（机械工程专业论文）两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机的改造.pdf

0 j 贵州大学硕士研究生学位论文 摘要 本文是对两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机的改造，它是在充分吸取国内外先进成型机技术的 基础上孕育而成的，提出了符合企业实际运行环境的改造方案。 通过对两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机的改造，使改造初期存在的很多技术问题都得到了很 大的改善改造后整机生产效率有很大的提高，也节约了半部件，由于改造过程中设备的自动化程度的提高， 使得过分依赖人工的操作而制约产品质量和效率的现状也有很大改变。同时原设备的高维修率也得到了很好 的控制。 本文主要是对胎侧和内村层复合件偏歪的改造，在胎侧传送带和调偏机构之间增加托辊，更换传感器 型号使其开口增大，在复合件托板上安装导向辊；超声波裁刀的改造，更换下刀板、改变裁切方式和调整超 声波发生器振幅；卸胎嚣的改造，改机械爪为辊筒式和改变卸胎的方式；传递环伺服电机同步带易断裂的改 造，从程序和传递环驱动器参数里进行了解决# 主机成型鼓灯标移动时易报警的改造，从主机成型鼓灯标驱 动器参数里进行了解决l 重新设计出肩垫胶供料架、绘制出电气原理图、编写程序、进行安装调试。 通过对本次研究课题的深入研究后，发现仍然存在一些技术问题还有待进一步研究或完善，特别是大工 业生产对设备的高要求，也使得对本课题的研究结果将进行不断的修正和完善，这些工作还将延续 关键词：成型机；全钢载重子午线轮胎；复合件；超声波；光标；肩垫胶；程序： 第4 页共5 l 页 ll， 贵州大学硕士研究生学位论文 s i 玎讧m a r y t h i sa t t i c l ed e a l sw i t ht h e f o r m a t i o no fo r e e o m p o u n df u us t e c lc a r r y i n gc a p a c i t ym e r i d i a n t i r es h a p e ro ft w od r u m s w l a i e hi sf i l l l yb a s e do i la b s o r b i n gt h ed o m e s t i ea n df o r e i g na d v a n c e d s h a o e ft e e l m 0 1 0 9 y , a n dt h ep r o p o s e d f o r m a t i o np l a nc o n f o r m st ot h ee n t e r p r i s ea l ：t t l a l e n v i r o n m e n t t h r o u g ht h ei f o n n a t i o nt ot h ep r e - e o m p o u n df u l ls t e c ic a r r y i n gc a p a c i t ym e r i d i a l lt i r es h a p e r o ft w od r u mt y p e ，s o m et e c h n i c a li s s u e sw l a i e he x i s t e da tt l a ei n i t i a ls t a g eo ft l a er e f o r m a t i o nh a v e b e e ng r e a t l yi m p r o v e d a f t e rt h er e f o r m a t i o nt h ee n t i r em a c h i n ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yh a sb e e n g r e a t l ye n l = n e e d , a l s oh a f tp a r tc 舭b es a v e d b e c a u s eo ft h ep r o m o t i o no ft h ea u t o m a t i o n t h e s t a t u sc a l lb eg r e a t l yi m p r o v e dt h a tr e l i e do l lt h em a n u a lo p e r a t i o na n dt h e r e f o r er e s t r i c t sp r o d u c t q u a l i t ya n de 丘i e i e n e y a l s oa tt h es a m et i m et l a ch i g hs e r v i c er a t eo f t h eo r i g i n a le q u i t l m c n ti su n d e r g o o dc o n t r 0 1 t b i sa r t i c l em a i n l yd e a l sw i t ht l a er