輪胎成型機(jī)的安裝調(diào)試與檢修

平 律

（天津賽象科技股份有限公司，天津 300384）

隨著市場(chǎng)對(duì)輪胎需求的日益增長(zhǎng)，輪胎成型機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈[1-2]。輪胎成型機(jī)廠家需要不斷提高設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，縮短單條輪胎的生產(chǎn)時(shí)間[3-5]。由于自動(dòng)化程度高的設(shè)備對(duì)精度和穩(wěn)定性的要求也高，輪胎成型車間一般會(huì)定期（1～1.5個(gè)月）對(duì)輪胎成型機(jī)進(jìn)行檢修與保養(yǎng)，包括復(fù)驗(yàn)輪胎成型機(jī)的精度、對(duì)直線導(dǎo)軌和帶座軸承等運(yùn)動(dòng)部件加注潤(rùn)滑油等，以確保設(shè)備以最佳狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)。輪胎成型機(jī)的設(shè)計(jì)壽命一般為10～12年，后期好的保養(yǎng)與檢修可延長(zhǎng)其使用壽命至15年[6]。

本文主要介紹輪胎成型機(jī)的安裝調(diào)試、精度調(diào)整及檢修方法。

1 輪胎成型機(jī)的安裝調(diào)試

輪胎成型機(jī)安裝過(guò)程的主要步驟如下：地基現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)、劃線、確定靶標(biāo)點(diǎn)、安裝預(yù)埋鐵、灌注混凝土和安裝靶標(biāo)。地基現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)無(wú)誤后進(jìn)行劃線，使用經(jīng)緯儀定出2個(gè)點(diǎn)，其連線即為地基圖中的一條直線。之后在地面定出多個(gè)不同位置的靶標(biāo)點(diǎn)，其連線組成設(shè)備安裝時(shí)需要的參考線（地線）。地線是設(shè)備擺放的粗基準(zhǔn)，地線精度越高，設(shè)備擺放位置越準(zhǔn)確。安裝設(shè)備前，使設(shè)備上的中心刻度線與地線對(duì)齊，可以確定設(shè)備的安裝位置。最后安裝預(yù)埋鐵、灌注混凝土和安裝靶標(biāo)。

在輪胎成型機(jī)安裝完成后，使用經(jīng)緯儀或全站儀調(diào)整成型機(jī)的精度達(dá)到設(shè)計(jì)精度，以滿足使用要求。下邊以輪胎成型機(jī)同步帶的張力測(cè)量為例，說(shuō)明同步帶的調(diào)試過(guò)程。

（1）使用U-507型音波式皮帶張力計(jì)測(cè)量同步帶的振動(dòng)頻率。步驟如下：將儀器便攜式探頭對(duì)準(zhǔn)皮帶并相距10 mm左右，使探頭處于2個(gè)同步帶輪的中間位置，按下“測(cè)量”鍵；輕輕撥動(dòng)皮帶，儀器上將出現(xiàn)一條曲線，保持10 s左右，直至屏幕上的數(shù)值趨于穩(wěn)定，測(cè)量完成。

（2）計(jì)算同步帶張力，并與設(shè)計(jì)張力進(jìn)行比較，以確定其是否滿足要求。計(jì)算公式如下：

其中：T為同步帶張力，N；M為同步帶單位質(zhì)量，g·（m·mm）-1；W為同步帶寬度，mm；S為同步帶切線長(zhǎng)度（2個(gè)同步帶輪中心距），mm；F為同步帶振動(dòng)頻率，Hz。

儀器測(cè)量數(shù)值可以反映同步帶的張緊狀況，直接影響同步帶的傳動(dòng)能力、傳動(dòng)精度、使用壽命和軸壓力。常用平皮帶的推薦張緊量為節(jié)線長(zhǎng)度的0.1%～0.2%，極限值為0.4%。

2 輪胎成型機(jī)的精度調(diào)整

2.1 精度調(diào)整基準(zhǔn)選擇

輪胎成型機(jī)的精度調(diào)整需要使用安裝階段設(shè)置的靶標(biāo)點(diǎn)和經(jīng)緯儀，經(jīng)緯儀位置在2個(gè)靶標(biāo)點(diǎn)之間或在2個(gè)靶標(biāo)點(diǎn)的延長(zhǎng)線上。

