半自動變角度的簾布裁切裝置

張慧君

(天津賽象科技股份有限公司，天津 300384)

由于目前各輪胎廠工藝不盡相同，對簾布裁切角度也有不同的需求，乘用胎通常為87°～93°，且兩層簾布裁切角度也不同。為實(shí)現(xiàn)此功能，通常解決方法為2層簾布各自配置1套裁切結(jié)構(gòu)，然后分別手動調(diào)節(jié)2套裁切裝置為所需要的角度。這樣的結(jié)構(gòu)需要的時間和勞動量均較大，且增加了設(shè)備成本。隨著輪胎市場競爭日益激烈，人力成本逐漸上升，輪胎制造業(yè)逐漸向低成本、高效率、高質(zhì)量和自動化方向發(fā)展，所以能較方便的改變裁切角度已成為一種發(fā)展趨勢，半自動變角度簾布裁切裝置也將會成為越來越多輪胎廠的需求。

1 簾布裁切裝置在主機(jī)供料系統(tǒng)中的布局

簾布作為充氣輪胎的骨架，承受了作用于輪胎上的大部分負(fù)荷，所以簾布裁切的質(zhì)量直接影響著胎體貼合成型的精度，也就直接影響著輪胎的質(zhì)量。

由于現(xiàn)在地價越來越高，輪胎廠越來越青睞于占地面積小、成本低且效率高的設(shè)備，因此，簾布裁切裝置在主機(jī)供料中的布局就至關(guān)重要了，因其直接影響整體的供料速度、每條胎的循環(huán)時間及設(shè)備的成本等。

1.1 手動調(diào)角度簾布裁切裝置在主機(jī)供料系統(tǒng)中的布局

若為手動調(diào)角度簾布裁切裝置，在主機(jī)供料中的布局只能采取2層簾布分別用各自的裁切裝置的布局方式，如圖1所示。2套裁切裝置需要手動調(diào)節(jié)到各自所需的角度，簾布1與簾布2分別通過伺服電機(jī)控制各自輸送帶上料，然后分別用各自的裁刀和定長裝置進(jìn)行裁切及定長。這樣就必須有2套裁切裝置及定長裝置，增加了成本。

圖1 手動調(diào)角度簾布裁切裝置在供料架中的布局

1.2 半自動變角度簾布裁切裝置在主機(jī)供料系統(tǒng)中的布局

圖2 半自動變角度簾布裁切裝置在供料架中的布局

半自動變角度簾布裁切裝置可采取兩層簾布共用1套裁切裝置的布局方式，如圖2所示。圖中簾布1與簾布2分別通過伺服電機(jī)控制各自輸送帶上料。簾布1上料時，伺服電機(jī)帶動簾布1輸送帶運(yùn)行，當(dāng)料運(yùn)行到簾布裁切輸送帶上時進(jìn)行定長、裁切，完畢后將料退回到簾布1輸送帶上；然后簾布2輸送帶運(yùn)行，當(dāng)料運(yùn)行到簾布裁切輸送帶上進(jìn)行定長、裁切，完畢后將料退回到簾布2輸送帶上。這樣節(jié)省1套裁刀裝置及1套定長機(jī)構(gòu)，不僅大大降低了成本，還減少了調(diào)試時間。

2 半自動變角度簾布裁切裝置的結(jié)構(gòu)及功能

2.1 半自動變角度簾布裁切裝置的結(jié)構(gòu)

半自動變角度簾布裁切裝置主要由裁刀裝置及刀板兩大部分組成（見圖3）。本結(jié)構(gòu)采用1對熱勾刀(即用加熱管給刀加熱)，從中間扎料，然后由輸送帶帶動裁刀向兩側(cè)裁切。由于簾布料較薄，主要依靠高溫把料裁開，采用熱刀成本低，裁切效果也不錯。

2.1.1 刀板結(jié)構(gòu)

