǎn)式卸胎機構(gòu)，但其機構(gòu)復(fù)雜，成本高，且操作相對復(fù)雜。本翻轉(zhuǎn)式卸胎機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，自動化程度高，減輕了勞動強度，保證了卸胎安全，提高卸胎效率。

1　卸胎機構(gòu)原理

1.1功能要求

此卸胎機構(gòu)可在其底座上移動，卸胎機構(gòu)從卸胎位置移至取胎位置，帶束層傳遞環(huán)將輪胎胎坯豎直放置在卸胎機構(gòu)上，然后卸胎機構(gòu)返回卸胎位置，將輪胎胎坯從豎直位置翻轉(zhuǎn)至水平位置。從而與下步工序的抓取機構(gòu)相銜接，將輪胎胎坯取走。

1.2卸胎機構(gòu)的基本技術(shù)參數(shù)

成型機胎圈子口直徑 17～24.5"

可卸最大胎坯內(nèi)直徑 610 mm

可卸最小胎坯內(nèi)直徑 428 mm

可卸最大胎坯的質(zhì)量 80 kg

2　卸胎機構(gòu)方案設(shè)計

本卸胎機構(gòu)，為保證其運行平穩(wěn)，并能承受一定的傾覆力矩，其平移運動采用電機減速器作為動力源，同步帶輪與同步帶作為傳動介質(zhì)，導(dǎo)軌滑塊作為執(zhí)行元件的傳動方案。其翻轉(zhuǎn)運動，只有豎直與水平兩個位置，采用汽缸驅(qū)動，氣缸桿的伸縮驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動，卸胎支架隨翻轉(zhuǎn)軸一起翻轉(zhuǎn)。此卸胎結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)簡單，且能達到功能要求，便于操作、調(diào)整與維護。

3　卸胎裝置

3.1卸胎裝置整機機構(gòu)

本卸胎裝置是一種翻轉(zhuǎn)式輪胎胎坯卸胎機構(gòu)，包括：底座、平移機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、卸胎輥支架、調(diào)整機構(gòu)及安全防護裝置。平移機構(gòu)固定于底座上的導(dǎo)軌滑塊上，通過同步帶輪傳動使其在底座上移動。翻轉(zhuǎn)機構(gòu)固定在平移機構(gòu)上隨平移機構(gòu)一起運動，翻轉(zhuǎn)汽缸一端與固定在平移機構(gòu)上的雙耳環(huán)支座鉸接，另一端與固定在轉(zhuǎn)軸上的耳軸鉸接，翻轉(zhuǎn)軸支撐在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的支架上的帶座軸承內(nèi)。翻轉(zhuǎn)機構(gòu)通過翻轉(zhuǎn)汽缸使卸胎輥支架繞其轉(zhuǎn)動軸翻轉(zhuǎn)90°，即由豎直位置翻轉(zhuǎn)至水平位置。調(diào)整機構(gòu)固定在翻轉(zhuǎn)軸上，卸胎輥支架固定在調(diào)整機構(gòu)上調(diào)整導(dǎo)軌上，通過調(diào)整卸胎輥機構(gòu)在調(diào)整機構(gòu)的安裝位置以適應(yīng)不同規(guī)格的輪胎。本卸胎機構(gòu)通過平移、翻轉(zhuǎn)等動作實現(xiàn)了自動卸胎。如圖1（a）所示為本卸胎機構(gòu)的三維模型，圖1（b）為本卸胎機構(gòu)的主視圖。

圖1 卸胎機構(gòu)

3.2卸胎輥支架

卸胎輥支架有兩種方案，一是固定式卸胎輥支架，如圖2（a），卸胎輥固定在支架上，只是各卸胎輥繞其自身的軸進行旋轉(zhuǎn)，二是擺轉(zhuǎn)式卸胎輥支架，如圖2（b）卸胎輥不僅可以繞其自身的軸進行旋轉(zhuǎn)，而且卸胎輥還可以在支架上進行擺轉(zhuǎn)。因為本卸胎機構(gòu)對于不同規(guī)格的輪胎有調(diào)整機構(gòu)，另外為了減小帶束層傳遞環(huán)將輪胎胎坯放置在卸胎輥上時的下降距離，以減小沖擊，本卸胎機構(gòu)的卸胎輥支架采用固定式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單，沖擊小。

圖2 卸胎輥支架

3.3調(diào)整結(jié)構(gòu)

