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    翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)的改進(jìn)

    2023-12-25 08:33:24呂春蕾丁春雨
    輪胎工業(yè) 2023年12期
    關(guān)鍵詞:輥筒翻板板式

    呂春蕾,丁 燦,丁春雨

    (北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司,北京 100143)

    目前輪胎生產(chǎn)工藝一般為膠料密煉、半部件準(zhǔn)備(壓延、裁斷、膠料復(fù)合等)、輪胎成型、輪胎硫化、檢驗(yàn)和測(cè)試。輪胎硫化[1]后要經(jīng)過(guò)修毛膠、外觀檢查、X光檢查、動(dòng)平衡檢查及均勻性檢查等工序,所有檢查合格后方可入庫(kù)出廠。輪胎毛膠包括膠須和膠邊,膠須[2]是由硫化模具[3]的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和膠料的流動(dòng)性[4]造成的,硫化模具需要設(shè)置很多排氣孔排氣,高溫下膠料流動(dòng)至排氣孔,多余膠料形成膠須,主要集中在輪胎胎面。硫化模具[5]由很多部件組裝而成,高溫下膠料流動(dòng)到部件間隙形成了膠邊,主要集中在輪胎胎側(cè)。機(jī)械式硫化機(jī)和液壓式硫化機(jī)[6-7]產(chǎn)生的膠須和膠邊不盡相同,雖然人們針對(duì)如何減少、避免膠須和膠邊的形成開展了大量的研究工作[8-10],但目前輪胎企業(yè)仍然需要配置輪胎修毛機(jī)進(jìn)行毛膠修剪工作。目前市場(chǎng)上有全自動(dòng)輪胎修毛機(jī)[11-12]、輪胎修毛膠與外觀檢驗(yàn)一體機(jī)[13-16]、半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)等多種形式修毛膠設(shè)備,以半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)為主,其特點(diǎn)為體積小,易于安裝,操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)進(jìn)出輪胎[17],采購(gòu)成本及維修成本低;缺點(diǎn)是人工修毛膠,操作人員的工作量較大。

    半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)的修毛能力、使用效率、穩(wěn)定性及檢修周期等直接影響操作和維修人員的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度、輪胎的外觀質(zhì)量及生產(chǎn)效率,進(jìn)而影響生產(chǎn)成本。為此,我公司對(duì)翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)進(jìn)行了改造。

    1 翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)的工作流程

    翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)是一種通過(guò)控制自由輥筒式翻板升起、落下,使輪胎分別進(jìn)入1號(hào)和2號(hào)修毛工位,實(shí)現(xiàn)雙工位輪胎修毛的設(shè)備,如圖1所示。動(dòng)力電源為AC3相380 V,控制電源為AC220 V及DC24 V,三相異步電動(dòng)機(jī)功率為2.2 kW,轉(zhuǎn)速為1 400 r·min—1,修毛能力每日7 200條。適用于半鋼子午線輪胎,規(guī)格為304.8~508 mm(12~20英寸),輪胎外直徑為500~800 mm、輪胎總寬度為120~500 mm,輪胎質(zhì)量最大為50 kg。

    圖1 翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)

    翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)工作流程為:?jiǎn)翁ポ斔脱b置將輪胎送進(jìn)有一定角度的輪胎進(jìn)出通道,輪胎由于重力的作用進(jìn)入修毛機(jī)進(jìn)行修毛工作,操作人員完成修毛后,通過(guò)控制打胎氣缸將輪胎送出輪胎進(jìn)出通道。雙工位修毛機(jī)設(shè)置有輪胎檢測(cè)開關(guān),當(dāng)開機(jī)檢測(cè)到1或2號(hào)修毛工位無(wú)輪胎時(shí),單胎輸送裝置開始輸送輪胎。當(dāng)1號(hào)工位檢測(cè)到無(wú)輪胎時(shí),自由輥筒式翻板升起,輪胎經(jīng)翻板下方滑落至1號(hào)工位,輸送裝置在檢測(cè)到輪胎通過(guò)后停止輸送。當(dāng)2號(hào)工位檢測(cè)到無(wú)輪胎后,自由輥筒式翻板落下,單胎輸送裝置啟動(dòng)輸送輪胎,滑過(guò)翻板上方,滑落至2號(hào)工位,輸送裝置依舊在檢測(cè)到輪胎通過(guò)后停止輸送。當(dāng)兩個(gè)工位同時(shí)檢測(cè)到無(wú)輪胎時(shí),從1號(hào)工位開始補(bǔ)充輪胎。操作工人選擇其中1個(gè)工位開始修毛工作,修毛完成后操作腳踏開關(guān)控制打胎氣缸將輪胎打出該修毛工位,通過(guò)上述控制,完成該工位輪胎補(bǔ)充,此時(shí)工人移步另一工位,開始修毛工作。該翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)實(shí)現(xiàn)了一名操作工人連續(xù)修毛,節(jié)省了人工。但因翻板上的輥筒無(wú)動(dòng)力,輪胎需要靠重力滑落,滑動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)耽誤下一條輪胎進(jìn)入2號(hào)修毛工位。輪胎進(jìn)出通道為同一通道,在操作人員相同的凈修毛時(shí)間下要求輪胎能平穩(wěn)、快速地進(jìn)出修毛機(jī)工位,以提高整體生產(chǎn)效率。

