子午线轮胎成型机运动控制系统设计.docx

子午线轮胎成型机运动控制系统设计 韩洪江 导语：近几年以来，由于交通运输业的开展，载重车、商用车开展较快，对载重轮胎需求量增大，刺激了载重子午胎的开展。 前言 近几年以来，由于业的开展，载重车、商用车开展较快，对载重轮胎需求量增大，刺激了载重子午胎的开展；另外，在维修市场上，由于客户已实在体会到使用子午胎的好处，尤其是长间隔 、大运量的运输,更表达了子午胎的上风。因此，不仅载重子午轮胎交换轮胎市场加大，还加快了子午胎交换斜交胎的步伐。全钢载重子午胎消费以令人意想不到的高速增长，导致对全钢载重子午胎消费设备需求量猛增，对轮胎成型机的成型效率和成型质量的要求也越来越高。针对目前这种态势，所开发了一种新型的两股全钢载重子午轮胎成型机，无论在自动化程度，还是在成型质量和成型效率上都有很大的进步。现就该设备的构造，特点和主要性能参数介绍一下。 1、成型机设备组成及特点 LCZ-PB型成型机由1套主机，4个供料架，1套电控系统，1套气动系统组成。主机包括缷胎及扣圈装置，可贴合机械反包成型鼓，主轴箱，传递环，辅助鼓，辅助鼓传动箱，滚压装置及邓表指示系统，用以贴合胎面组件和胎体组件，并将他们组合，定型，滚压，成型，缷胎，完成胎胚的全部成型经过。胎体供料架用来自动向成型鼓提供内衬层及胎侧预复合件、子口包布和胎体钢丝帘布。带束层供料架位于辅助鼓前方，胎面供料架位于辅助鼓前方，用于向辅助股贴合带束层料和胎面料。另外还有一套垫胶供料架，位于成型股的前方，用于导开和贴合垫胶。电气控制系统由以PLC未主控单元的电气控制柜和控制面板组成，各控制面板均带有触摸屏，采用PROFIBUS-DP现场总线实现通讯，具有通讯、工艺程序编辑、工艺参数修改、故障监控、故障自诊断、故障显示等功能。气动系统总体上采用分布式构造，分别在主机、主供料架、带束层供料架等部件现场安装气动控制单元，直接驱动各部件动作。 1.1成型机特点 1采用机械鼓进展贴合及成型，属国内首创已申请专利，有助于进步效率，减少维修； 2适应大料卷。通过规格件的选择，轮胎成型规格可下延至R16的全钢轻卡胎； 3整机进展了优化，进步了铁和速度和成型效率； 4重要位置控制采用多圈编码器绝对； 5主供料架内衬层与胎侧机内预复合，超声波裁刀裁断； 6主供料架采用红外纠偏技术、摄像纠偏技术； 7模块化设计使用户有多种方案可以选择； 8气动系统设有中心胶囊压力终端检测、报警显示； 9整机设计采用大量的直线导轨。圆导轨、滚珠丝杠、伞齿轮、减速器、光纤光电控制器、漫反射光电开关等先进成套配件； 10设置边沿平安开关、拉线开关，以确保操纵平安。 1.2技术参数 成型胎圈子口直径17.5-24.5成型胎坯断面宽度122.5-450mm传递环可传递轮胎最大直径1230mm课程性轮胎规格范围7R17.5_12R14.5_315 80R24.5_12.00R20/12.00R24定型轮胎的最小外直径包括胎面740mm定型轮胎的最大外直径包括胎面1230mm标准辅助鼓直径830 1160标准辅助鼓宽度450辅助鼓转速Max22r|min成型鼓转速Max150r|min。 2、成型机构造原理 2.1主机 2.1.1机械鼓 机械鼓的构造如下图，中鼓为可折叠式三层构造。指形反包单排反包杆的顶面形成的圆柱面作为侧鼓的贴料外表。24个扇形快、环形双作用气缸，面板|程序定型用气压控制。采用机械成型鼓可进步成型机的消费效率，减少维修时间和减少成型鼓备件。 2.1.2主轴箱 沟通伺服电机通过电磁离合器、电磁制动器的切换分别实现成型股的回转及鼓肩挪动。成型股的回转速度及角向位置由伺服电机、编码器控制。用差动机构、绝对增量编码器控制鼓肩挪动。鼓肩挪动具有过载保护功能。用8路旋转阀为成型鼓供气。 2.1.3辅助鼓 辅助鼓由12块扇形快组成，利用双作用气缸、连杆、滑块机构实现鼓的开合。 2.1.4辅助鼓传动箱 由沟通伺服电机、编码器、减速器和一组同步带轮实现辅助股的回转及准确的角向位置。2.1.5胎面传递环 采用锁紧气缸、摆杆机构实现12个扇形块的夹紧、松开动作，并根据台面尺寸自动定位。 2.1.6扣圈传递环 用气缸 连杆机构驱动4个夹紧爪摆动以抓放胎圈，手动调整夹紧爪摆动位置直径。传递环用气缸夹紧，间距自动定位。 2.1.7滚压装置 采用气缸驱动静压辊伸缩以滚压台面。