調(diào)整輪胎成型機(jī)的成型鼓主軸線精度后，復(fù)合環(huán)、胎圈預(yù)置器、胎圈夾持環(huán)、帶束鼓等部件精度均以該軸線為基準(zhǔn)，可利用百分表測(cè)量2個(gè)部件的同軸度、垂直度和平行度偏差，使其精度滿足設(shè)計(jì)要求。

調(diào)整精度前，先將經(jīng)緯儀調(diào)至水平，用盒尺測(cè)量出經(jīng)緯儀與靶標(biāo)點(diǎn)、靶標(biāo)點(diǎn)與靶標(biāo)點(diǎn)之間的距離，根據(jù)這些參數(shù)，將經(jīng)緯儀調(diào)整至設(shè)定位置。在第1次調(diào)整經(jīng)緯儀后，可能出現(xiàn)經(jīng)緯儀目鏡的十字線與靶標(biāo)點(diǎn)有偏差的情況，這時(shí)，需要再次利用測(cè)量數(shù)據(jù)重新計(jì)算參數(shù)，然后調(diào)整經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀確定的2個(gè)平面使設(shè)備在X和Y方向上有了基準(zhǔn)，利用這個(gè)基準(zhǔn)可以測(cè)量輸送帶的輸送精度和直線導(dǎo)軌的移動(dòng)精度：將經(jīng)緯儀放置在與被測(cè)輸送帶平行的方向上，在輸送帶上放置一個(gè)標(biāo)尺，將標(biāo)尺從后往前輸送，使用經(jīng)緯儀目鏡觀察標(biāo)尺的初始位置、輸送過(guò)程中和終點(diǎn)位置的讀數(shù)，比較讀數(shù)得出輸送帶的輸送精度；將經(jīng)緯儀放置在與被測(cè)直線導(dǎo)軌平行的方向上，在滑塊上放置標(biāo)尺，移動(dòng)滑塊，根據(jù)滑塊上標(biāo)尺的讀數(shù)得出直線導(dǎo)軌的移動(dòng)精度；根據(jù)以上讀數(shù)可以判斷輸送帶的輸送精度和直線導(dǎo)軌的移動(dòng)精度是否符合設(shè)計(jì)要求。

2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的精度調(diào)整

直線導(dǎo)軌傳動(dòng)在設(shè)備中應(yīng)用廣泛，其平行度公差要求嚴(yán)格。下邊以輪胎成型機(jī)2條橫移的直線導(dǎo)軌為例，說(shuō)明傳動(dòng)系統(tǒng)的精度調(diào)整過(guò)程。

直線導(dǎo)軌型號(hào)為球保持器型LM滾動(dòng)導(dǎo)軌SVS30LR，基本額定動(dòng)載荷為84 kN，適用于超大載荷。2條直線導(dǎo)軌采用一側(cè)定位止口設(shè)計(jì)，其平行度設(shè)計(jì)公差為0.05 mm·m-1。在生產(chǎn)中出現(xiàn)過(guò)使用半年后導(dǎo)軌一側(cè)滑塊的防塵蓋、球保持器損壞、鋼珠掉落、導(dǎo)軌與架體連接的螺釘斷裂的問(wèn)題。用百分表測(cè)量2條直線導(dǎo)軌的平行度公差為0.5 mm·m-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)公差，使得非基準(zhǔn)側(cè)導(dǎo)軌與架體連接螺釘承受剪切力而被剪斷。此次故障說(shuō)明直線導(dǎo)軌平行度公差必須嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，如果公差超標(biāo)會(huì)直接影響滑塊的使用壽命。

為提高齒輪與齒條的傳動(dòng)精度，延長(zhǎng)其使用壽命，齒輪與齒條之間的齒側(cè)間隙（背隙，s）也需要精確調(diào)整（見(jiàn)圖1）。調(diào)整過(guò)程如下，向齒面方向推動(dòng)減速機(jī)，直至齒輪與齒條之間有一個(gè)小的背隙，然后鎖緊減速機(jī)手動(dòng)調(diào)整裝置的螺栓。背隙大小取決于齒輪和齒條的質(zhì)量等級(jí)，根據(jù)齒條等級(jí)，背隙可能大也可能小。一般情況下，s為0.03～0.3 mm；當(dāng)齒輪模數(shù)為1—2.5時(shí)，s≤0.1 mm；當(dāng)齒輪模數(shù)為3—4時(shí)，s≤0.2 mm；當(dāng)齒輪模數(shù)為5—12時(shí)，s≤0.3 mm。