    2 問(wèn)題及分析

    2.1 毛膠纏繞輪胎進(jìn)出通道的輔助輥筒

    輪胎進(jìn)出通道兩側(cè)設(shè)置無(wú)動(dòng)力的輔助輥筒,垂直于輪胎滾動(dòng)平面,起導(dǎo)向作用,使輪胎順暢地進(jìn)入修毛工位。使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)輔助輥筒下端與輪胎滾動(dòng)平面的垂直距離過(guò)小,修毛過(guò)程中產(chǎn)生的大量毛膠堆積后被纏繞進(jìn)輔助輥筒(見(jiàn)圖2),導(dǎo)致其不能正常轉(zhuǎn)動(dòng),失去導(dǎo)向功能,出現(xiàn)輪胎停滯在進(jìn)出通道的情況,需要停機(jī)人工處理,使得修毛機(jī)不能連續(xù)工作,降低修毛工作整體效率。此外,被毛膠纏繞后的輔助輥筒難以及時(shí)清潔和潤(rùn)滑保養(yǎng),容易損壞,增加維修成本。

    圖2 毛膠纏繞輪胎進(jìn)出通道輔助輥筒

    2.2 毛膠纏繞修毛工位輥筒的旋轉(zhuǎn)軸承

    修毛工位中主動(dòng)輥筒、從動(dòng)輥筒的兩端即軸承安裝處均設(shè)有保護(hù)罩,但存在較大空隙,毛膠會(huì)通過(guò)此空隙進(jìn)入并纏繞輥筒的旋轉(zhuǎn)軸承(見(jiàn)圖3)。

    圖3 毛膠纏繞滾筒旋轉(zhuǎn)軸承

    在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下,輥筒仍可轉(zhuǎn)動(dòng),但軸承在長(zhǎng)時(shí)間的摩擦擠壓下會(huì)損壞,嚴(yán)重影響軸承的使用壽命以及動(dòng)平衡精度,致使輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn),容易造成輪胎刮傷,影響輪胎外觀質(zhì)量(見(jiàn)圖4)。此外,頻繁更換輥筒及軸承,增加了維修成本。

    圖4 輪胎刮傷

    2.3 輪胎進(jìn)入2號(hào)工位時(shí)間長(zhǎng)

    輪胎在離開輸送裝置后,依靠自身重力滑落至進(jìn)出通道,滾動(dòng)至修毛工位過(guò)程無(wú)額外動(dòng)力。由于2號(hào)工位相較1號(hào)工位距離單胎輸送裝置更遠(yuǎn),且需經(jīng)過(guò)自由輥筒式翻板,輪胎進(jìn)入工位需要更長(zhǎng)的時(shí)間,導(dǎo)致出現(xiàn)操作人員完成1號(hào)工位輪胎修毛工作后,2號(hào)工位輪胎尚未就位的情況,打亂生產(chǎn)節(jié)奏,影響整體生產(chǎn)效率。

    2.4 輪胎在修毛工位上穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)

    輪胎滾動(dòng)到修毛工位,驅(qū)動(dòng)裝置的主動(dòng)輥筒帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn),穩(wěn)定后操作人員下刀修毛。工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn),輪胎在修毛工位被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中前后跳動(dòng),所需穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)。分析發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工頻工作,主動(dòng)輥筒旋轉(zhuǎn)速度過(guò)快,與輪胎接觸瞬間帶動(dòng)輪胎竄動(dòng),輪胎不能及時(shí)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致操作人員需要等待輪胎穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)后才能修毛。