e f o r m a t i o no ft h es i d ew a l la n di n 山el i n i n gc o m p o u n d c r o o k e dl l l l n $ f o r m a t i o n , a n da d j u s t sb e t w e e nt h el e a n i n go r g a n i z a t i o ni nt h es i d ew a l lc o n y e y e tb e l t t oi n c r e a s eh o l d st h er o l l e r , r e p l a c e st h es c l l s o rm o d e lt oc a 哪i tt oo p e nt l a cm o u t ht oi n c r e a s e , i n s t a l l st h eg u i d a n c er o l l e ro nt h ec o m p o u n dc a r r i e r ；u l l r a s o n i ew a v ec u t t i n gt o o lt r a n s f o r m a t i o n u n d e rr e p l a c e m e n tk n i f eb o a r d , c h a n g ed i n k i n gd i ew a ya n da d u s n l l tu l t r a s o n i cg e n e r a t o r o s c i l l a t i o na m p l i t u d e ；u n l o a d st h ee m b r y ot t l l n s f o r m a t i o n ，c h a n g e st h em e c h a n i c a lf i n g e r n a i l u n l o a d st h ee m b r y of o rt h er o l l e rb a r r e lt y p ea n dt h ec h a n g et h ew a y ；t h e 缸a n s m i s s i o nl i n ks n - v o e l e c t r i c a lm a c h i n e r yi se a s yt h et r a n s f o r m a t i o nw i t ht h ea m b u l a e r u mw h i e l ab r e a k s ，h a sc a r r i e do n t h es o l u t i o nf i o mt h ep r o c e d u r ea n di nt h et r a n s m i s s i o nl i n kd r i v e rp m a m e t e r ；t h et r a n s f o r m a t i o n w h i e l at h em a i ne n g i n et a k e ss h a p et h ed r u ml i g l a tb e a c o nm o v e sw h e ni se a s yt or e p o r tt ot h ep o l i c e t o o ks h a p ei nt h ed r u ml i g l a tb e a c o nd l * i v a l rp a r a m e t o rf r o mt h em a i ne n g i n et oc a l t yo i lt h es o l u t i o n ； t b cr e d e s i g ns h o u l d e rp a dr u b b e rf o rm a t e r i a l d r a w su pt h ec l e e t r i e a ls c h e m a t i cd i a g r a m , t h e c o m p i l a t i o np r o c c d u r c ，c a r r i e so i li n s t a l l st h ed e b u g g i n g t h r o u g ha f t e rt h i sr e s e a r c ht o p i et l a o r o u 窖hr e s e a l l a , d i s e o v c r e ds t i l lh a ds o n l et e c h n i c a l q u e s t i o n sa l s ot ow a i tf o rf u r t h e rs t u d i e so rt h ec o n s m m l m t i o n ，s o e e i a l l yb i gi n d u s t r i a lp r o d u c t i o nt o e q u i p m e n th i g l ar e 哪e s t , a l s ow i l lc a u s et ot h i st o p i cf i n d i n g