全鋼子午胎鋼絲簾布90度直裁機轉(zhuǎn)向機構改造

薛彥學，史來軍，孟爍

(樺林佳通輪胎有限公司，黑龍江 牡丹江 157400)

1 原鋼絲簾布90度直裁機轉(zhuǎn)向機構簡介

我司原鋼絲簾布90度裁斷機結構（圖1）及工作原理如下：

圖1 原鋼絲簾布90°直裁機機構圖

鋼絲簾布是輪胎行業(yè)生產(chǎn)全鋼子午胎重要部件，將生產(chǎn)鋼絲簾布的專用鋼絲通過壓延機進行覆膠后制成專用的鋼絲簾布，經(jīng)壓延機的卷取工位卷取后送到專用的裁斷機，根據(jù)輪胎的不同規(guī)格進行裁斷、轉(zhuǎn)向、接頭、貼膠片及卷取。根據(jù)全鋼子午胎的輪胎結構要求及壓延機生產(chǎn)的鋼絲簾布的工藝特點，鋼絲簾布在專用的裁斷機上裁斷后必須進行90度轉(zhuǎn)向。壓延后的鋼絲簾布在專用裁斷機上經(jīng)“導開工位”導開，由遞布裝置將鋼絲簾布送入“90度裁斷主機”裁切后，由輸送輥床將裁切后的鋼絲簾布送入“轉(zhuǎn)向機構”處，由轉(zhuǎn)向機構將鋼絲簾布進行90度轉(zhuǎn)向，再由輸送皮帶機將鋼絲簾布送到“接頭機構”處進行自動接頭，然后由運輸皮帶將接好后的鋼絲簾布輸送至“卷取工位”。輸送的過程中在“貼膠片工位”將加強膠片貼合在鋼絲簾布上，最后在卷取機構上完成卷取，交付成型機使用。

2 90度直裁機鋼絲簾布原轉(zhuǎn)向機構簡介

原轉(zhuǎn)向機構的結構（圖2）及工作原理如下：

圖2 原轉(zhuǎn)向機構圖

經(jīng)裁斷主機裁切后的鋼絲簾布由輥床送至轉(zhuǎn)向機構入口，由輸送毛刷輥將鋼絲簾布運至轉(zhuǎn)向部位，其中輥床及輸送毛刷輥均為普通減速電機驅(qū)動。通過“機械限位”將裁斷后的鋼絲簾布停住，然后“輸送毛刷輥”輥床由升降氣缸帶動下降，鋼絲簾布在自身的重力作用下落到由多條同步齒形帶組成的且與毛刷輥成90度的運輸帶上，然后經(jīng)伺服電機帶動“運輸皮帶”及“同步齒形帶”一起運動，將鋼絲簾布運至“接頭機構”處，然后進行自動拼接。其存在問題如下：此方式在裁斷后的鋼絲簾布長度方面存在差異較大時需調(diào)整機械限位，否則在接頭后進入貼膠片時會出現(xiàn)膠片貼合偏歪，需要再調(diào)整膠片貼合限位，給操作人帶來不便，降低設備效率。裁斷主機每裁切一次輸送毛刷輥輥床就要在升降氣缸的帶動下升降一次，動作頻繁。經(jīng)多年的運行后，機械結構各部件磨損加快，此處的故障頻發(fā)。

另外，此毛刷滾床是由四個氣缸驅(qū)動其升降的，四個氣缸稍有不同步的時候就會導致輸送毛刷輥床的水平度不好，從而導致鋼絲簾布在同步帶上發(fā)生輕微的錯位，當鋼絲簾布被輸送到接頭機構處拼接時會產(chǎn)生前后兩片鋼絲簾布錯牙的現(xiàn)象，此時需經(jīng)人工干預，消除錯牙現(xiàn)象，對正兩片鋼絲簾布再進行接頭拼接。由于人工干預的參差不齊，造成鋼絲簾布接頭拼接的質(zhì)量不穩(wěn)定。