动压辊采用浮动滚压轮实现胎肩滚压。前后滚压采用沟通伺服电机 滚珠丝杠 编码器驱动控制；左右滚压采用沟通伺服电机 普通丝杠 编码器驱动控制；摆转滚压采用沟通伺服电机_蜗轮蜗杆 编码器驱动控制；前后左右挪动采用直线导轨构造。 2.1.8卸胎及胎圈预定位装置 本部件采用龙门式构造，可选用电机驱摆转的方式完成卸胎和上胎圈的操纵。 2.1.9尾顶尖装置 利用动力推杆推动组件摆入、摆出。尾顶尖不到位，主鼓不能进展任何工作。此部件可选择气缸推动支撑板摆进、摆出。半圆槽与主鼓端头结合。 2.1.10床身 床身由优质型钢焊接而成，并装有直线导轨。 2.1.11垫胶供料架可兼胎侧上料功能 供料架单独安装，与主鼓传动箱别离。定中调宽和调间距机构采用机械调控机构。采用这种构造可使主机前方开阔，便于操纵维护。 2.2供料架 胎体供料架系统用于将内衬层|胎侧复合件、胎体钢丝帘布和子口包布贴合到导出和成型鼓上。采用德国BST公司红外线纠偏技术、摄像纠偏技术使半成品部件在输送、贴合时自动对中，知足成型工艺的特殊要求。内衬层、胎侧采用EPC纠偏对中。钢丝帘布采用机械纠偏。内衬层、胎侧机内复合，自动定长，超声波裁断，手动接头。帘布自动定长，热圆盘刀裁断。内衬层|胎侧复合件和钢丝帘布的裁断角度与鼓主轴之间夹角为0度。 内衬层和胎侧预复合件超声波裁断的特点如下： 1选用美国BRANSON公司的超声波切割系统，最大切口宽40mm，裁断角度为15 22度。 2通过高频率超声波驱使刀口产生约40KHz的往复振动进展裁切，并利用超声波振动直接将橡胶高分子撕裂。 3)高频率振动裁切即可防止橡胶对裁刀粘连，又可因摩擦生热有利于胶片在成型鼓上贴合成型时的接头有利于进步成型质量。 4遵循切薄快，切厚慢，进口更慢的原那么进展裁断调整，裁断间隔内应给刀足够的冷却时间90秒停30秒此种裁断的优点为断面平整光滑且宽，无半硫化态胶粒。此供料架可选择手动供料架构造。 3、控制系统设计 3.1系统概述 系统由PLC、触摸屏、伺服驱动等局部组成。系统采用流行的控制形式，由PLC和PROFIBUS现场总线及分布式输入|输出站点完成对设备的控制。由触摸屏完成人机对话功能和状态信息、故障排故信息显示。有伺服驱动完成快速准群定位。PLC运行高速。触摸屏信息丰富；伺服系统功能强大。 3.2系统配置与功能 PLC及分布输入|输出站点、伺服系统通过PROFIBUS和MPI构成控制网络，提供工艺参数，PLC根据操纵人指令将参数和启动命令发给伺服驱动系统等执行机构并监视执行，当出现操纵不当或者执行机构故障时，给出准确的排故信息。在成型工艺设置中，采用工控机控制，具备参数设置、程序编辑、状态示、故障提示、扩展联网等功能，设置方便。 3.3气动系统 在气动系统中，中心胶囊、滚压轮采用比例阀控制，可程序设定压力，简单可靠。 4、成型机模块化设计 4.1平安性 挪动部件设置边沿平安开关，喷涂挪动警告漆，传递环和扣圈环挪动设置警灯。胎面、垫胶供料架对人员有直接危险的机构设置平安开关和运行中即停功能，保证操纵人员的平安。设备的重要部位均设置急停按钮。设备出现平安问题或者急停时，整机自动全部停顿动作，排除所有故障并确认后，设备才能正常操纵。 4.2可靠性 采用高品质的外购件，加强重要件的复检工作，确保外购件的可靠性。简化机械构造，减少设备故障点，减少发生故障的可能性。已经在社会上实现大批量消费的零部件通过外购或者定做方式购置，减少单件消费产生的不合格品，包括各种导轨、齿轮、链轮、丝杠、输送辊等。 4.3可维护性 进步设备可靠性，减少维护工作量。简化机械机构，简化设备维护难度。设置设备故障自动诊断功能，自动提示维护方法，使维护人员可以迅速、准确排除故障。 4.4模块化设计 设备在设计中采用了模块化设计，在各供料架中，装料小车、到开驱动装置、输送架、裁断机构、贴合模版等形成各自独立模块，通过更换配置，可以适应不同用户不同工艺的不同配置要求。在整机方案中，多个部件有2个以上的可选择方案，提供应不同需求的用户选择。 5、结论 LCZ-PB型全钢载重子午胎成型机已在多家轮胎厂投入使用，完全知足用户各项要求，尤其是可贴合机械反包式成型鼓的创新使用，使得轮胎成型质量和成型效率有很大的进步，成为全钢载重子午线轮胎成型机两鼓成型机市场上又一主流可选机型