王宏志，付瀾

(中國航空制造技術(shù)研究院，北京 100024)

0 研制背景

隨著輪胎工業(yè)尤其是地面輪胎工業(yè)的快速發(fā)展，輪胎成型設(shè)備的自動化程度越來越高，無人操作的全自動輪胎成型機(jī)成為發(fā)展趨勢。卸胎裝置作為輪胎成型機(jī)的重要組成部分，其自動化程度的要求也越來越高。

目前的卸胎裝置基本采用前卸胎方式，即將輪胎胎胚移至輪胎成型機(jī)主機(jī)前側(cè)的四工位小車上，這種卸胎方式存在以下缺點(diǎn)：

（1）由于輪胎胎胚豎直放置或儲存，胎圈容易發(fā)生變形，影響輪胎良品率。

（2）因其在主機(jī)前卸胎，整個成型機(jī)設(shè)備占地面積較大，且影響輪胎成型機(jī)主機(jī)前側(cè)工裝或人的通行。

（3）需要工人將四工位小車運(yùn)送至硫化車間或儲存車間，浪費(fèi)人力，工人勞動輕度大，工作效率低，影響后續(xù)工序的自動化實(shí)現(xiàn)。

針對目前存在的問題，對卸胎裝置提出了以下新的要求：

（1）將輪胎胎胚水平放置，避免豎直放置對輪胎胎胚造成的變形。

（2）減小整個成型機(jī)占地面積，使整個設(shè)備更加緊湊。

（3）提高卸胎裝置的自動化水平，避免人工干預(yù)；

依據(jù)以上要求，研制開發(fā)了一種水平放置式全自動卸胎裝置。

1 自動卸胎裝置的結(jié)構(gòu)

新研制的全自動卸胎裝置采用后卸胎方式，即將輪胎胎胚移至輪胎成型機(jī)主機(jī)后側(cè)。該卸胎裝置包括三部分結(jié)構(gòu)，即龍門架結(jié)構(gòu)，卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)與胎胚水平翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。龍門架結(jié)構(gòu)為卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)提供支撐及移動軌道；卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)用于將輪胎胎胚移出輪胎成型鼓上移出主機(jī)，并將輪胎胎胚橫向擺轉(zhuǎn)90°；胎胚水平翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)用于將輪胎胎胚從豎直放置狀態(tài)翻轉(zhuǎn)至水平放置狀態(tài)，并使輪胎胎胚定中心，為后續(xù)胎胚的自動化夾持搬運(yùn)輸送提供接口。

1.1 龍門架結(jié)構(gòu)

全自動卸胎裝置為后卸胎方式，輸送距離較遠(yuǎn)，且卸胎頻率較高，因此該卸胎裝置采用穩(wěn)定性較好的長距離龍門式結(jié)構(gòu)。為便于包裝運(yùn)輸，安裝及調(diào)整，橫梁采用分段式結(jié)構(gòu)。橫梁上表面及側(cè)表面安裝有導(dǎo)軌滑塊，為該卸胎裝置的卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)提供動力支撐及移動軌道，防止傾覆，減小震動。

1.2 卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)

卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)用于將輪胎胎胚移出成型機(jī)，并將輪胎胎胚橫向擺轉(zhuǎn)90°，卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)包含橫向移動滑架，縱向移動滑架及卸胎支撐輥擺轉(zhuǎn)架，如圖2所示。橫向移動滑架通過滑塊安裝在橫梁上，通過動力裝置沿導(dǎo)軌橫向移動，以便將輪胎胎胚移出輪胎成型機(jī)；縱向移動架通過直線導(dǎo)軌安裝在橫向滑架上，通過氣缸驅(qū)動相對橫向移動滑架上下移動，以便實(shí)現(xiàn)輪胎胎胚的不同高低位置；卸胎支撐輥擺轉(zhuǎn)架通過鉸接軸與縱向移動滑架的側(cè)面鉸接，擺轉(zhuǎn)氣缸鉸接在縱向滑架底部，擺轉(zhuǎn)氣缸氣缸桿與卸胎支撐輥擺轉(zhuǎn)架鉸接，擺轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動卸胎支撐輥橫向擺轉(zhuǎn)90°，以實(shí)現(xiàn)輪胎胎胚的橫向擺轉(zhuǎn)。

橫向移動滑架都采用電機(jī)減速器——鏈輪鏈條進(jìn)行動力傳動。鏈條鋪設(shè)在橫梁上方，電機(jī)減速器安裝在橫向移動滑架上，主動鏈輪安裝在減速器輸出軸上，兩組從動小鏈輪安裝在橫向移動滑架上，增大主動鏈輪包角，如圖3所示，該結(jié)構(gòu)的傳動方式類似于齒輪齒條的傳動方式，但采用鏈輪鏈條的傳動方式結(jié)構(gòu)簡單，極大的降低了成本，且方便安裝調(diào)整。