同步齒形帶及同步帶輪使用久了也會出現(xiàn)磨損，多根同步帶輸送鋼絲簾布時也會出現(xiàn)不同程度的速度差，也會造成鋼絲簾布出現(xiàn)扭曲、偏歪的現(xiàn)象，從而導致接頭、拼接不良，影響品質(zhì)。由于是多根同步齒形帶及帶輪安裝在同一根軸上，當同步齒形帶及輪損壞需要更換時就費力費時，尤其是中間同步齒型帶、輪損壞后，維修時間會更長，嚴重影響生產(chǎn)效率。

3 90度直裁機鋼絲簾布新轉(zhuǎn)向機構簡介

新轉(zhuǎn)向機構的結構（圖3）及工作原理如下：

圖3 新轉(zhuǎn)向機構結構圖

新的轉(zhuǎn)向機構由“遞料框架”、“遞料皮帶機”和“轉(zhuǎn)向皮帶機”組成?！斑f料框架”上有“吸附磁鐵”，磁鐵為永磁鐵。吸附磁鐵由兩個氣缸帶動升降；“吸附框架”上還有剝料板，剝料板上對應“吸附磁鐵”的位置有相應的孔，剝料板固定在“吸附框架”上不動。“遞料框架”由伺服電機、齒形帶、直線滑軌以及滑塊組成，由伺服電機驅(qū)動運行?！稗D(zhuǎn)向皮帶機”是由伺服電機、齒形帶、機架及平皮帶組成，由伺服電機驅(qū)動運行。

壓延后的大卷鋼絲簾布經(jīng)裁斷機上的導開裝置導開后由遞布裝置送至“遞料皮帶”上，皮帶將鋼絲簾布按設定長度送至切刀處進行裁切；此時的“遞料框架”在準備位等待。經(jīng)裁刀裁切后的鋼絲簾布在自身的重力作用下落到“遞料皮帶機”上，此時“遞料框架”移動到工作位置，“吸附磁鐵”下降，超過剝離板的水平位置與鋼絲簾布近距離接觸，然后將鋼絲簾布的一側吸住?！斑f料框架”在伺服電機的驅(qū)動下和“遞料皮帶機”同時運動，將吸附住的鋼絲簾布送至此時處于靜止狀態(tài)的“轉(zhuǎn)向皮帶機”上的固定位置，此時“遞料框架”上的“吸附磁鐵”在氣缸帶動下上升，鋼絲簾布接觸到固定位置的剝離板后將鋼絲簾布與磁鐵進行強制剝離，鋼絲簾布落到“轉(zhuǎn)向皮帶機”上，然后“轉(zhuǎn)向皮帶機”啟動，由伺服電機驅(qū)動“轉(zhuǎn)向皮帶機”運行，將鋼絲簾布準確的運送至接頭機處，將上一片鋼絲簾布的尾端與此時運至的鋼絲簾布的前端進行自動接頭、拼接，完成一次自動裁切、遞布、轉(zhuǎn)向、接頭、拼接的全過程，如此循環(huán)往復完成整個生產(chǎn)過程。

其優(yōu)點如下：

（1） “轉(zhuǎn)向皮帶機”替代了原來的由多根同步帶及毛刷滾滾床組成的轉(zhuǎn)向機構，消除了鋼絲簾布在多根同步齒形帶上及毛刷滾床上的位移變動形。

（2） 新轉(zhuǎn)向機構取消了可升降的毛刷輥床及多條同步齒型帶，減少了機械傳動結構，相應的也減少了故障點，減少了維修量，提高了設備的可靠性。

（3） 此結構是利用鋼絲簾布具有磁鐵的可吸附性，用磁鐵把鋼絲簾布輕易的吸住，然后還可以通過剝離板與磁鐵的相對位移使鋼絲簾布與磁鐵的剝離。

（4）利用伺服電機定位準確的特點，可以將裁斷后的鋼絲簾布精準的運至運輸皮帶的固定位置，取消了原轉(zhuǎn)向機構的機械限位，鋼絲簾布定位更加準確，可以無需人工調(diào)整鋼絲簾布在轉(zhuǎn)向處的停放位置。

3.1 新轉(zhuǎn)向機構控制原理

裁斷機每次開機時伺服電機尋參歸零，根據(jù)控制面板設定的裁切長度，經(jīng)控制程序計算后，“遞料框架”自動運行至準備位，準備位距離“遞料框架”磁鐵吸附位置大約100 mm左右，如此可以減少“遞料框架”在開始吸附前的空運轉(zhuǎn)時間，可以提高生產(chǎn)效率。

