張鈞奎

（天津賽象科技股份有限公司，天津 300384）

為了防止輪胎在生產(chǎn)和使用過程中被簾布層的鋼絲刺傷，在裁斷機(jī)上必須要對(duì)鋼絲簾布帶刺的毛邊使用膠條進(jìn)行包邊。與此同時(shí)，為了提高輪胎的成型品質(zhì)，根據(jù)工藝需要，部分胎體簾布和帶束層簾布也需要在裁斷機(jī)的包邊貼膠裝置上對(duì)鋼絲簾布的表面進(jìn)行膠條貼敷[1]。

1 包邊及貼膠工藝

1.1 操作步驟

在輪胎成型前需根據(jù)生產(chǎn)工藝要求在鋼絲簾布的單面或雙面進(jìn)行膠條貼敷和邊部包邊。鋼絲簾布?jí)貉雍笤诓脭鄼C(jī)上按照工藝設(shè)定的寬度和角度裁斷成不同規(guī)格的簾布條，然后將裁切好的簾布條依次進(jìn)行自動(dòng)拼接，拼接后再根據(jù)生產(chǎn)需求將鋼絲簾布進(jìn)行貼膠條、邊部包邊等工序。最后將貼膠、包邊完成的簾布進(jìn)行恒張力卷曲[2-4]。

1.2 包邊及貼膠形式

包邊及貼膠形式如圖1所示。包邊形式一般分為兩側(cè)包邊、單側(cè)包邊以及全覆蓋包邊等。貼膠的形式一般包括中間貼膠條和兩側(cè)邊貼膠條等。除此之外，貼膠工序還可以根據(jù)胎體簾布和帶束層簾布的工藝要求分別從鋼絲簾布的正面和背面同時(shí)進(jìn)行貼膠，背面貼膠的形式與正面貼膠的形式相同[5]。

圖1 包邊及貼膠形式示意

2 包邊貼膠裝置結(jié)構(gòu)組成及功能

包邊貼膠裝置一般包括入口定中機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、膠條導(dǎo)開與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、膠條貼合機(jī)構(gòu)、墊布剝離機(jī)構(gòu)、墊布收集機(jī)構(gòu)以及包邊機(jī)構(gòu)等主要部件，如圖2所示。鋼絲簾布經(jīng)裁斷、拼接等工序后，通過卸料、儲(chǔ)料輸送裝置進(jìn)入包邊貼膠裝置，簾布進(jìn)入包邊貼膠裝置首先由定中機(jī)構(gòu)將其定位，同時(shí)通過膠條導(dǎo)開機(jī)構(gòu)將需要貼敷的膠條料卷導(dǎo)開并由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)定位至工藝要求的貼敷位置，然后在鋼絲簾布輸送過程中進(jìn)行膠條貼敷、壓合并完成對(duì)膠條表面的墊布剝離和收集，最后通過包邊機(jī)構(gòu)將貼敷在邊部的包邊膠條進(jìn)行翻折、壓實(shí)。

圖2 包邊貼膠裝置結(jié)構(gòu)示意

2.1 定中機(jī)構(gòu)

為了減小鋼絲簾布進(jìn)入包邊貼膠裝置時(shí)所產(chǎn)生的擺動(dòng)偏移，在包邊貼膠裝置的進(jìn)料入口需要安裝一套簾布定中機(jī)構(gòu)（結(jié)構(gòu)如圖3所示），以提高后續(xù)膠條的貼合精度。定中機(jī)構(gòu)以萬向軸承串為支撐，通過手輪或電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠，根據(jù)鋼絲簾布的寬度調(diào)節(jié)兩側(cè)軸承擋輥之間的距離，使簾布恰好能從兩者中間通過，從而保證鋼絲簾布在輸送過程中的穩(wěn)定性。

圖3 定中機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

2.2 輸送機(jī)構(gòu)

輸送機(jī)構(gòu)一般由機(jī)架、輸送帶、動(dòng)力組件、主/被動(dòng)輥等部件組成，其主要功能是保證主材料（鋼絲簾布）在包邊貼膠過程中的平穩(wěn)輸送，同時(shí)也為膠條導(dǎo)開、貼合及包邊等機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力輸出。該機(jī)構(gòu)可針對(duì)不同鋼絲簾布的規(guī)格與尺寸在輸送帶下方增加不同數(shù)量和類型的磁鐵，以防止鋼絲簾布與輸送帶脫離，導(dǎo)致鋼絲簾布在輸送過程中產(chǎn)生位置偏差。若出現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)龐大或包邊貼膠工藝復(fù)雜等情況，可將輸送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分為多段，在多段輸送過程中需要保證所有輸送帶的速度達(dá)成一致，避免鋼絲簾布在各段輸送帶的堆積和拉伸。除此之外，若動(dòng)力組件的漲緊量和主/被動(dòng)輥之間的漲緊量之和達(dá)不到輸送帶的拉伸要求，則需要通過增加漲緊結(jié)構(gòu)防止在鋼絲簾布輸送過程中傳動(dòng)輥與輸送帶之間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象[6]。