st oe a r l yo l l 也eu n c e a s i n gr e v i s i o na n d t h ec o n s u m m a t i o n ，t h e s ew o r ka l s ow i l lc o n t i n u e k e y w o r d s ：t i r es h a p i n gm a c h i n e ；a l ls t e e lc a r r y i n gc a p a c i t ym e r i d i a nt i r e ；c o m p o u n d ；u l t r a s o n i c w a v e ；c u r s o r ；s h o u l d e rr u b b e r ；p r o g r a m ； 第5 页共5 l 页 t缸， ，+ ilt， ， j 贵州大学硕士研究生学位论文 两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机的改造 1 绪论 1 1 选题背景，依据及意义 子午线轮胎是轮胎工业发展的主流方向，是我国轮胎行业更新换代的新产品据2 0 0 5 年统计数据：世界汽车轮胎产量迭1 2 亿条，子午化率已接近9 0 其中全钢丝载重子午线 轮胎子午化率北美为9 2 8 ，欧洲为8 9 3 ，日本韩国为9 1 6 而我国产轮胎约1 6 亿条， 但轮胎子午化率仅为5 4 左右，全钢丝载重予午线轮胎子午化率仅为2 3 子午线轮胎是一种 新型结构的产品，具有高速、耐用，节能舒适等优越性能，是轮胎工业更新换代的发展方 向目前世界子午线轮胎的产量已占轮胎总产量的9 0 = x 上，而西方工业发达国家实现或基 本实现轮胎子午化随着子午线轮胎的蓬勃发展，轮胎的生产技术也不断进步，工艺装备更 是日新月异，使轮胎工业从劳动密集型逐步向技术密集型，高科技型转换子午线轮胎的不 断兴起和发展，已成为轮胎生产和消费的宏大潮流至1 9 4 8 年第一条子午线轮胎问世以来， 目前已发展为多种类型的轮胎：轿车轮胎栽重轮胎，工程轮胎，拖拉机轮胎，摩托车轮胎 和飞机轮胎等都已被子午线轮胎所代替，而其它各种斜交轮胎都将逐渐被子午线轮胎所替代 虽然子午线轮胎的制造工艺要求很严格，很复杂，科技含量很高，且生产效率较各种斜交轮 胎低，制造子午线轮胎的设备比制造斜交轮胎的设备昂贵得多，复杂得多，但由于子午线轮 胎较斜交轮胎有九大优点，所以汽车生产部门和运输部门都希望使用子午线轮胎通过各种 各样的性能实验研究发现，子午线轮胎较传统的斜交轮胎有许多优越性，具体介绍如下： 第6 页共5 l 页 、i，十 善 ，r 图1 - 1 全钢丝载重子午线轮胎 图1 - 2 全钢丝裁重子午线轮胎结构组成 1 ) 子午线轮胎耐磨性好：子午线轮胎的带来层刚性高，角度小，每根帘线的长度比胎 面的接地长度长，使轮胎滚动时移动小当汽车转弯时扭转方向盘的角度小，可减少轮胎侧 滑，从实验结果看子午线轮胎和斜交轮胎在负载下的周长，子午线轮胎周长比斜交轮胎长 如果轮胎移动性越大，则耐磨性越差斜交轮胎滚动胎面接地时就会发生蠕动和滑动，较子 午线轮胎易磨损，而子午线轮胎的耐磨性能较斜交轮胎提高了6 0 - 1 2 0 ； 2 ) 子午线轮胎的滚动阻力小：子午线轮胎的滚动阻力比斜交轮胎低3 0 一4 0 ，可以节油 6 8 ；同时子午线轮胎的胎体柔软，不管用哪一种帘线，在行驶中帘线之间没有剪切力，因 此从力学性来看，有利于减少轮胎与地面的滚动阻力 3 ) 子午线轮胎的牵引力和刹车性能好：牵引及刹车的能力可以提高1 0 2 0 ，这主要是 由于子午线轮胎结构完全不同于斜交轮胎，子午线轮胎特殊的轮胎结构所引起的 4 ) 子午线轮胎的转弯能力大：子午线轮胎的侧向力或横向力比斜交轮胎高，主要是子 午线轮胎的带束层角度比斜交轮胎小得多侧向力或转向力如若采用钢丝带束层，则将比斜 交轮胎提高约7 6 * ，若用纤维带束层也可提高约5 0 5 ) 子午线轮胎噪声小：采用子午线轮胎的汽车可降低噪声 6 ) 子午线轮胎的舒适性好：它的径向弹性率比斜交轮胎约低1 8 第7 页共5 l 页 etl ， j 贵州大学硕士研究生学位论文 7 ) 子午线轮胎升热小：子午线轮胎的升熟明显较斜交轮胎小 8 ) 子午线轮胎的高速性能好：子午线轮胎的高速性能较斜交轮胎好。 9 ) 子午线轮胎耐机械损伤性好：子午线轮胎的耐机械损伤性较斜交轮胎好 汽车工业和高速公路的发展对轮胎制造业不断提出新的和更高的要求和挑战同时， 轮胎制造技术的不断改进和完善，也大大提高了汽车的时速及性能，促进了汽车及与其相关 工业的发展，轮胎工艺是橡胶工业中最复杂的工艺和技术轮胎技术对现代工业起着举足轻 重的作用 近年来我国汽车工业和交通运输事业的蓬勃发展，一条条新兴轿车生产线的投产下线， 进口汽车的大量涌入，及高速公路的迅速发展，迫切需要各种高质量的子午线轮胎子午线 轮胎作为橡胶t - i 发展的重点，在我国已具有相当的规模，而加工制造设备则与之夕夕相关， 我国的生产设备由于各种各样的原因，其发展相对落后于发达国家如何提高设备的技术水 平，高科技含量和质量将成为广大科学技术人员，工程技术人员长期而艰巨的任务 1 2 全钢丝载重子午线轮胎成型机简介 子午线轮胎的外胎成型工艺是将符合几何轮廓设计的所有半制品部件，例如胎体层、带 