創(chuàng)新式三工位鋼絲圈包布機(jī)的研究與設(shè)計

石峰，劉淵

(貴州輪胎股份有限公司，貴州 貴陽 550008)

本文提供了一種新的技術(shù)思路——三工位鋼絲圈包布機(jī)，通過改進(jìn)三臺鋼絲圈包布機(jī)的結(jié)構(gòu)及布局以實現(xiàn)鋼絲圈包布機(jī)的集成化設(shè)置，設(shè)備整體占用的工廠空間較小且可單人操控，顯著提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)人力成本。

1 三工位鋼絲圈包布機(jī)

圖1為三工位鋼絲圈包布機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，其包含了三個子包布機(jī)：子包布機(jī)A、子包布機(jī)B、子包布機(jī)C，在子包布機(jī)上都設(shè)置了纏繞裝置、上料裝置、升降機(jī)構(gòu)，三個子包布機(jī)并列設(shè)置在底座上；子包布機(jī)的升降機(jī)構(gòu)是可以往復(fù)移動的，設(shè)置在支架上；子包布機(jī)各自的后方都設(shè)置第一固定板、第二固定板；其中，第一固定板的一側(cè)設(shè)置若干第一滾輪、另一側(cè)設(shè)置驅(qū)動機(jī)構(gòu)；在第二固定板一側(cè)的上部位置設(shè)有若干第二滾輪、下部位置設(shè)有料卷。此外，底座分為兩個部分，一部分用于安置子包布機(jī)A、子包布機(jī)B、子包布機(jī)C，另一部分用于設(shè)置第一固定板及第二固定板；解釋說明，本文中的上料裝置用于將料卷上的膠條輸送至纏繞裝置指定位置處，料卷是指由長條的膠條纏繞至料軸上構(gòu)成一大卷膠條的總稱；升降機(jī)構(gòu)可以是金屬板，用于固定鋼絲圈并將待纏繞膠條的鋼絲圈輸送至纏繞裝置開口處；纏繞裝置用于將料卷上的膠條纏繞至鋼絲圈上。

圖1 三工位鋼絲圈包布機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖

在本文中料卷上的膠條在驅(qū)動機(jī)構(gòu)（例如：伺服電機(jī)）的作用下先通過設(shè)置在第二固定板一側(cè)上的若干第二滾輪，再通過第二固定板設(shè)置的開口結(jié)構(gòu)，最后通過第一固定板的一側(cè)設(shè)置的若干第一滾輪輸送至上料裝置，再通過上料裝置將膠條輸送至纏繞裝置的開口處，當(dāng)升降機(jī)構(gòu)將帶纏繞的鋼絲圈向下移動至開口處后，膠條與鋼絲圈進(jìn)行螺旋式纏繞。膠條經(jīng)過上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)滾輪作用下可形成一定的張力，且同時通過設(shè)置各滾輪的距離，預(yù)先設(shè)置一定長度的膠條。

此外，本文中的第一固定板、第二固定板都設(shè)置在底座上。第一固定板與第二固定板相垂直設(shè)置，例如可以是呈T形設(shè)置或者呈L形設(shè)置，具體設(shè)置方式可根據(jù)不同需要進(jìn)行靈活配置。此配置方式，目的在于可以方便的傳送膠條、合理布局滾輪、驅(qū)動機(jī)構(gòu)及其他電氣線路等，以實現(xiàn)集約式布局，減少空間占用面積。

本文章中的三工位鋼絲圈包布機(jī)還包含了布線盒，布線盒在相對應(yīng)的子包布機(jī)處都設(shè)置開口結(jié)構(gòu)。為了提高布線美觀度及便利性，本文中三工位鋼絲圈包布機(jī)中還包含了設(shè)置在三工位鋼絲圈包布機(jī)兩側(cè)的立板，在子包布機(jī)A和子包布機(jī)C外側(cè)的立板上部設(shè)置卡口結(jié)構(gòu)，布線盒可固定設(shè)置在卡口結(jié)構(gòu)上。

此外，在三工位鋼絲圈包布機(jī)中還包含安全防護(hù)機(jī)構(gòu)，且安全防護(hù)機(jī)構(gòu)在相對應(yīng)的子包布機(jī)料卷處都設(shè)置有可打開或關(guān)閉的門。具體來說，安全防護(hù)機(jī)構(gòu)可以是鋼絲網(wǎng)，門是設(shè)置在子包布機(jī)A、子包布機(jī)B、子包布機(jī)C各自的料卷處的可通過合頁實現(xiàn)打開或關(guān)閉的鋼絲門。通過此設(shè)計，設(shè)備操作人員在使用時可以方便的觀察料卷的使用情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)料卷不足時，可以快速打開需要更換料卷的門，更換料卷方便快捷。