2.3 膠條導(dǎo)開與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

膠條導(dǎo)開機(jī)構(gòu)將貼敷的膠條從料卷導(dǎo)開到鋼絲簾布上。膠條導(dǎo)開機(jī)構(gòu)按照安裝位置可分為兩種結(jié)構(gòu)：一種為線內(nèi)導(dǎo)開機(jī)構(gòu)，另一種為線外導(dǎo)開機(jī)構(gòu)。此外，膠條導(dǎo)開機(jī)構(gòu)可以增加膠條分裁、膠條儲(chǔ)存等附加結(jié)構(gòu)。膠條分裁結(jié)構(gòu)可以通過氣動(dòng)分切刀將一條膠條從中間分裁成等寬的兩條，分切后的兩條膠條可通過導(dǎo)向裝置貼敷在鋼絲簾布兩側(cè)[7]。

線外導(dǎo)開機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖4所示。膠條導(dǎo)開后可以通過增加儲(chǔ)料結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存一部分膠條，膠條通過環(huán)繞在上、下兩浮動(dòng)架的自由輥上實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存。同時(shí)儲(chǔ)料結(jié)構(gòu)通過上、下兩浮動(dòng)架相對(duì)位置的距離判斷膠條的存儲(chǔ)量。由于儲(chǔ)料浮動(dòng)架的浮動(dòng)升降可以保證儲(chǔ)料系統(tǒng)中的膠條始終保持恒定的張力，因此不會(huì)產(chǎn)生膠條張力的變化，保證膠條貼合位置準(zhǔn)確和包貼膠條的質(zhì)量。

圖4 膠條線外導(dǎo)開機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

除此之外，膠條導(dǎo)開機(jī)構(gòu)可布置成單工位或雙工位兩種導(dǎo)開形式。雙工位導(dǎo)開可實(shí)現(xiàn)料卷的“一備一用”，節(jié)省膠條料卷用完后的換料時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，但相對(duì)于單工位導(dǎo)開結(jié)構(gòu)，雙工位導(dǎo)開結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，占用空間也更多。

膠條線內(nèi)導(dǎo)開及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖5所示。線內(nèi)導(dǎo)開機(jī)構(gòu)需要安裝在輸送架體之上，在輸送帶上膠條完成導(dǎo)開后通過導(dǎo)向裝置定位到貼敷位置。線外導(dǎo)開機(jī)構(gòu)獨(dú)立于輸送架體之外，放置于輸送架體的非驅(qū)動(dòng)側(cè)，膠條在線外導(dǎo)開后進(jìn)入輸送機(jī)構(gòu)并在線內(nèi)完成導(dǎo)向定位。

圖5 膠條線內(nèi)導(dǎo)開及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

膠條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能是將導(dǎo)開后的膠條按照輪胎規(guī)格和生產(chǎn)工藝要求定位到鋼絲簾布表面的貼敷位置。若對(duì)膠條貼敷位置的精度要求較高，則導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以通過增加膠條自動(dòng)糾偏系統(tǒng)，利用傳感器識(shí)別膠條的偏移量并控制移動(dòng)架的移動(dòng)，對(duì)膠條位置進(jìn)行糾正。

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括架體、移動(dòng)架、自由輥等部件，如圖6所示。操作人員根據(jù)工藝要求通過手輪或電機(jī)將帶有導(dǎo)向輥的移動(dòng)架調(diào)整到對(duì)應(yīng)位置，然后膠條通過自由輥導(dǎo)向定位到鋼絲簾布表面的貼敷位置。

圖6 膠條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

2.4 膠條貼合機(jī)構(gòu)

貼合機(jī)構(gòu)的主要功能是將貼敷在鋼絲簾布上的膠條壓實(shí)，其結(jié)構(gòu)如圖7所示，由連接固定在輸送架體上的氣缸驅(qū)動(dòng)連桿、支架等零件控制壓輥的抬起和落下，以托輥或輸送架體為支撐將鋼絲簾布與膠條壓合。壓輥的表面材質(zhì)一般為丁腈橡膠或海綿發(fā)泡橡膠，根據(jù)鋼絲簾布與膠條規(guī)格的不同需要采用不同的材質(zhì)，其邵爾A型硬度一般在30～70度之間[8]。壓輥表面材質(zhì)及硬度需綜合考慮壓輥的壓合效果和使用壽命等因素，避免出現(xiàn)在貼合過程中因壓合不實(shí)而產(chǎn)生氣泡、褶皺等問題或壓輥表面材質(zhì)粘連在鋼絲簾布或膠條表面的情況。

圖7 貼合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

2.5 墊布剝離機(jī)構(gòu)

墊布剝離機(jī)構(gòu)主要包括架體、剝離板、自由輥、導(dǎo)向輥等部件，如圖8所示。墊布剝離機(jī)構(gòu)的架體安裝固定在輸送機(jī)構(gòu)上，通過輸送帶的慣性利用剝離板將墊布撕開，通過自由輥折返經(jīng)導(dǎo)向輥定位后被膠條收集機(jī)構(gòu)收集。

圖8 墊布剝離機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

2.6 墊布收集機(jī)構(gòu)