3 輪胎成型機(jī)的檢修

為保證輪胎成型機(jī)的運(yùn)行精度，輪胎廠維修人員需要定期對(duì)成型機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)與檢修。檢修項(xiàng)目包括前導(dǎo)軌各部件的精度復(fù)驗(yàn)、部件移動(dòng)的重復(fù)定位精度檢查、輸送精度檢查、同步帶的張力檢查、機(jī)箱主軸軸承、帶座軸承潤(rùn)滑和鏈條張緊檢查等。

3.1 重復(fù)定位精度檢查

成型鼓機(jī)箱與帶束層機(jī)箱的移動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，通過(guò)齒輪與齒條嚙合驅(qū)動(dòng)機(jī)箱移動(dòng)。機(jī)箱的重復(fù)定位精度直接影響輪胎品質(zhì)。維修人員使用百分表檢查機(jī)箱的重復(fù)定位精度：將固定百分表的磁力表座吸附在底座上，百分表表頭打在機(jī)箱的底板上，設(shè)定百分表初始讀數(shù)為a；將機(jī)箱向反方向移動(dòng)一段距離，然后讓機(jī)箱以一定速度靠近百分表，此時(shí)百分表會(huì)出現(xiàn)一個(gè)讀數(shù)，記錄該讀數(shù)，并與a值進(jìn)行比較，以保證滿足重復(fù)定位精度（≤0.1 mm）。

3.2 輸送精度檢查

重復(fù)定位精度檢查完后，還需要檢查成型鼓與帶束鼓的同軸度、胎圈夾持環(huán)與主軸軸線的垂直度和同軸度、胎圈預(yù)置器與主軸軸線的垂直度和同軸度、主機(jī)貼合輸送裝置的輸送精度、胎面輸送系統(tǒng)的輸送精度、胎面貼合系統(tǒng)的輸送精度、帶束層貼合系統(tǒng)的輸送精度及前導(dǎo)軌各移動(dòng)部件的回零位置。輪胎成型機(jī)輸送系統(tǒng)的輸送精度檢查需要使用經(jīng)緯儀，并以地面的靶標(biāo)點(diǎn)為精準(zhǔn)，輸送精度偏差應(yīng)≤0.3 mm·m-1。

3.3 同步帶的張力檢查

同步帶的張緊程度（以張力表示）對(duì)其傳動(dòng)能力、使用壽命和軸壓力均有很大影響。為使同步帶張緊適度，應(yīng)有一定的初始張力。隨著同步帶在使用過(guò)程中不斷受到拉應(yīng)力，同步帶的長(zhǎng)度會(huì)緩慢增長(zhǎng)。在設(shè)備檢修階段需要使用音波式張力計(jì)檢查同步帶的張力是否滿足設(shè)計(jì)要求，如果張力偏低，需要重新張緊同步帶，以保證輸送精度。

3.4 軸承檢修

為保持輪胎成型機(jī)滾動(dòng)軸承的原有性能，使其在良好狀態(tài)下長(zhǎng)期使用，必須定期對(duì)軸承進(jìn)行檢查和維護(hù)，以預(yù)防故障，確保運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，提高效率。應(yīng)按輪胎成型機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行定期保養(yǎng)，內(nèi)容包括監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑劑、定期拆卸檢查。軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢查事項(xiàng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)聲音、振動(dòng)、溫度、潤(rùn)滑劑狀態(tài)等。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)異常狀態(tài)，以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為參考查找原因，并采取相應(yīng)對(duì)策，根據(jù)需要對(duì)拆卸下的軸承仔細(xì)檢查。