束层、胎冠、胎侧，各种型胶钢丝圈等，按照外胎产品中部件分布位置的要求，精确地， 正确的相互结合并对称地组合起来子午线轮胎的外胎成型有两种方法，一种是两段成型法， 另一种是一次成型法本课题研究的是对两鼓式全钢载重子午线轮胎成型机的改造，该成型 机采用的就是一次成型法一次成型法就是采用传递环将辅机带束层贴合鼓的带束层和胎面 鬟合部件通过传递环传递到主机成型鼓上进行一次法成型载重子午线轮胎六个工字轮料卷 ( 左右子口包布工字轮料卷，左右胎侧胶工字轮料卷、内衬层工字轮料卷，胎体帘布工字轮 科卷) 装在主机供料架上，四个工字轮料卷( 1 蒂带束层工字轮料卷、2 带带束层工字轮料卷、 3 孝带束层工字轮料卷，0 度带束层工字轮料卷) 装在辅机供科架上，肩垫胶采用肩垫胶供料 架进行安装贴合，胎面采用胎面供料架进行安装贴合，里外档钢丝圈采用铜丝圈预置架通过 左右夹持环进行定位安装自动状态下：主机成型鼓上，胎侧胶与内衬层自动导出、传送， 复合自动定长裁断，对齐主机激光灯光标线宽度安装贴合在主机成型鼓上：左右子口包布 自动导出，传送定长，对齐主机激光灯光标线宽度安装贴合在主机成型鼓上；胎体帘布自 动导出，传迭，定长，对齐主机激光灯光标线宽度安装贴合在主机成型鼓上；肩垫胶采用肩 垫胶供科架对齐主机激光灯光标线宽度安装贴合在主机成型鼓上：里外档铜丝圈采用钢丝圈 预置架通过左右夹持环定位安装在主机成型鼓上在辅机带束层贴合鼓上，1 带带束层自动导 出，传送，定长，对齐辅机激光灯光标线宽度安装贴合在辅机带束层贴合鼓上，2 孝带束层自 动导出、传送定长，对齐辅机激光灯光标线宽度安装贴合在辅机带束层贴合鼓上，3 群带来 层自动导出，传送，定长，对齐辅机激光灯光标线宽度安装贴合在辅机带束层贴合鼓上，左 右两条0 度带束层自动导出，传送，定长。对齐辅机激光灯光标线宽度安装贴合在辅机带束 层贴合鼓上；胎面采用胎面供料架对齐辅机激光灯光标线宽度安装贴合在辅机带束层贴合鼓 上传递环自动将辅机带束层贴合鼓上的带束层和胎面的复合件传递副主机成型鼓上，主机 成型鼓自动收缩冲内压，成型完成后。后压辊按照设定的滚动曲线自动滚压胎面，反包完成 后后压辊按照设定的滚动曲线自动滚压胎侧，成型好的轮胎胎胚由传递环自动夹持传递，通 过卸胎器自动卸胎取出 全钢丝载重子午线轮胎的一次成型法工艺一般的操作流程是： 1 ) 胎面带束层复合件的制造第一层铜丝带束层从料卷工字轮上自动导出，经传送带传 送后对齐激光灯光标线宽度，安装贴合在带束层贴合鼓上，带束层贴合鼓表面有磁铁，能够吸 住钢丝带束层从而牢固定位用热刀定长切割，手工操作第一层铜丝带束层两端进行接头 同理，接着依次贴合第二层钢丝带束层、第三层钢丝带束层、第四层钢丝带束层，如同第一 第8 页共5 l 页 ，tf， 贵州大学硕士研究生学位论文 层铜丝带束层一样挨次往鼓上贴合，组成四层的钢丝带束层其中第四层钢丝带来层是0 度 带束层，采用电剪刀切割，且要在带束层贴合鼓上贴合两层已定长栽切好的胎面从专用的胎 面供料架上自动传送到带束层贴合鼓，覆盖在钢丝带来层上安装贴合，手工接头、压实，自动 滚压压实胎面和带束层的复合件带来层传递环自动移动进入带束层贴合鼓的中心线位置夹 持复合的胎面，带束层复合件此时，带束层贴合鼓径向收缩，传递环夹持复合件起移出 带束层贴合鼓，移动到带束层辅机等待位，等待主机成型鼓侧的操作 2 ) 左、右钢丝圈预先安置在钢丝圈预置架上左右两条胎侧胶通过板式供料架同时各自对 齐激光灯光标线宽度安装贴合在成型鼓两侧的表面上，手工接头，压实；内衬层从料卷工字 轮上导出、经传迭带传送，自动定长，超声波裁刀裁切对齐激光灯光标线宽度安装贴舍在 成型鼓上，手工接头，压实；子口包布从料卷工字轮上导出，经予口包布供科架传送，对齐 激光灯光标线宽度安装贴合在成型鼓上；胎体帘布从料卷工字轮上导出，经传送带传送用 热刀定长切割、在成型鼓上采用专用的接头工具接头机、操作接头，手压辊滚压胎体帘布 已定长好的肩垫胶从专用的肩垫胶供料架上自动传送到成型鼓，对齐激光灯光标线宽度覆盖 在胎体帘布上安装贴合手工接头，用手压辊压实 3 ) 里，外档钢丝圈通过左，右夹持环从铜丝圈预置架上取出，传递到成型鼓平面上自动就 位，这时候的钢丝圈部件三角胶呈立式形式成型鼓的撑块部位锁紧到足以卡住钢丝圈，使 胎体复合件定位不能移动 4 ) 轮胎胎胚通过膨胀成型鼓的中央部位并收缩两个钢丝圈到给定间距来进行预定型工艺， 预定型的直径要大于轮胎胎胚定型后的直径接着，传递环特胎面，带束层复合件传递到成 型鼓的中- 心线位置上，轮胎胎胚内被充气成型鼓收缩，使胎体层紧贴牢胎面，带束层复合 件第一次定型气压为0 3 - 0 4 b a r ，第二次定型气压为0 6 - 0 7b a r 带束层传递环自动移 开，然后后压辊按照设定的滚压曲线参数滚压胎面，后压辊气缸压力从0 1 - 0 3 b a r 作相应变 化，侧压辊按照设定的滚压曲线参数滚压钢丝圈三角胶，侧压辊气缸压力从0 i - 0 2 b a r 作相 应变化 5 ) 反包胶囊，助推胶囊被充气后，将胎侧胶、子口包布、内衬层，胎体帘布从成型鼓上平 放位置紧紧贴住钢丝圈反包住侧压辊按照设定的滚压曲线参数从铜丝圈部位逐渐向胎肩部 位滚压，侧压辊气缸压力也相应从0 3 5 0 3 b a r ，0 3 - 0 2 b a r ，0 2 - 0 1 b a r 作相应改变 6 ) 带束层传递环再次移动到轮胎胎胚位置夹持住轮胎胎胚，同时，成型鼓撑块缩回，成型 鼓胎肩位展开到原始大小，即工艺参数要求的平面宽这样，轮胎胎胚就很客易被传递环移 出，移出后置于卸胎器上，由操作人员安放到存胎盘内待用一一准备进入下一工序硫化工序 在我国，全钢丝载重子午线轮胎市场已经呈现为供不应求的势态，但是，正是由于市场 空间可挖掘的潜力巨大，国内具有发展全钢丝载重子午线轮胎设计生产、销售能力的企业， 都在加快发展速度，最大限度地扩大全钢丝载重予午线轮胎生产量，备轮胎企业之间的竞争 异常激烈全钢丝栽重子午线轮胎技术在软件，机器设备原材料的变化，工艺技术等，其 发展都是日新月异的我公司全钢丝载重子午线轮胎的发展正值国内子午胎行业发展的大潮 中，生产设备更新换代速度很快就轮胎成型设备而言，几乎每一代的成型机在我们的生产 现场都在使用下面既对全钢丝载重子午线轮胎成型机结构的变迁及工作原理进行简要的介 绍 1 全钢丝栽重子午线轮胎成型机的变迁 较早的全铜丝栽重子午线轮胎成型机是二次法成型机以北京橡胶研究院机电技术 开发有限公司i i y l 2 1 6 - y t 二次发成型机为代表再后来出现的就是一次法成型机，一次 法成型机有以下几种： ( 1 )两鼓式一次法成型机，其中以天津赛象科技股份有限公司的t t i t 6 - 4 5 c 型 的二鼓式成型机为代表 第9 页共5 l 页 ，ttij_i ， ； 亨 贵州大学硕士研究生学位论文 ( 2 ) ( 3 ) 三鼓式一次法成型机以斯洛伐克m a t a d o r 公司的三鼓式一次法成型机 为代表斯洛伐克m a t d o r 公司最早推出的三鼓式一次法成型机进入我 国市场的是n r 3 型三鼓式成型机我公司所用的是m a t a d o r 新一代三鼓 成型机，即t r 3 型三鼓式一次法成型机 四鼓式一次法成型机，是目前全世界最先进的全钢丝载重子午线轮胎成 型机以荷兰v m i 公司的v a s t 4 四鼓成型机为代表 2 二次法成型机 这种成型机由第一段成型机和第二段成型机组成第一段成型机主要由主机、供料 装置，正反包装置，辊压装置。激光指示灯等构成辊压装置有后压辊和下压辊等主要 部件，主要完成胎侧及胎胚筒的滚压第二段成型机主要由主机、无胶囊机头，传递环， 贴合鼓，激光指示灯，胎面供料架，带束层供料架等构成目前我公司全钢丝载重子午 线轮胎不用这类成型机生产 3 二鼓式一次法成型机 3 1 二鼓式一次法成型机基本结构 我公司所用的二鼓式一次法成型机是天津赛象科技股份有限公司的t t r g 一4 5 c 型一 次法成型机，其工作原理就是分别利用胶囊成型鼓和带束鼓完成一次成型，利用传递环 将两个半部件筒在胶囊成型鼓上组合，并在胶囊成型鼓上完成定型、滚压，做成轮胎胎 胚 主要构件：如下图1 - 3 所示 1 带束层供料装置；2 带束鼓机箱；3 带束鼓4 卸胎器；5 带束层传递环；6 内衬层胎体 帘布，子口加强层供料装置；7 胶囊成型鼓；8 钢丝圈夹持环；9 电控柜；l o 滚压装置：1 1 主机箱；1 2 胎面供料架 图卜3 t t r g - 4 5 c 型两鼓式一次法成型机结构简图 从机械传动上来说，此类成型机较复杂的传动部分一是主机箱，二是滚压装置主机 箱内有一台主机交流伺服电机，其内置的编码器主要是控制胶囊成型鼓旋转角度主机箱内 第1 0 页共5 l 页 贵州大学硕士研究生学位论文 另外还有一个编码器，在主机箱左上端，它主要控制胶囊成型鼓的展开和收缩滚压装置有 后压辊及侧压辊两部分，分别完成滚压胎面、辅助完成反包和滚压胎侧等动作 3 2 气动系统 ( 1 ) 主机头内有两种旋转密封第一种是在成型鼓气路分配器处，4 个分配器共需1 6 个 旋转密封圈第二种是机头与鼓交接处有一小旋转密封圈，实现机头内轴与外轴之间 的密封另在机头主轴内套处有静密封，此处共有9 个o 型密封圈从而实现机 头密封动静结合完成成型鼓各气路动作； ( 2 ) 胎里充气( 定型) 采用比例阀数字控制，可通过p l c 预先设定参数进行调整： ( 3 ) 内衬层，胎体帘布送料托板采用自锁气缸，防止气缸下坠等 3 3 控制系统 采用德国力士乐i n d r a m a t 生产的b t y 一3 0 工控机系统这个系统带有一个1 0 英寸 的彩色液晶显示屏，作为人机接口，它可实现以下功能： i ) 设备状态显示及操作提示： 2 ) 工艺数据的输入，修改和显示： 3 ) 设备故障的显示和诊断 第“页共5 l 页 壅塑查堂堡主旦塞圭堂堡垒奎 4 三鼓式一次法成型机 图卜4 i n d r a m a t 编程软件界面 全钢丝载重子午线轮胎的三鼓式成型机大约从1 9 9 5 年以后开始较大规模发展我公司使 用的三鼓式成型机是由斯洛伐克m a t a d o r 橡胶轮胎机械公司生产的m a t a d o r 公司较早进入 中国市场的是n r 3 型三鼓成型机我公司所用的是在胍3 基础上改进的t r 3 型三鼓成型机 4 1 帆3 型三鼓成型机 m r 3 型三鼓成型机共有三个鼓：机械鼓( u 鼓o n i s t a g od r u m ) ，胎体鼓( c 鼓 c a r c a s sd r u m ) ，带束鼓( b 鼓b e l t d r u m ) 胎体鼓和带束鼓主要成型半部件筒，通过 胎体传递环( 此环同时起到夹持钢圈的作用) 和带束层传递环( 此环同时起到卸胎的作用) 传递到机械成型鼓上复合，充气，反包，定型形成胎胚 n r 3 型三鼓成型机结构如下图1 5 所示： 1 胎体鼓；2 胎侧供料架；3 激光灯标识架；4 胎体鼓机箱；5 电控柜：6 内衬层，帘 布，子口加强层供料架；7 上钢丝圈架；8 胎体传递环；9 机械鼓；1 0 卸胎器；1 1 刺孔架； 1 2 带束传递环；1 3 胎面供料架；1 4 带束鼓；1 5 滚压装置；1 6 胎肩垫胶供料架：1 7 机械 鼓，带束鼓机箱；1 8 带束层供料架 第1 2 页共5 l 页 贵州大学硕士研究生学位论文 图1 - 5 n r 3 型三鼓一次法成型机结构简图 4 2t r 3 型三鼓成型机 t r 3 型三鼓成型机在n r 3 型三鼓成型机基础上改进而来机构上进行了较大的简化 t r 3 型三鼓成型机结构如下图卜6 所示： 1 胎体鼓；2 胎肩垫胶供料架；3 激光灯标识架；4 胎体鼓机箱；5 内村层胎侧复合件， 子口加强层供料架；6 胎体传递环；7 上钢丝圈架；8 卸胎器；9 带束层传递环；1 0 滚压装置； 1 1 机械成型鼓鼓；1 2 胎面供料架；1 3 带束层鼓；1 4 机械成型鼓带束层鼓机箱；1 5 带束 层供料架；1 6 电控柜； 图1 - 6 t r 3 型三鼓一次法成型机结构简图 4 3n r 3 型与t r 3 型三鼓一次法成型机结构上的相同之处： ( 1 ) 机械成型鼓与带束层鼓都是用同一个空心主轴转动，用花键套联接； ( 2 j 胎体鼓上均有真空吸附装置； ( 3 l 两类成型机的机械成型鼓结构基本相同，都用伞形指形块反包； ( 4 j 胎体传递环基本相同，都能起到夹持钢圈，吸附胎体复合件筒的作用，工作原理 也相同； ( 5 ) 5两类成型机的带束传递环工作原理相同均起到卸胎和传递带束复合件的作用 4 4n r 3 型与t r 3 型三鼓一次法成型机结构上的不同之处： ( 1 ) 滚压装置：n r 3 型成型机滚压装置结构较复杂，胎肩垫胶供料装置也在此处， 显得很臃肿，设备维修空间狭窄t r 3 型成型机滚压装置要简单一些，两个压辊制 成哑铃状，结构简化 ( 2 ) 卸胎器：n r 3 型成型机卸胎架仍类似于两鼓成型机的卸胎器，是翻转式卸胎器 t r 3 型成型机的卸胎器是平移式卸胎器卸胎虽平稳，安全，但所占空间较大 ( 3 ) 上钢丝圈架：n r 3 型成型机上钢丝圈架占空间较多，由于它的胎体传递环设计 得不够灵活，只能从两端夹持到钢丝圈t r 3 型成型机从胎体传递环的中部上钢丝 圈，所占空间较小 4 ) 胎肩垫胶供料架：n r 3 型成型机胎肩垫胶供料架在滚压装置处，从机械成型鼓 后面上垫胶t r 3 型成型机胎肩垫胶供料架在胎体鼓前，从胎体鼓前上垫胶 1 5 ) 刺孔架：t r 3 型成型机无刺孔架 1 6 ) 电控柜：n r 3 型成型机电控柜在胎体鼓侧，t r 3 型成型机在带束鼓侧 第1 3 页共5 l 页 贵州大学硕士研究生学位论文 ( 7 ) 胎侧，内衬层供料：t r 3 型成型机由二者先复合后再供料，n r 3 型成型机二者分 别供料，胎侧供料架还在胎体鼓之前 8 ) 带束层供科架：n r 3 型成型机带束层供科架是可移动式，带束层的选择由程序 控制汽缸推拉供料架移动的位置来决定t r 3 型成型机带束层供料架是用中部的可 移动1 # 、3 # 带束层小车来实现各带束层贴合时位置的转换，并用b s t 纠偏装置调偏 结构简洁 由以上几点对比可知经n r 3 型成型机改进以后的t r 3 型成型机滚压装置及上铜丝圈 架等设备机械结构大大简化；卸胎器更方便于工厂的自动化程序t r 3 型成型机的 结构更简单，各g g - j 布局也更合理了 5v m i 四鼓成型机 图i - 7 s i e b i e n s 编程软件界面 v m i 霹鼓成型机的四个鼓分别是：两个机械成型鼓，一个胎体鼓，一个带来层鼓也有 两个传递环，胎体传递环和带束传递环胎体鼓和带束鼓主要成型半部件筒，通过胎体传递 环( 此环同时起到夹持钢丝圈的作用) 和带束层传递环( 此环同时起到卸胎的作用) 传递到 机械成型鼓上复合，克气、反包、定型形成胎胚由于有两个机械成型鼓来定型，每班产量 比三鼓成型机约增加2 5 v m i 四鼓成型机结构如下图1 - 8 所示： 第1 4 页共5 1 页 贵州大学硕士研究生学位论文 弘_ ； 翌隳 - 1 2 五。厂1 l _ j u 。