1.3 水平翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)

輪胎胎胚的水平翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，用于將輪胎胎胚從豎直狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，方便后續(xù)夾取裝置將輪胎胎胚放置在水平胎胚小車或水平輸送線上。其包含底座，翻轉(zhuǎn)架，承接胎坯的弧形兜結(jié)構(gòu)以及兩個翻轉(zhuǎn)氣缸，如圖4所示。

底座由四個支腿，橫梁，底座安裝板焊接而成，后端兩個支腿安裝有彈性緩沖結(jié)構(gòu)，用于緩沖翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)時的沖擊，前端兩個支腿安裝有軸承鉸接座。

翻轉(zhuǎn)架兩側(cè)通過耳座安裝與底座支腿上的軸承鉸接座連接。翻轉(zhuǎn)架為一圓形托盤結(jié)構(gòu)，托盤中心呈中空狀態(tài)，且從邊緣呈錐形向內(nèi)凹，在擺轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)時，便于輪胎胎胚的穩(wěn)定放置。

弧形兜結(jié)構(gòu)用于承接輪胎胎坯，兩端分別通過螺桿與支座固定在翻轉(zhuǎn)架上。通過手輪旋轉(zhuǎn)螺桿，調(diào)節(jié)弧形兜的上下位置以適應(yīng)不同規(guī)格輪胎胎胚尺寸，保證輪胎胎胚的中心與翻轉(zhuǎn)架的中心重合，便于后續(xù)輪胎胎胚的定心夾取。

兩個翻轉(zhuǎn)氣缸尾部分別通過一鉸接座與安裝在底座上的可調(diào)支座鉸接，氣缸桿桿分別通過關(guān)節(jié)軸承與翻轉(zhuǎn)架上的耳座鉸接。

2 自動卸胎裝置工作過程

全自動卸胎裝置的具體卸胎工作過程如下：第一步：取胎就位，如圖5所示。

對于一種輪胎規(guī)格尺寸，在自動卸胎之前，通過手輪轉(zhuǎn)動調(diào)整螺桿，調(diào)整承接胎胚的弧形兜結(jié)構(gòu)的上下位置，適應(yīng)不同規(guī)格尺寸輪胎，每種規(guī)格輪胎只需按照刻度尺指示調(diào)整一次。

卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)將放置輪胎胎胚，輪胎胎胚呈豎直狀態(tài)，卸胎支撐輥將輪胎胎胚向上提升至放胎位置。

同時輪胎胎胚自動水平翻轉(zhuǎn)裝置通過翻轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動使翻轉(zhuǎn)架處于立式狀態(tài)，且翻轉(zhuǎn)架托盤與豎直面成微小角度，防止輪胎胎胚傾斜出弧形兜結(jié)構(gòu)。

第二步：放置胎胚如圖6所示。

卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)將輪胎胎胚橫向移動至水平翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的上方，卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)橫向擺轉(zhuǎn)90°，使輪胎胎胚的中心與自動水平翻轉(zhuǎn)裝置翻轉(zhuǎn)架的中心在同一平面，卸胎支撐輥下落將輪胎胎胚放置在水平翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)承接胎胚的弧形兜內(nèi)。

第三步：水平翻轉(zhuǎn)，如圖7所示。

卸胎支撐輥結(jié)構(gòu)橫向移動返回取胎位置，同時卸胎支撐輥橫向擺轉(zhuǎn)90°至接胎位置。

自動水平翻轉(zhuǎn)裝置由翻轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動翻轉(zhuǎn)架由立式位置翻轉(zhuǎn)至水平位置。輪胎胎胚固定在向內(nèi)呈凹型的圓形托盤內(nèi)，保證輪胎胎胚與翻轉(zhuǎn)架托盤中心對齊。

最后進(jìn)行輪胎胎胚的夾持及輸送。

3 自動卸胎裝置的優(yōu)點(diǎn)

該全自動卸胎裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）實(shí)現(xiàn)了輪胎胎胚的水平放置，避免了胎胚豎直放置時胎圈變形。為后續(xù)自動化輸送線提供了接口，便于從成型到硫化全過程自動化。

（2）自動卸胎裝置，無人工干預(yù)，避免了人工卸胎過程中的碰撞，降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了輪胎胎胚的良品率。

（3）后卸胎方式是整個成型機(jī)設(shè)備更加緊湊，減小了輪胎成型機(jī)的占地面積。

4 結(jié)論

水平翻轉(zhuǎn)式自動卸胎裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，自動化水平高，避免了人工干預(yù)，降低了工人勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了胎胚從豎直狀態(tài)到水平狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，提高了輪胎良品率，為后續(xù)輪胎胎胚的自動夾持與搬運(yùn)創(chuàng)造了條件。