圖3 半自動變角度簾布裁切裝置

裁切刀板由固定部分和起落部分組成（見圖4）。固定部分固定在供料架上，刀板高度基本與前后輸送帶齊平，供裁切前后輸送料用。起落部分是將2列螺桿按規(guī)則布置在起落板上，中間裝有對刀槽，用于裁切前調(diào)整刀的初始位置，起落板的兩端各裝有一氣缸控制起落板的抬起落下，當(dāng)裁切時將料托起。為避免黏料，裁刀板盡量做窄些，但兩列螺桿的列間距需滿足最寬料裁切角度要求。刀板上設(shè)有多組氣孔，在裁切過程中向簾布吹氣，以避免黏料。刀板兩端一端裝有光電開關(guān)，另一端裝有反光板，以檢測是否有堆料情況發(fā)生，若出現(xiàn)堆料，光電開關(guān)發(fā)出的光不能反射回來，就會有信號反饋，然后進(jìn)行人工干預(yù)。

圖4 裁切刀板簡圖

2.1.2 裁刀裝置

裁刀裝置通過帶座軸承及橫梁3固定在主機(jī)供料架上(見圖3)，由推進(jìn)氣缸控制裁刀的抬起落下。裁刀裝置主要由裁刀部分、運(yùn)行部分和變角度部分組成。

對于簾布裁切裝置來說，裁刀刀片本身結(jié)構(gòu)形狀是否合理直接影響裁切效果，此裁切裝置由于采取兩裁刀從中間向兩端裁料，必須保證兩刀刀尖對齊沒有間隙，這樣才能保證料中間位置處不會有裁不斷的現(xiàn)象，因此刀的形狀結(jié)構(gòu)就尤為重要了。首先，我們把左右裁刀做成不同形狀，讓其右刀尖比左刀尖略長（見圖5），這樣扎料就扎一個位置，而不用擔(dān)心刀尖對不齊，扎下去兩個孔中間有黏連的地方。另外，兩刀合并處，左裁刀做成直的，右裁刀做成斜的，這樣的話，兩刀合并時，就不需要保證兩個面合并的很好，而只要保證右裁刀的刀尖處與左裁刀的直面緊密接觸就可以了，這樣就由面面重合變成了點(diǎn)面接觸，調(diào)刀難度大大降低。

另外，兩裁刀的前后面要對齊，保證在同一個平面上，這樣才能保證裁出的料是一條直線。由于本裝置采用熱刀裁切，需要將刀加熱到很高的溫度，我們采用加熱管進(jìn)行加熱，一方面需要用導(dǎo)熱性能很好的材料將裁刀及加熱管連接起來，推薦使用銅塊；另一方面裁刀以外的地方又不宜溫度太高，則需要有良好的隔熱材料來隔絕熱量。此外，從安全方面考慮，高溫處需要黏貼提示標(biāo)語。

圖5 裁刀簡圖

運(yùn)行部分主要由電機(jī)減速機(jī)帶動輸送帶控制行進(jìn)。將電機(jī)及導(dǎo)軌固定到橫梁1上，電機(jī)上裝有同步帶輪一，將另一帶輪固定在橫梁1的另一側(cè)，將環(huán)形同步帶裝到兩同步帶輪上，將裁刀部分連接到輸送帶上，左裁刀連接環(huán)形輸送帶下面，右裁刀連接環(huán)形輸送帶上面。為保證裁刀平穩(wěn)運(yùn)行，加進(jìn)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)向，即將裁刀部分同時連接輸送帶和滑塊，電機(jī)帶動輸送帶運(yùn)行，同時滑塊在導(dǎo)軌上行進(jìn)，以此帶動裁刀向兩端裁切。裁切結(jié)束處設(shè)有接近傳感器，以便裁完后及時進(jìn)行信號反饋，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，刀停止運(yùn)行。推進(jìn)氣缸縮回后，裁刀從兩端回到中間位置，由于左右裁刀合并時要求位置精確，中間位置也設(shè)有接近開關(guān)。另為保證裁切質(zhì)量，裁刀處設(shè)置了壓片及小壓輥，以用來裁切時壓住料，保證料靜止不動。