百叫坩忸刖l 1 3 1 带束层鼓；2 带束鼓机箱；3 带束层供料架；4 带束层传递环；5 滚压装置；6 机械 成型鼓一；7 机械成型鼓二；8 胎肩垫胶供料架；9 机械成型鼓机箱；1 0 胎体传递 环；1 1 胎体鼓；1 2 内衬层胎侧复合件、子口加强层供料架：1 3 胎体鼓机箱；1 4 胎 面供料架：1 5 卸胎器 图1 - s v m i 四鼓成型机结构简图 5 1 各机箱 ( 1 ) 胎体鼓机箱 用于支撑并旋转胎体鼓，头架上舍有一个安装在钢性焊接钢架上的基础板，支 撑一个水平中空主轴在一个回转的环中运转中空轴的前端与圆形法兰连接该法 兰能够快速松脱连接，由一个交流伺服电机驱动主轴旋转，使胎体鼓能以高速或低 速正反转旋转 ( 2 ) 机械成型鼓机箱 这个机箱下面是一个舍有旋转结构的装置，可旋转1 8 0 度，定位鼓的主轴位于 钢性机箱内在每个机械鼓中空的轴内都有一个丝杠，它的旋转与主轴同心丝杠 在定型过程中胎圈向内收缩，中空大轴由于机箱内部制动器而被锁定，丝杠独立旋 转定型机械成型鼓内存6 路独立的气路，气路与m a t a d o r 机械成型鼓类似这些 气路动作主要有：胎圈锁定，块式胎肩支撑、定型，机械反包这个机座下是一个 齿轮轴承，两个机械成型鼓的机箱就在齿轮轴承上方伺服电机安装在外面以方便 维护维修，旋转结束位通过可调的端部停止装置来保证 ( 3 ) 带束层鼓机箱 带束层鼓机箱安装在两个固定的直线导轨上，机头架内含有钢性结构单元通 过一个交流伺服电机驱动同步带带动带束层鼓进行旋转。带束层鼓机箱内另有一个 伺服电机，它可对鼓直径进行设定和控制在越要情况下，可通过鼓端头的强制停 止装置，使带束鼓强制停止在两个特定设定位置上 5 2 各个鼓 1 1 ) 胎体鼓 用于成型内衬层胎侧复合件，胎体帘布、子口包布等半部件复合件采用真空吸 第1 5 页共5 l 页 贵州大学硕士研究生学位论文 附系统 法 鼓直径： 胎体鼓表面采用等离子涂层处理鼓主轴法兰用螺栓相连接，可用快速连接 i 型：2 0 “；2 2 5 。；2 4 。及2 4 5 ( 4 0 6 2 0 m t n ) 型：1 7 5 。：1 9 5 ( 3 9 5 - 5 2 0 m m ) ( 2 ) 机械成型鼓 反包指形器及反包动作类似m a t a d o r 机械成型鼓，机械成型鼓包括一中空主轴 内有一丝杠，丝杠上带有一左旋及右旋的丝杠母及其驱动联接器当机械成型妓机箱 内离舍器动作时，丝杠旋转，主轴固定，鼓筒左右部分可同时向内移动，通过内部 空气压力，使胎体半部件筒定型为胎胚形状与m a t a d o r 机械威型鼓不同之处在于i 机械成型鼓块式胎肩支撑装置，其作用是在反包过程中支撑胎圈及三角胶 1 3 ) 带束层鼓 带束层鼓由2 4 决铝制扇型块构成，其表面具有磁性此带束层鼓与两鼓三鼓 带束层鼓最大的不同之处是它可通过参数菜单来完成直径设定 5 3 滚压装置 滚压装置安装在机械成型鼓后的传递轨道上。是一个组合焊接框架结构，仅有 两个压辊，我们称之为压合辊压辊的气动制动系统可控制压辊动态压合胎面胎 肩、胎侧压辊运动位置由编码器来控制完成，滚压曲线由参数菜单设定控制 图卜9 r s l o g i x 编程软件界面 6 各类成型机的使用情沉对比 二次法成型机主要在半钢子午线轮胎生产中使用，由于需用两段成型机来生产，+ t - - i t g - 的精度要求较高，否则产品均匀性不客易保证胶囊式二鼓式一次法成型机生产效率较二次 法成型机有了很大的提高，但胶囊成型鼓在使用中却又出现了胶囊更捷，里外胶囊不对称， 第1 6 页共5 l 页 ， ， 贵州大学硕士研究生学位论文 废弃胶囊处理等一系列问题三鼓式一次法成型机在使用中应用了机械成型鼓避免了胶囊鼓 使用中的一系列问题，且用胎体鼓和带束鼓分别供应半部件，机械成型鼓定型，反包生产效 率得到了进一步的提高四鼓式一次法成型机由于有两个机械鼓来完成定型反包功能，机 械成型鼓等待时间被最大限度的减少生产效率得到了更大的提高 1 3 对天津赛象两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机改造的目的和意义： 本课题是对天津赛象两鼓式预复合全铜丝载重子午线轮胎成型机的改造而全钢丝载重 子午线轮胎作为贵州轮胎股份有限公司的拳头产品一直是供大于求的现状，特别是在作为出 口创汇产品上而对天津赛象两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机的改造，主要是针 对该成型机与国外的先进成型机设备相比存在一些不足、缺陷而进行的局部改造国外先进 设备如荷兰v m i 公司的v a s t 4 型全铜栽重子午线轮胎成型机、斯洛伐克m a t a d o r 公司的t r 3 型全铜载重子午线轮胎成型机该类成型机设备都具有自动化程度高，产质量好，运行稳定、 节余能源等优点v m i 成型机最大的特点在于它有两个机械成型鼓，两个机械成型鼓通过转 动这种方式来轮换进行轮胎胎胚生产，大大提高了生产效率；m a t a d o r 成型机最大的特点在 于它采用先进的s i e m e n s 现场总线p r o f i b u s 和a s i 网络控制，大大提高了设备的网络化、智 能化和集成化。