一般來(lái)說(shuō)，正確使用軸承可以達(dá)到其疲勞壽命，但如果發(fā)生意外的早期損傷則無(wú)法繼續(xù)使用。早期損傷被稱為故障或事故，多起因于安裝、使用、潤(rùn)滑不當(dāng)及從外部侵入的異物或?qū)τ谳S、軸承座的研究不足等。軸承損傷（如滾動(dòng)軸承套圈擋邊的擦傷）原因可能是潤(rùn)滑劑不足、牌號(hào)不合適、供排油結(jié)構(gòu)有缺陷、異物侵入、軸承安裝誤差或軸的撓曲過(guò)大，也有可能是以上各種原因綜合引起的。因此，僅調(diào)查軸承損傷，很難得知其損傷的真正原因。如果充分了解使用軸承的機(jī)器工況及其外圍結(jié)構(gòu)，弄清故障發(fā)生前后狀況，再結(jié)合軸承損傷情況及其多種相關(guān)原因進(jìn)行分析，就可以防止同類故障再次發(fā)生。

下面以實(shí)際工作中某輪胎成型機(jī)成型鼓機(jī)箱的一次軸承損壞為例，說(shuō)明該軸承故障產(chǎn)生原因及其處理過(guò)程。

某輪胎成型機(jī)的成型鼓機(jī)箱使用2個(gè)薄壁軸承，型號(hào)分別為NJU090XPO和NJU100XPO。由于成型鼓機(jī)箱高速移動(dòng)，其加速度導(dǎo)致軸承承受較大的軸向力，在設(shè)備正常生產(chǎn)3個(gè)月后，軸承保持架出現(xiàn)斷裂、鋼球脫落現(xiàn)象。這次軸承損壞的原因是其承受的軸向載荷超過(guò)了許用載荷。故障處理如下：將2個(gè)薄壁軸承改為4點(diǎn)接觸球軸承，型號(hào)分別為NKD090XPO和NKD100XPO，并且軸承采用彈鎖式保持架。經(jīng)處理后，軸承滿足使用條件。

成型鼓主軸在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中檢查事項(xiàng)為是否有異常聲響、軸承溫度的變化、潤(rùn)滑劑的泄露或變色等。如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即終止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)并進(jìn)行檢查，必要時(shí)要拆下軸承進(jìn)行檢查。

軸承溫度一般可根據(jù)軸承座外部溫度推測(cè)，但利用油孔直接測(cè)量軸承外圈溫度更加準(zhǔn)確。軸承溫度從運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始逐漸升高，通常在1～2 h后達(dá)到穩(wěn)定。如果軸承安裝不良，溫度會(huì)急劇上升，出現(xiàn)異常高溫。其原因多為潤(rùn)滑劑過(guò)多、軸承游隙過(guò)小、安裝不良、密封裝置摩擦過(guò)大等，高速旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合的軸承結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑方法的選擇錯(cuò)誤也可能是出現(xiàn)異常的原因。在更換成型鼓機(jī)箱旋轉(zhuǎn)密封系統(tǒng)唇形密封圈后需要使用機(jī)床導(dǎo)軌油潤(rùn)滑，以改善密封系統(tǒng)的潤(rùn)滑條件。

3.5 鏈條檢修

定期檢查輪胎成型機(jī)鏈條的張緊和潤(rùn)滑也十分重要，適度張緊成型機(jī)鏈條能提高傳動(dòng)精度，合理的潤(rùn)滑能大幅減輕鏈條的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。比如，輪胎成型機(jī)成型鼓機(jī)箱的動(dòng)力系統(tǒng)采用齒形鏈傳動(dòng)時(shí)，齒形鏈的張緊程度可用松邊垂度表示，推薦合適的松邊垂度為（0.01～0.02）b，b約等于主動(dòng)輪與被動(dòng)輪間的跨距。輪胎成型機(jī)的齒形鏈傳動(dòng)工況屬于開(kāi)式和重載鏈傳動(dòng)，可采用脂潤(rùn)滑。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)對(duì)輪胎舒適性、耐磨性、操控性能的要求越來(lái)越高，對(duì)于輪胎成型機(jī)的安裝調(diào)試精度和設(shè)備檢修提出了更高的要求。輪胎成型機(jī)的安裝調(diào)試精度可以保證設(shè)備初期的制造精度，中后期的良好檢修可以保證設(shè)備的使用壽命。輪胎成型機(jī)的安裝調(diào)試精度和檢修方法凝聚了工程師的智慧，并隨設(shè)備結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新不斷完善。輪胎成型機(jī)穩(wěn)定性越好、使用壽命越長(zhǎng)，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)。