成型機(jī)胎體簾布層傳送帶偏移分析及糾偏方法

王業(yè)飛

(國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心，天津 300304)

影響輪胎成型機(jī)效率的因素很多，而成型機(jī)所有裝置最終均為成型鼓服務(wù)，因此成型鼓的有效工作時(shí)間越高，效率越高。自動(dòng)上料精度高，即成型鼓自動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周即完成上料工序，時(shí)間非常短，而如果自動(dòng)上料誤差大，就需要工序暫停，需人工將料取下，重新調(diào)整，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。因此一般使用糾偏裝置改善上料精度[1]。成型機(jī)簾布層供料架，一般由小車導(dǎo)開、機(jī)械糾偏、后傳送帶裝置、裁切和前傳送帶裝置5大部分組成[2]。糾偏一般分為自動(dòng)糾偏和機(jī)械糾偏兩種方式[3]，自動(dòng)糾偏系統(tǒng)為成熟的配套，常用的有E+L（萊莫爾），BST等[4]；機(jī)械糾偏主要有后傳送帶尾部的定中裝置和傳送帶調(diào)整裝置。本文針對(duì)傳送帶的偏移原因進(jìn)行了分析，利用傳送帶調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)整。

1 傳送帶裝置概況

傳送帶是簾布層的載體，因此傳送帶及裝置的精度直接影響傳輸精度[5]，傳送帶裝置涉及轉(zhuǎn)動(dòng)輥、帶體、加工精度、調(diào)整方法、簾布層自身的精度等多個(gè)因素。目前傳送帶調(diào)整方法主要依靠調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)輥兩端的位置，此調(diào)整結(jié)果是傳送帶相對(duì)傳送帶裝置的固定基準(zhǔn)邊左右游動(dòng)，且經(jīng)傳送帶上鼓后的簾布層偏移較大，不能滿足精度要求。

2 傳送帶偏移原因分析

傳送帶裝置包含兩個(gè)段固定板、轉(zhuǎn)動(dòng)輥若干和傳送帶。簾布層經(jīng)傳送帶傳輸[6]，傳送帶設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)輥上，即影響因素為傳送帶本體、轉(zhuǎn)動(dòng)輥兩個(gè)因素。因此轉(zhuǎn)動(dòng)輥的數(shù)量越多，影響因素越多，調(diào)整越復(fù)雜，本文分析的是4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)輥傳送帶裝置。

2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)輥調(diào)整原理

為了調(diào)整傳送帶，一般轉(zhuǎn)動(dòng)輥兩端X、Y的高度可以上下調(diào)整，如圖1所示，因此輥的狀態(tài)分為三種：①水平、②X高Y低、③X低Y高。

圖1 轉(zhuǎn)動(dòng)輥示意圖

（1）水平狀態(tài)，傳送帶受力分布均勻，不發(fā)生偏移。

（2）X高Y低，如圖2a，傳送帶X段的受力大于Y段，X受力為F1，F(xiàn)1可以分解為F2、F3兩個(gè)分向力，在F3分向力的作用下，傳送帶向X端偏移；

（3）X低Y端，如圖2b，傳送帶Y段的受力大于X段，Y受力為F1，F(xiàn)1可以分解為F2、F3兩個(gè)分向力，在F3分向力的作用下，傳送帶向Y端偏移；即傳送帶向高的一端偏移，因此當(dāng)傳送帶向一段偏移時(shí)，應(yīng)當(dāng)降低對(duì)應(yīng)端的高度，或者提高另一端的高度。

圖2 傳送帶受力分析圖

2.2 傳統(tǒng)的調(diào)整方法

傳統(tǒng)的調(diào)整方法分為兩個(gè)步驟，首先選定和調(diào)整基準(zhǔn)、其次建立判斷標(biāo)準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)一般選擇傳送帶的固定板A，以板A的一個(gè)面為基準(zhǔn)面E。其次建立判斷標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的調(diào)整方法選擇傳送帶的邊緣距離基準(zhǔn)面E的距離為判斷標(biāo)準(zhǔn)。如圖3，具體調(diào)整方法如下：

圖3 傳送帶裝置示意圖

（1）第一步，利用經(jīng)緯儀調(diào)整固定邊A的基準(zhǔn)面，以確?；鶞?zhǔn)面E的平面度，然后固定板A。

（2）第二步，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)輥3（一般選擇動(dòng)力輥），以滿足轉(zhuǎn)動(dòng)輥3前端與傳送帶的接觸切線與基準(zhǔn)面E處于垂直狀態(tài)。

（3）第三步，電機(jī)間歇工作，觀測傳送帶距離基準(zhǔn)面E的距離變化，按照2.1中提及的調(diào)整原理進(jìn)行調(diào)整，使得傳送帶的偏移降至最低。

（4）第四步，如第三步，依次調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)輥4，1，2。

（5）第五步，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，整體觀測，微調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)輥，此時(shí)傳送帶將出現(xiàn)傳送帶距離基準(zhǔn)面E的距離變化時(shí)大時(shí)小，即傳送帶相對(duì)基準(zhǔn)面出現(xiàn)游動(dòng)。

（6）第六步，聯(lián)動(dòng)調(diào)整，即上料調(diào)整，根據(jù)上鼓的精度，反復(fù)微調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)輥，以上鼓精度反復(fù)驗(yàn)證。

傳統(tǒng)的調(diào)整方法存在如下缺點(diǎn)，首先第六步調(diào)整的隨機(jī)性大、勞動(dòng)強(qiáng)度大，其次，不能有效解決簾布層的精度問題。