i 成型机班产( 8 小时) 可达1 6 0 条，m a t a d o r 成型机班产可迭1 2 0 条与 国外的先进成型机相比较，而天津赛象的两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机存在一 些不足和缺陷，如：卸胎器的机械爪会撑变形轮胎胎胚形状，造成硫化后的成品胎胎圈变形 和子口裂等工艺缺陷：超声波裁刀经常裁不断胎侧和内衬层的复合件，严重时甚至损坏超声 波裁刀刀片，造成大量的停机时间和花费过高的维护费用；肩垫胶的移动供料架，安装贴合 的精度差，劳动强度较大，安装贴合时人为的随意性大；主机成型鼓激光灯移动时经常报警， 造成大量的停机时间；传递环同步带经常断裂，造成大量的停机时间和增加了维修时间；后 压辊旋转编码器的联轴器常扭断；而胎侧和内衬层复合件时常会发生偏歪，严重影响生产， 增添劳动强度且整机生产效率低下，半部件浪费大，过分依赖人工的操作，故障率高等 如果能通过对上述问题的成功改造，将使设备更能适应当今大工业生产化的需要，同时降低 了生产成本，提高了生产效率，将能更好地为企业服务，为企业创造更大的价值 天津赛象的两鼓式预复合全钢丝载重子午线轮胎成型机作为国产的最好的成型机( 成型 机也是全铜丝载重子午线轮胎的最为重要的生产设备) ，而且该类成型机设备成本较低，维护 维修较为容易，比较适合我们的国情、厂情所以对该类成型机设备的改造成为企业技术改 造的重点攻关项目，通过技术改造将使设备缩小与国外先进设备的差距，提高全钢载重子午 线轮胎的生产质量生产效率和节约生产成本，使设备能更好的适应不同轮胎尺寸的生产加 工这样不仅能为企业节约大量的资金，还能使设备更能适应生产要求和满足工艺的需要， 同时将大大降低生产成本。提高生产效率，提高产品质量，有效的降低停机率还提高了广 大工程技术人员的专业技术水平，可谓一举多得通过改造使设备更能适应当今大工业生产 和实际的需要，同时降低了成本提高了效率能更好地为企业服务，是企业技术改造的当务之 急! 对贵州轮胎股份有限公司的两鼓式预复合全钢丝载重子午线成型机的改造，不仅能使设 备技术含量有很大的提高，许多工序的改造趋近自动化控制或半自动化控制，也很贴近国企 的生产实际。使生产效率也能得到很大的提高通过改造提高了广大工程技术人员的专业水 平节约了大量购进设备的资金，很符合大型国有企业的需要。有很高的实用性和可行性 且依托国外的先进设备如荷兰v m i 公司的v a s t 4 型全铜载重子午线轮胎成型机，斯洛伐克 m a t a d o r 公司的t r 3 型全钢载重子午线轮胎成型机，能缩短与世界先进成型机设计技术，制 造技术的差距，提高我国的全钢载重子午线轮胎成型机的生产水平，前景良好! 第1 7 页共5 l 页 ， 贵州大学硕士研究生学位论文 2 研究的主要内容和改造方案的确定 2 1 p l c 简介 2 1 1p l c 概述 可编程程序控制器( p r o g r a m m a b l ec o n t r o ll e r ) ，因为早期主要应用于开关量的控制，因 此也称为p l c ( p r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o ll e r ) ，即是可编程逻辑控制器现代的可编程 逻辑控制器是以微处理器为基础，高度集成的新型工业控制装置，是计算机技术与工业控制 技术相结合的产品 p l c 自问世以来，经过4 0 年的发展，已经成为最受欢迎的工业控制类产品它之所以高 速发展，除了工业自动化的客观需求外，还有许多独特的有点它较好的解决了工业控制领 域中普遍关一心的可靠，安全，灵活、方便，经济等问题 2 1 2 p l c 系统的产生 2 0 世纪6 0 年代，由于小型计算机的出现和搭规模生产以及多机群控的发展，人们曾试图 用小型计算机来实现工业控制，代替传统的继电接触器控制。传统的继电接触器控制由于它 结构简单、容易掌握价格便宜，能在一定范围内( 特别是在工作模式固定工作方式简单 的场合) 满足自动控制的需要，因而使用面甚广，在一定时期内在工业控制领域中曾占主导 地位随着生产的发展，控制要求愈来愈复杂，采用继电器的类型和数量就不得不大量增加， 电器之间的连接也就非常复杂，使控制柜的体积非常庞大，大大增加了生产控制柜的难度； 在继电接触器控制系统中，一个继电器或一条连线出现故障，都会造成整个系统运行的不正 常，而且由于系统的复杂，给查找和排除故障带来困难，维修非常不便；当生产工艺或对象 改变时，原来的接线和控制柜就要改接或更换。不利于产品的更新换代，因此继电接触器控 制系统的通用性和灵活性都远远不够因此，为了满足现代生产的需求，人们自然对控制系 统提出了更可靠、更经济、更通用，更灵活，易维修等要求但采用小型计算机实现工业控 制价格昂贵，输入、输出电路不匹配，编程技术复杂( 因为当时计算机的接口技术，编程技 术还远远没有达到目前的水平) ，因而没能得到推广和应用 六十年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家汽车型号不断更新，其加工的生 产线亦必须随之改变，对整个控制系统要重新配置，因此，1 9 6 8 年美国通用汽车公司( 删) 公开招标，对控制系统提出具体要求： ( 1 ) 编程简单，可在现场修改程序； ( 2 ) 维修方便，采用模块化结构，即插件式； ( 3 ) 可靠性高于继电器控制系统，能在恶劣环境下工作； ( 4 ) 体积小于继电器控制柜： ( 5 ) 价格便宜，成本应可与继电器控制系统竞争； ( 6 ) 输入，输出可以采用市电，电流迭到一定要求( 2 以上) ，可直接驱动继电器和电磁 闵： ( 7 ) 具有数据通讯功能，数据可直接送入管理计算机； ( 8 ) 易于系统扩展，在扩展系统时只要很小变更； ( 9 ) 用户程序存储器容量至少能扩展到4 k 以上 这些要求实际上提出了将继电器控制系统的简单易懂、使用方便，价格低的优点与计算机 的功能完善灵