鋼絲簾布經(jīng)裁斷機裁切后，“遞料框架”運行至磁鐵吸附位，“遞料框架”上的吸附磁鐵由氣缸帶動下降，磁鐵會穿過鋼絲簾布剝離板上的孔洞，將鋼絲簾布吸附住，伺服電機運行帶動吸附著鋼絲簾布的“遞料框架”和遞料皮帶機一起將鋼絲簾布運至轉(zhuǎn)向位。

“遞料皮帶機”是由普通電機減速機驅(qū)動，在“遞料框架”帶動鋼絲簾布向轉(zhuǎn)向部位運動時，“遞料皮帶機”同時運行，避免鋼絲簾布與“遞料皮帶機”上的皮帶產(chǎn)生相對移動，減少“遞料皮帶機”上的皮帶與鋼絲簾布之間產(chǎn)生摩擦力，該摩擦力可使鋼絲簾布與磁鐵產(chǎn)生脫離或產(chǎn)生有輕微的相對位移，從而導致鋼絲簾布定位不準確的現(xiàn)象發(fā)生。

當“遞布框架”帶著鋼絲簾布到達轉(zhuǎn)向位置后，“遞布框架”停止，“遞布框架”上的氣缸帶動吸附磁鐵上升，磁鐵從鋼絲簾布剝離板上的孔洞退回，鋼絲簾布在剝離板的阻擋下脫離磁鐵的吸附，從而達到鋼絲簾布與吸附磁鐵的強制剝離，此時在鋼絲簾布的自身重力作用下，鋼絲簾布落到“轉(zhuǎn)向皮帶機”的皮帶上。此時控制系統(tǒng)檢測到帶動磁鐵升降的氣缸運行到位，控制程序發(fā)出指令，“轉(zhuǎn)向皮帶機”在伺服電機的驅(qū)動下運轉(zhuǎn)，將鋼絲簾布運送到接頭機構的準確位置，鋼絲簾布自動接頭機運行，自動完成一次接頭工序。

4 改造效果

在該直裁機新轉(zhuǎn)向機構的安裝調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)最先設計的鋼絲簾布剝離板在兩個升降氣缸控制下，升降而使得鋼絲簾布與吸附磁鐵脫離的效果不佳，兩個升降氣缸運行時同步的效果不好。之后決定取消可以活動的剝離板及帶動剝離板升降的兩個氣缸，改為將剝離板固定在“遞布框架”的機架上固定不動，如此改變后不但提高了鋼絲簾布剝離的可靠性，還可以減少兩個升降氣缸，同時還可以減少故障點和泄漏點，結構更加簡單、運行更加可靠。因此針對“遞布框架”的整體結構又進行改善，重新設計、制作了新的“遞布框架”，將鋼絲簾布剝離板固定在“遞布框架”的機架上，取消兩個帶動剝離板的升降氣缸，安裝后固定的鋼絲簾布剝離板距離皮帶高度大約在10~15 mm左右。

新轉(zhuǎn)向機構調(diào)試的后期又對伺服電機的運行速度及相關的控制參數(shù)分別進行了優(yōu)化，經(jīng)反復不斷的調(diào)試，最終取得了很好的效果。

壓延后的大卷鋼絲簾布經(jīng)裁斷機的導開、遞布、裁斷、“遞布框架”上的磁鐵吸附、“遞料框架”和“遞布皮帶機”共同運動下將鋼絲簾布送到達轉(zhuǎn)向位置，使得每一片鋼絲簾布的定位精準，定位精度達到±1 mm范圍內(nèi)。再經(jīng)“轉(zhuǎn)向皮帶機”將鋼絲簾布運輸?shù)浇宇^機構處完成鋼絲簾布的自動接頭與拼接，最終的接頭、拼接效果良好，減掉了原來在此處進行人工干預的操作工。

該機構經(jīng)設計、制作、安裝調(diào)試及最終交付生產(chǎn)使用，不但達到了轉(zhuǎn)向位置準確，接頭、拼接的精度進一步提高，同時還提高了設備的可靠運行時間，降低了此處轉(zhuǎn)向機構的故障率，提高了設備效率，最終達到預期的改造效果。