調(diào)整機構(gòu)固定在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上，分別與轉(zhuǎn)軸——方鋼的兩個表面相固定，增強其穩(wěn)定性。卸胎輥支架固定在調(diào)整機構(gòu)上，對于不同規(guī)格的輪胎，其輪胎胎坯的內(nèi)直徑是不同的，所以對于不同規(guī)格的輪胎，卸胎輥支架的安裝高度應(yīng)該不同，即卸胎輥支架的在調(diào)整機構(gòu)上有不同安裝位置。所以在調(diào)整機構(gòu)的導(dǎo)軌上有兩排互相平行的安裝孔，對于不同規(guī)格的輪胎，以便調(diào)整卸胎輥支架的安裝位置，如圖3所示。

圖3 調(diào)整機構(gòu)

因為其托盤面板直接與輪胎胎坯接觸，根據(jù)輪胎工藝要求，與生胎胎坯接觸的表面不能進行噴漆處理，且應(yīng)防止黏料，所以面板采用表面已經(jīng)進行鍍鋅處理的鋼板，然后與托盤支架焊接在一起。托盤在翻轉(zhuǎn)至水平位置時，能夠使胎坯較平穩(wěn)的放置在其表面上，以便抓取機構(gòu)的抓取，所以托盤支架采用方鋼管縱橫交叉焊接而成，增強其剛性。

3.4翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計是基于此卸胎機構(gòu)的功能要求，即需要將輪胎胎坯從豎直位置翻轉(zhuǎn)至水平位置，其翻轉(zhuǎn)原理如圖4所示，結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。翻轉(zhuǎn)汽缸一端與固定在平移機構(gòu)上的雙耳環(huán)支座鉸接，另一端與固定在轉(zhuǎn)軸上的耳軸支座鉸接。汽缸桿的伸縮驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動。從而帶動卸胎輥支架，調(diào)整機構(gòu)從豎直位置翻轉(zhuǎn)至水平位置。從整體結(jié)構(gòu)圖1中可以看出，因為卸胎輥支架要移至取胎位，即帶束層傳遞環(huán)的中心位置，所以翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的支架是一懸臂梁結(jié)構(gòu)形式。為增強其穩(wěn)定性，翻轉(zhuǎn)支架與平移機構(gòu)有三個固定面，比只有兩個固定面的結(jié)構(gòu)其穩(wěn)定性及剛性要增強很多。另外翻轉(zhuǎn)支架——懸臂梁結(jié)構(gòu)同時受到彎矩的作用，為增強翻轉(zhuǎn)支架的剛性，收小其開口，在開口處增加加強筋及腹板。

圖4　翻轉(zhuǎn)原理圖

圖5　翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

3.5底座與平移機構(gòu)

本卸胎機構(gòu)的平移機構(gòu)能夠在底座上平穩(wěn)的移動，采用導(dǎo)軌滑塊，一方面導(dǎo)軌滑塊運行比較平穩(wěn)，另一方面導(dǎo)軌滑塊不僅能承載壓力載荷，而且能承載一定的彎矩載荷。如前所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的支架是一懸臂梁式結(jié)構(gòu)，受到彎矩的作用，從而使導(dǎo)軌滑塊不僅承受壓力，同時也承載著彎矩的作用。平移機構(gòu)上安裝有電機減速器，其輸出軸帶動齒形同步帶輪旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動平移機構(gòu)沿著其導(dǎo)軌方向，在齒形同步帶上移動，同步帶兩端固定在底座的兩端，且同步帶有張緊輪裝置，以便齒形同步帶張緊傳遞電機減速器的轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

圖6　底座與平移機構(gòu)