為提高空間利用率，本文章中的支架可以設(shè)置為三個門型結(jié)構(gòu)，而且該門型結(jié)構(gòu)可以是一體結(jié)構(gòu)或者是分體結(jié)構(gòu)，將子包布機(jī)A、子包布機(jī)B、子包布機(jī)C分別設(shè)置在門型結(jié)構(gòu)內(nèi)；子包布機(jī)的升降機(jī)構(gòu)都可往復(fù)移動地設(shè)置在各自相對應(yīng)的門型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)立柱上，具體可以是通過滑軌滑塊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，可以在兩側(cè)立柱上設(shè)置滑軌，在升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置滑塊，或者相反情況設(shè)置，即在兩側(cè)立柱上設(shè)置滑塊，在升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置滑軌。

2 子包布機(jī)

圖2為子包布機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。子包布機(jī)中主要包含了儲料輥驅(qū)動裝置、儲料輥、送料裝置、胎圈驅(qū)動裝置、纏繞裝置。子包布機(jī)的具體工作流程如下：系統(tǒng)啟動后，儲料輥驅(qū)動裝置移動靠近儲料輥并與儲料輥相嚙合，送料裝置將膠料條帶輸送至儲料輥上，儲料輥驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)帶動儲料輥旋轉(zhuǎn)纏繞所需膠料條帶長度后停止，胎圈驅(qū)動裝置將欲纏繞膠料條帶的裸胎圈輸送至預(yù)定位置后，通過裁刀切斷膠料條帶，然后纏繞裝置將儲料輥上的膠料條帶纏繞至裸胎圈上。其中，胎圈驅(qū)動裝置上設(shè)置電磁鐵，通過控制電磁鐵的通電或斷電進(jìn)而實現(xiàn)固定或釋放裸胎圈。

圖2 子包布機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

具體來說，儲料輥是設(shè)置在纏繞裝置一側(cè)的儲料輥安裝板上，且是靠近開口結(jié)構(gòu)設(shè)置。纏繞裝置上設(shè)置第一驅(qū)動器，用于驅(qū)動纏繞裝置旋轉(zhuǎn)。搭料板用于承接裸胎圈及膠料條帶，裁刀用于裁斷膠料條帶。此外，前面提到的搭料板設(shè)置了缺口結(jié)構(gòu)，裁刀與缺口結(jié)構(gòu)相對應(yīng)設(shè)置。當(dāng)儲料輥驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)帶動儲料輥旋轉(zhuǎn)纏繞所需膠料條帶長度后停止，裁刀可通過缺口結(jié)構(gòu)將置于搭料板上的膠料條帶裁斷。

可以在前述搭料板的表面上設(shè)置一定厚度的且摩擦力較強的彈性件，或者在搭料板上設(shè)置裸胎圈收納結(jié)構(gòu)，裸胎圈收納結(jié)構(gòu)內(nèi)表面設(shè)置彈性件。其中，裸胎圈收納結(jié)構(gòu)可以是設(shè)置在搭料板上的凹槽結(jié)構(gòu)或者是在搭料板上設(shè)置的突出結(jié)構(gòu)并在該突出結(jié)構(gòu)上設(shè)置凹槽結(jié)構(gòu)?？偠灾?，彈性件可以是硅膠或其他具有同等技術(shù)效果的彈性物體，目的在于確保裸胎圈下壓膠料條帶時，由于彈性件受力發(fā)生形變，可以實現(xiàn)膠料條帶更好的包覆于裸胎圈上。選擇摩擦力大或者設(shè)置裸胎圈收納結(jié)構(gòu)目的在于防止裸胎圈移動，便于膠料條帶包覆裸胎圈，提高包覆的良率。

搭料板與裸胎圈的圓心至少部分重疊設(shè)置。通過本設(shè)計結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)無論裸胎圈的尺寸大小，在進(jìn)行膠料條帶纏繞時，都可以自裸胎圈中心位置處開始纏繞，以減少因所需纏繞的裸胎圈尺寸不同，頻繁調(diào)節(jié)其他機(jī)構(gòu)以適應(yīng)不同尺寸的裸胎圈，對于生產(chǎn)企業(yè)而言，本文公開的技術(shù)產(chǎn)品使用方便，生產(chǎn)效率更高。