    3 改進(jìn)措施及效果

    3.1 改進(jìn)輪胎進(jìn)出通道輔助輥筒

    改進(jìn)輪胎進(jìn)出通道兩側(cè)輔助輥筒,在原有基礎(chǔ)上將輔助輥筒上端固定,縮短輔助輥筒的長(zhǎng)度,以增大輔助輥筒下端與輪胎滾動(dòng)平面的垂直距離(見(jiàn)圖5)。

    圖5 改造后的輥筒

    采取此措施后,即使毛膠纏繞輥筒軸,輥面轉(zhuǎn)動(dòng)部分不受影響,輪胎可經(jīng)輥筒導(dǎo)向后順利進(jìn)入修毛工位,輪胎無(wú)停滯情況出現(xiàn),操作人員可以連續(xù)作業(yè),避免中途停機(jī),提高了修毛整體效率,并且延長(zhǎng)輥筒的使用壽命,減少了輥筒更換的頻率,減輕維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

    3.2 修毛工位設(shè)置防靜電軟毛刷裝置

    在修毛工位主動(dòng)輥筒、被動(dòng)輥筒的軸承上方設(shè)置防靜電軟毛刷裝置(見(jiàn)圖6),兩側(cè)的距離設(shè)置合適,避免阻礙輪胎從進(jìn)出通道進(jìn)入修毛工位,同時(shí)密度較高且設(shè)置多層,防止毛膠落進(jìn)輥筒,從而定期清理毛刷上掉落的毛膠即可。

    圖6 防靜電軟毛刷裝置

    采取此措施后,修剪的毛膠被毛刷攔截,大大降低毛膠纏繞軸承的概率,對(duì)軸承起到了保護(hù)作用,極大地改善了軸承易損壞問(wèn)題,避免了短周期內(nèi)更換軸承及輥筒,減輕了維修強(qiáng)度,提高了修毛效率及質(zhì)量。

    3.3 改進(jìn)翻板機(jī)構(gòu)

    在不增加翻板質(zhì)量的情況下,將翻板上的自由輥筒更換為電動(dòng)輥筒,可對(duì)輪胎施加外部驅(qū)動(dòng)力,提高其滑動(dòng)速度,大大縮短了其進(jìn)入2號(hào)工位的時(shí)間。

    采取此措施后,操作人員在1號(hào)工位完成修毛工作,移步到2號(hào)工位時(shí),輪胎已經(jīng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),操作人員可立即下刀修毛,避免了操作人員等候的情況,可連續(xù)修毛,大幅提高了整體的生產(chǎn)效率。

    3.4 對(duì)主動(dòng)輥筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)施變頻控制

    程序設(shè)置輪胎進(jìn)入主動(dòng)輥筒前電機(jī)低頻率運(yùn)行及高低頻率切換時(shí)間,電機(jī)低頻率運(yùn)行下主動(dòng)輥筒轉(zhuǎn)速降低,此時(shí)主動(dòng)輥筒與輪胎接觸時(shí)相切力變小,降低了輪胎跳動(dòng)的概率,輪胎短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),操作人員可及時(shí)下刀修毛。變頻器自動(dòng)切換為高頻率后,主動(dòng)輥筒轉(zhuǎn)速提高,輪胎旋轉(zhuǎn)速度即提高,縮短了操作人員凈修毛時(shí)間。當(dāng)修毛工作完成將輪胎打出修毛工位后,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換為低頻率運(yùn)行,等待下一條輪胎的進(jìn)入,往復(fù)進(jìn)行,完成整個(gè)動(dòng)作的自動(dòng)化運(yùn)行。

    采取此措施后,通過(guò)變頻控制高低速的切換,縮短了輪胎穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的時(shí)間,從而縮短了操作人員等待輪胎穩(wěn)定的時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。

    4 結(jié)語(yǔ)

    翻板式半自動(dòng)輪胎修毛機(jī)單胎的平均修毛時(shí)間可分為輪胎從輸送裝置進(jìn)入輪胎進(jìn)出通道的時(shí)間、輪胎在進(jìn)出通道滾動(dòng)的時(shí)間、輪胎穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的時(shí)間、操作人員雙工位切換的時(shí)間、操作人員凈修毛的時(shí)間以及完成修毛后輪胎打出的時(shí)間。改進(jìn)翻板式半自動(dòng)修毛機(jī)后,在相同的操作人員及生產(chǎn)條件下,以72 h為統(tǒng)計(jì)時(shí)間,完成修毛輪胎總量由21 600條增至32 400條,單胎的平均修毛時(shí)間由12 s縮短為8 s,修毛效率大幅提高。同時(shí)延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命,降低了維修頻率,減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了維修成本的投入。

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