變角度部分主要由轉(zhuǎn)角氣缸推動橫梁1改變其角度實(shí)現(xiàn)。橫梁1及橫梁2通過旋轉(zhuǎn)軸連接，橫梁1上裝有裁刀，橫梁1和橫梁2之間還通過轉(zhuǎn)角氣缸連接，轉(zhuǎn)角氣缸的缸體鉸接在橫梁2上，該轉(zhuǎn)角氣缸的氣缸桿鉸接在橫梁1上，橫梁2上端設(shè)有角度工裝，角度工裝上有凹槽，橫梁1上設(shè)有限位軸承，限位軸承處于角度工裝的凹槽內(nèi)，橫梁2下端設(shè)有接近傳感器1和接近傳感器2，橫梁1底部設(shè)有感應(yīng)塊1和感應(yīng)塊2；其中在轉(zhuǎn)角氣缸伸縮運(yùn)動時，橫梁1能夠以旋轉(zhuǎn)軸為中心轉(zhuǎn)動，當(dāng)需要裁第一層簾布時，氣缸伸出，限位軸頂?shù)桨疾蹅?cè)壁，橫梁1順時針旋轉(zhuǎn)到最大角度，接近傳感器2恰好能夠感應(yīng)到感應(yīng)塊2并觸發(fā)， 然后讓裁刀板抬起進(jìn)行裁切；當(dāng)需要裁第二層簾布時，氣缸縮回，限位軸頂?shù)桨疾鄣牧硪粋?cè)壁，橫梁1逆時針旋轉(zhuǎn)到最大角度，接近傳感器1恰好能夠感應(yīng)到接感應(yīng)塊一并觸發(fā)，然后讓裁刀板抬起進(jìn)行裁切。另外，不同角度裁切時需要不同的角度工裝。角度工裝的具體尺寸形狀可通過計算設(shè)計出來。

2.2 半自動變角度簾布裁切裝置的功能

簾布裁切裝置的目的歸根結(jié)底就是要又快又好的裁出所需角度及長度的一段簾布。當(dāng)準(zhǔn)備裁切簾布1時，轉(zhuǎn)角氣缸推出，然后推進(jìn)氣缸伸出，裁刀板兩側(cè)的氣缸控制托料裝置將料托起，隨即進(jìn)行裁切，裁完后裁刀板兩側(cè)氣缸縮回，隨即推進(jìn)氣缸縮回，裁刀從兩端回到中間位置，然后，裁完的料向前輸送，簾布1退回到合適位置；當(dāng)準(zhǔn)備裁切簾布2時，轉(zhuǎn)角氣缸縮回，然后推進(jìn)氣缸伸出，裁刀板兩側(cè)的氣缸控制托料裝置將料托起，隨即進(jìn)行裁切，裁完后裁刀板兩側(cè)氣缸縮回，隨即推進(jìn)氣缸縮回，裁刀從兩端回到中間位置，然后，裁完的料向前輸送，簾布2退回到合適位置。

3 結(jié)論

簾布裁切裝置做為輪胎成型設(shè)備的很重要的一個元素，朝多功能且更自動化的方向發(fā)展是必然趨勢，無論其在成型設(shè)備上的空間布置還是自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計都存在很大的開發(fā)空間。

（1）通過合理的布置變角度簾布裁切裝置的位置，節(jié)省1套裁刀裝置及1套定長機(jī)構(gòu)，不僅大大降低了成本，還減少了調(diào)試時間。

（2）變角度簾布裁切裝置更自動化，且結(jié)構(gòu)簡單易調(diào)，在滿足使用功能的同時降低了設(shè)備整體成本，節(jié)省了調(diào)試時間，勢必被越來越多的輪胎廠接受并使用。

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