4　安全防護控制裝置

（1）為防止灰塵，膠料或其他物質(zhì)落入損壞汽缸及電機減速器，為其加蓋防護罩。

（2）為防止平移機構(gòu)滑塊移出底座導(dǎo)軌，在底座上安裝機械死擋。

（3）為防止平移機構(gòu)在移動過程中出現(xiàn)危險，安裝邊緣開關(guān)和警示燈。

（4）為便于汽缸控制，檢測翻轉(zhuǎn)機構(gòu)所處狀態(tài)，汽缸上安裝有磁性開關(guān)。

（5）為便于檢測平移機構(gòu)所處位置，在底座上安裝接近開關(guān)。

（6）為便于檢查胎內(nèi)是否有氣泡，安裝有照明燈。

（7）為便于檢測托盤上是否有輪胎胎坯，安裝有電容式感應(yīng)開關(guān)。

5　卸胎結(jié)構(gòu)的工作過程

首先平移機構(gòu)在底座上平移，從卸胎位移至設(shè)定位置取胎位——帶束層傳遞環(huán)的中心位置；接著帶束層傳遞環(huán)在床身上平移，從常駐位將輪胎胎坯移至設(shè)定位置——卸胎機構(gòu)卸胎輥支架的中心位，夾持塊釋放將輪胎胎坯放置在卸胎輥支架上，帶束層傳遞環(huán)再返回至常駐位，平移機構(gòu)返回至卸胎位；然后通過翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，將卸胎翻轉(zhuǎn)機構(gòu)從豎直方向翻轉(zhuǎn)至水平方向，再由下步工序的抓取機構(gòu)將輪胎胎坯抓取走，從而完成整個自動化卸胎過程。

6　結(jié)束語

本翻轉(zhuǎn)式卸胎機構(gòu)滿足了JK公司對卸胎機構(gòu)的卸胎功能要求。

（1） 采用導(dǎo)軌滑塊機構(gòu)，汽缸翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，機構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)；

（2） 通過調(diào)整卸胎輥支架的安裝位置，以適應(yīng)不同規(guī)格的輪胎胎坯；

（3）安裝有機械死擋，安全開關(guān)，并安裝有警示燈，以保證安全；

（4）此卸胎機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制。

本垂直翻轉(zhuǎn)式卸胎機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，自動化程度高，減輕了勞動強度，保證了卸胎安全，提高卸胎效率。相對于以前的卸胎機構(gòu)降低了設(shè)備的成本，提高設(shè)備的性能，以更好的滿足市場的需求。

（R-03）

“十二五”期間我國聚丁二烯橡膠裝置建設(shè)概況

“十二五”期間，我國聚丁二烯橡膠新建和擴建裝置有：山東玉皇化工有限公司16.0萬t/年，福建福橡化工公司5.0萬t/年，新疆天利高新股份有限公司5.0萬t/年，山東萬達集團股份有限公司3.0萬t/年，中石化巴陵石化公司1.5萬噸/年，山東華懋新材料有限責(zé)任公司10.0萬t/年，中國石油大慶石油化工公司8.0萬t/年，中國石化茂名石油化工公司10.0萬t/年，揚子石化金浦橡膠有限公司10.0萬t/年，浙江傳化合成材料有限公司10.0萬t/年，山東淄博齊翔滕達化工股份有限公司5.0萬t/年以及中國石油四川石化責(zé)任有限公司15.0萬t/年生產(chǎn)裝置。

燕豐 供稿

（R-01）

“十二五”期間我國聚異戊二烯橡膠裝置建設(shè)概況

“十二五”期間，我國聚異戊二烯橡膠新建和擴建裝置有：魯華泓錦化工（茂名）股份有限公司1.5萬t/年，魯華泓錦化工（淄博）股份有限公司5.0萬t/年，青島伊科思新材料股份有限公司3.0萬t/年，撫順伊科思新材料股份有限公司4.0萬t/年，濮陽林氏化學(xué)新材料股份有限公司0.5萬t/年，中國石化北京燕山石油化工公司3.0萬t/年，山東神馳石化有限公司3.0萬t/年，寧波金海晨光化工有限公司3.0萬t/年，獨山子天利實業(yè)總公司3.0萬噸/年以及青島第派新材有限公司1.5萬t/年生產(chǎn)裝置。

燕豐 供稿

（R-01）

A Vertical Flip-up Tire Unloader mechanism

A vertical turning tire unloader mechanism

Wang Hongzhi,Deng Jie
(Beijing BAMTRI Dairui Technology Development Co.,Ltd, Beijing 100024)

This paper analyzed working principle and mechanical structure for vertical turning tire unloader mechanism. This tire unloader mechanism has simple structure, high degree of automation,and could reduce the labor intensity and improve the work effi ciency.

vertical turing; tire unloader mechanism; transmission mechanism; turing mechanism

TQ330.66

1009-797X(2016)11-0033-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.11.010

王宏志（1980-），男，碩士，北京科技大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)，主要從事輪胎成型機設(shè)計開發(fā)工作，工作單位北京航空制造工程研究所北京貝特里戴瑞科技發(fā)展有限公司。

2015-09-22