送料裝置包含了滑軌裝置和可與滑軌裝置相對移動的送料器，送料器沿滑軌裝置移動穿過纏繞裝置的開口結(jié)構(gòu)將膠料條帶輸送至儲料輥上。壓料裝置用于固定膠料條帶。第三驅(qū)動器、驅(qū)動器架，第三驅(qū)動器與壓料裝置為一體結(jié)構(gòu)，第三驅(qū)動器可在驅(qū)動器架上下移動，進(jìn)而驅(qū)動壓料裝置的上升或下降，進(jìn)而實現(xiàn)壓料裝置對于膠料條帶的釋放或固定。第四驅(qū)動器與第三驅(qū)動器、壓料裝置、送料器通過驅(qū)動器架設(shè)置為一體結(jié)構(gòu)，可同步移動，因此第四驅(qū)動器可驅(qū)動送料器沿滑軌裝置前后移動，實現(xiàn)送料器送料動作。此外，送料器還可以包含了送料桿，送料桿設(shè)置膠料條帶收納槽，送料桿沿滑軌裝置移動穿過纏繞裝置的開口結(jié)構(gòu)將膠料條帶輸送至儲料輥上，用以延長送料器的送料距離，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離送料。

儲料輥包含的外殼設(shè)置一缺口，外殼的一端設(shè)置嚙合結(jié)構(gòu)；外殼內(nèi)部設(shè)置固定裝置，固定裝置與外殼缺口相對應(yīng)設(shè)置。此外，儲料輥驅(qū)動裝置的一端設(shè)置與外殼的嚙合結(jié)構(gòu)相配合的第二嚙合結(jié)構(gòu)，儲料輥驅(qū)動裝置上設(shè)置第二驅(qū)動器，用于驅(qū)動儲料輥驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動與儲料輥驅(qū)動裝置嚙合的儲料輥旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)將膠料條帶纏繞在儲料輥上。

本文章所提及的料頭固定裝置與外殼之間在不工作情況下具有一定的間隙，當(dāng)送料裝置將膠料條帶料頭輸送至外殼缺口時，料頭固定裝置向外殼內(nèi)壁一側(cè)擴(kuò)張，進(jìn)而把條帶料頭緊緊壓制固定在固定裝置與外殼內(nèi)壁之間，然后儲料輥驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)以帶動儲料輥旋轉(zhuǎn)纏繞所需條帶長度，當(dāng)裸胎圈下壓膠料條帶時裁刀裁切定長后的膠料條帶，然后送料裝置移動收回，為下一次送料做準(zhǔn)備；同時纏繞裝置將儲料輥上的定長膠料條帶纏繞至裸胎圈上。

為準(zhǔn)確定位外殼缺口是否回到送料預(yù)定位置，外殼上還可以設(shè)置一反光元件，如反光紙。相應(yīng)的，在本文子包布機(jī)中選定一個固定位置，例如在纏繞裝置的固定架上設(shè)置一個光檢測元件，例如光傳感器等，當(dāng)檢測到外殼缺口已回到送料預(yù)定位置，送料裝置才開始送料，進(jìn)行后續(xù)動作。

此外，本文中嚙合結(jié)構(gòu)的主要目的在于可與儲料輥驅(qū)動裝置一端的嚙合結(jié)構(gòu)相嚙合，進(jìn)而由儲料輥驅(qū)動裝置帶動儲料輥旋轉(zhuǎn)纏繞所需膠料條帶。嚙合結(jié)構(gòu)具體根據(jù)儲料輥驅(qū)動裝置一端的嚙合結(jié)構(gòu)而定，可以是鋸齒結(jié)構(gòu)或者是公頭式嚙合結(jié)構(gòu)或者是母頭式嚙合結(jié)構(gòu)等。

3 結(jié)語

本文中介紹的三工位鋼絲圈包布機(jī)，主要是通過改進(jìn)三臺鋼絲圈包布機(jī)的結(jié)構(gòu)及布局，以實現(xiàn)鋼絲圈包布機(jī)的集成化設(shè)置，改進(jìn)后的設(shè)備整體所占用的工廠空間較小。此外，由于本文中是將三臺鋼絲圈包布機(jī)一體化、集成化設(shè)計，所以該設(shè)備可以在單個操作員的情況下即可以同時操控三臺鋼絲圈包布機(jī)工作，顯著提高生產(chǎn)效率，同時降低人力成本等。本文所介紹的三工位鋼絲圈包布機(jī)滿足了輪胎企業(yè)自動化生產(chǎn)的需求，產(chǎn)品的應(yīng)用前景十分廣泛。