墊布收集機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)一般可分為兩種：一種為墊布吹風(fēng)收集，此結(jié)構(gòu)適用于輸送速度和墊布剝離速度較快、貼敷膠條寬度較小等情況；另一種為墊布卷曲收集，此機(jī)構(gòu)適用于貼敷膠條寬度比較大的情況。

墊布吹風(fēng)收集機(jī)構(gòu)主要由動(dòng)力輥、壓輥、冷氣管、環(huán)形吹風(fēng)裝置等部件組成，如圖9所示。膠條墊布被剝離后進(jìn)入吹風(fēng)收集機(jī)構(gòu)，當(dāng)氣缸控制壓輥落下，膠條墊布被動(dòng)力輥以及氣缸壓輥壓在中間，通過動(dòng)力輥的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)和壓輥的被動(dòng)摩擦旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)墊布從二者之間穿過。然后墊布經(jīng)過收集通道被收集到回收處以供后期處理。環(huán)形吹風(fēng)裝置主要保證膠條墊布從兩輥中間穿過后能夠迅速進(jìn)入收集通道，避免墊布在通道入口堆積。吹冷風(fēng)裝置可以起到給驅(qū)動(dòng)輥和壓輥冷卻降溫的作用，避免驅(qū)動(dòng)輥和壓輥因連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生摩擦過熱的情況。

圖9 墊布吹風(fēng)收集機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

墊布卷曲收集機(jī)構(gòu)一般由架體、方杠、氣動(dòng)馬達(dá)或電機(jī)等部件組成，如圖10所示。膠條墊布經(jīng)剝離機(jī)構(gòu)剝離后，由氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方杠將其卷曲在錐形卷曲盤上。當(dāng)錐形卷曲盤上的墊布卷直徑達(dá)到允許的最大直徑時(shí)，操作人員將方杠上的定位擋塊和外側(cè)卷曲盤打開，再把收集的墊布卷從方杠上取下，最后將擋塊和錐形卷曲盤重新安裝并完成墊布的牽引。

圖10 墊布卷曲機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

2.7 包邊機(jī)構(gòu)

包邊機(jī)構(gòu)一般由包邊架體、動(dòng)力輥、壓輥、斜輥、擋輥、包邊塔型輪等部件組成，如圖11所示。包邊機(jī)構(gòu)一般安裝在包邊輸送機(jī)架的尾部，其位置位于膠條導(dǎo)開、膠條貼合、墊布剝離及收集等機(jī)構(gòu)之后。當(dāng)完成包邊膠條貼敷的鋼絲簾布進(jìn)入此機(jī)構(gòu)之后，首先由調(diào)整至一定角度的斜輥和包邊擋輥將鋼絲簾布外側(cè)的包邊膠條向下折彎至90°，然后通過包邊塔型輪將折彎的膠片完全翻轉(zhuǎn)到鋼絲簾布下方，最后由動(dòng)力輥驅(qū)動(dòng)并將其托起，氣缸控制壓輥的抬起和落下將翻轉(zhuǎn)至鋼絲簾布下方的膠片完全壓實(shí)，從而完成鋼絲簾布的整套包邊工序。包邊機(jī)構(gòu)中的鋼絲簾布輸送由動(dòng)力輥提供動(dòng)力，操作人員根據(jù)鋼絲簾布的寬度通過手輪對(duì)左、右兩側(cè)絲杠旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)斜輥、擋輥及包邊塔型輪的位置[9-10]。當(dāng)鋼絲簾布寬度的調(diào)整范圍比較大時(shí)，包邊機(jī)構(gòu)需要通過增加托料結(jié)構(gòu)在寬幅簾布包邊輸送時(shí)提供支撐。托料結(jié)構(gòu)是通過氣缸將帶有萬向軸承串的托架抬起，從而將鋼絲簾布從中間托起，避免鋼絲簾布中間部分在輸送時(shí)下垂。

圖11 包邊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

3 發(fā)展趨勢(shì)

在鋼絲簾布裁斷機(jī)的生產(chǎn)線上，包邊貼合裝置已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)輪胎性能和質(zhì)量的要求將進(jìn)一步提高，因此包邊貼膠裝置在未來還需要在以下方面進(jìn)行不斷提升[11-12]。

（1）鋼絲簾布裁斷機(jī)的智能化程度不斷提高，包邊貼合裝置也需要逐漸趨于生產(chǎn)自動(dòng)化，減少人工操作和人工干預(yù)的情況。

（2）由于對(duì)輪胎性能的要求不斷提高，因此包邊貼膠裝置也需要進(jìn)一步完善結(jié)構(gòu)，以提高相應(yīng)工序的生產(chǎn)精度。

（3）為了適應(yīng)更多橡膠制品企業(yè)的生產(chǎn)，包邊貼膠裝置應(yīng)通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方式降低整體設(shè)備的使用要求，擴(kuò)大使用范圍，從而提高設(shè)備的通用性。

（4）隨著輪胎生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展，包邊貼膠裝置也應(yīng)增加和完善生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)檢測(cè)和分析功能。