2.3 傳統(tǒng)調(diào)整方法存在的問題分析

傳統(tǒng)調(diào)整方法第五步已經(jīng)將傳動(dòng)帶的游動(dòng)降至最低，但此時(shí)上料精度誤差較大，而經(jīng)過第六步上料聯(lián)動(dòng)調(diào)試，傳送帶的游動(dòng)范圍變大，而上料精度有一定的提高。此現(xiàn)象背后的本質(zhì)原因是，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)存在錯(cuò)誤之處，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)沒有考慮傳送帶自身的精度，傳送帶自身的邊緣一般不是理論的直線L，而是相對(duì)理論直線L發(fā)生S彎曲偏差，或者單向偏差，如圖4所示。而S形彎曲可以等同多個(gè)單向偏差的疊加，因此只需要分析單向偏差的運(yùn)動(dòng)軌跡即可揭示S形彎曲偏差的運(yùn)動(dòng)軌跡。

圖4 傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡示意圖

假定傳送帶邊緣實(shí)際直線S與理論直線L（細(xì)實(shí)線）單向偏差，如圖5所示，其理論與轉(zhuǎn)動(dòng)輥1外側(cè)的邊緣切點(diǎn)為H，實(shí)際為I，當(dāng)傳送帶在兩個(gè)理論設(shè)定的輥1與2上前進(jìn)，當(dāng)前進(jìn)至輥2時(shí)，其位置應(yīng)當(dāng)為I′，而不是H′。

圖5 傳送帶單向偏移轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡示意圖

此時(shí)傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)相對(duì)基準(zhǔn)面E的游動(dòng)是由于傳送帶自身原因造成的，而不影響傳送的精度，而此時(shí)以存在較大偏差的實(shí)際邊緣S調(diào)整輥以控制游動(dòng)，其必然導(dǎo)致上料精度結(jié)果更差，即以錯(cuò)誤的判斷標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整正確上料線路必然導(dǎo)致上料偏差更大，因此也會(huì)表現(xiàn)出游動(dòng)小，上料誤差大，而游動(dòng)大，上料誤差小。而克服此問題必然需要調(diào)整判斷標(biāo)準(zhǔn)。

3 傳送帶調(diào)整方法改進(jìn)

3.1 判斷標(biāo)準(zhǔn)選取

傳送帶可以適應(yīng)一定范圍內(nèi)寬度的簾布層，即簾布層寬度有一定的變化，然而中心不變，均位于傳送帶整體結(jié)構(gòu)即A與B之間的中心線C上，如圖3，因此選定中心線作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，并手動(dòng)標(biāo)記，然后電機(jī)間歇運(yùn)行，追蹤標(biāo)記與基準(zhǔn)面的寬度變化即可追蹤簾布層中心線的變化，其結(jié)果決定了輸送的精度。具體步驟如下：

（1）第一步，利用經(jīng)緯儀調(diào)整固定邊A的基準(zhǔn)面，以確?；鶞?zhǔn)面E的平面度，然后固定板A。

（2）第二步，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)輥3（選擇動(dòng)力輥），以滿足轉(zhuǎn)動(dòng)輥3前端與傳送帶的接觸切線與基準(zhǔn)面E處于垂直狀態(tài)。

（3）第三步，電機(jī)間歇工作，觀測傳送帶距離基準(zhǔn)面E的距離變化，按照2.1中提及的調(diào)整原理進(jìn)行調(diào)整，使得傳送帶的偏移降至可接受即可。

（4）第四步，如第三步，依次調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)輥4，1，2，使得傳輸帶可以長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）第五步，使用鉛筆在轉(zhuǎn)動(dòng)輥2處的中心線C處的傳送帶做標(biāo)記點(diǎn)，間歇運(yùn)行電機(jī)，間隔30 cm左右重復(fù)標(biāo)記，當(dāng)標(biāo)記前進(jìn)至轉(zhuǎn)動(dòng)輥3（選擇動(dòng)力輥）處時(shí)即可測量標(biāo)記距離基準(zhǔn)面E的距離變化，直至標(biāo)記前進(jìn)至轉(zhuǎn)動(dòng)輥4處，此過程僅有轉(zhuǎn)動(dòng)輥2，3和4的影響，因此其結(jié)果即可判定轉(zhuǎn)動(dòng)輥3相對(duì)2與4的相對(duì)水平狀態(tài)，及轉(zhuǎn)動(dòng)輥3對(duì)傳輸帶的偏移值，然后微調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)輥3，調(diào)整后轉(zhuǎn)動(dòng)輥3即為其他輥的水平基準(zhǔn)。

（6）第六步，清理上次調(diào)整標(biāo)記，以轉(zhuǎn)動(dòng)輥3作為其他轉(zhuǎn)動(dòng)輥基準(zhǔn)，重復(fù)步驟五，依次調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)輥4、1、2。

（7）第七步，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，重新做標(biāo)記，檢測標(biāo)記距離基準(zhǔn)面E的距離變化，微調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)輥，直至距離變化降低至最小值。

現(xiàn)場半鋼一二段成型機(jī)主供料架簾布層上料結(jié)果對(duì)比如下：

從表1現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果對(duì)比可知，改進(jìn)后顯著改善了上料的精度，滿足了廠家的要求，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)。

表1 調(diào)試方法改進(jìn)前后效果對(duì)比

4 結(jié)束語

成型機(jī)的所有裝置均為成型鼓服務(wù)，而成型鼓上料的誤差造成自動(dòng)生產(chǎn)過程的停滯，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的效率，而這些精度除了受到半成品料的自身精度影響，還嚴(yán)重依靠設(shè)備的調(diào)整，簾布層傳送帶的調(diào)整只是成型機(jī)眾多調(diào)整裝置之一，因此如何準(zhǔn)確調(diào)整成型機(jī)的各個(gè)裝置，依然任重道遠(yuǎn)。