陶磊，申家盛，賀平均，孫文斌

(風(fēng)神股份有限公司，河南 焦作 454003)

全鋼輪胎生產(chǎn)制造中雜物缺陷主要有兩大來源，一個(gè)是膠料原材料中固有雜物，一個(gè)是生產(chǎn)過程中帶入的雜物。成型工序作為胎坯硫化前的最后一道工序，成為減少雜物產(chǎn)生的主要屏障。我公司該工段現(xiàn)使用的兩鼓、三鼓成型機(jī)PE膜與半成品物料分離，使用普通卷軸進(jìn)行PE膜卷取，主要由減速機(jī)帶動(dòng)卷取方杠及卷軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行導(dǎo)開。其不可控的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為半成品部件在組合成型前均黏性較好，經(jīng)常存在員工在設(shè)備上割除卷軸取不掉的PE膜，造成碎屑黏、掉落黏在物料上且不易發(fā)現(xiàn)。因此如何減少成型過程中半成品部件帶入PE膜碎屑的風(fēng)險(xiǎn)，成為急需解決的問題。

根據(jù)本公司及其他輪胎制造企業(yè)X光合格率數(shù)據(jù)的分析，泡類缺陷、雜物類缺陷占廢次品總數(shù)的20%～25%，大部分原因是由于PE膜碎屑黏在半成品物料上造成，以下將對(duì)作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1 普通PE膜卷軸影響輪胎質(zhì)量的情況分析

1.1 成型機(jī)普通PE膜卷軸使用情況分析

輪胎制造企業(yè)成型機(jī)設(shè)備卷取PE膜的卷取卷軸種類較多材質(zhì)不同，多為玻璃鋼、鐵質(zhì)、呢絨、橡膠等，其弊端：更換投用量大、造價(jià)高、使用壽命短、屬易損工裝器具（如圖1所示），大幅度增加了生產(chǎn)性消耗。

圖1 現(xiàn)輪胎制造企業(yè)成型機(jī)普通PE膜卷軸

1.2 PE膜割除質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)

我們通過BBS(基于安全的作業(yè)觀察)工具的運(yùn)用，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐作業(yè)觀察及分析發(fā)現(xiàn)，成型機(jī)PE膜卷取由減速機(jī)帶動(dòng)卷取方杠及卷軸旋轉(zhuǎn)，PE膜在卷取過程中由于張力過大，實(shí)測(cè)約為200 N，卷軸受力卡死在卷取方杠軸上無法取下，致使作業(yè)人員需處于設(shè)備卷取位上使用刀具手動(dòng)割去PE膜（如圖2所示），造成碎屑掉落黏貼至物料上或掉落至設(shè)備縫隙之間，且生產(chǎn)中難以防止及發(fā)現(xiàn)，是造成泡類缺陷及雜物類缺陷的主要原因。同時(shí)作業(yè)人員在進(jìn)行日清日潔時(shí)，需使用毛刷對(duì)間隙處碎屑進(jìn)行清理，給作業(yè)人員帶來困擾。

圖2 原PE膜卷取割輥方式

1.3 安全風(fēng)險(xiǎn)分析

以兩鼓成型機(jī)為例，我們觀察發(fā)現(xiàn)員工使用壁紙刀，每班次需割取塑料布輥6～8次，每割除一個(gè)塑料布輥需要反復(fù)劃割20～25次，每班需要重復(fù)動(dòng)作約為200次。同時(shí)成型機(jī)副機(jī)供料架PE膜卷軸卷滿后，卷軸上、下部位距離分別約為14 cm，左右部位距離分別約為15 cm，由于空間受限不易觀察，員工在割除PE膜時(shí)刀刃向身體方向劃刀（如圖3所示），存在割傷的風(fēng)險(xiǎn)。

我們通過作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)LEC法判定，對(duì)觀察出的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)：L（6）×E（6）×C（1）=D（36），為二級(jí)不可承受風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 兩鼓成型機(jī)副機(jī)供料架PE膜卷取部位

2 PE膜卷取的改進(jìn)技術(shù)方案

我們通過BBS現(xiàn)場(chǎng)觀察建立公關(guān)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行商討，將傳統(tǒng)的卷軸替代改進(jìn)為一種脹縮式PE膜卷取輥（如圖4所示），主要解決的技術(shù)問題是將傳統(tǒng)的PE薄膜在卷取輥上卷成卷之后，難以從卷取輥上快速單獨(dú)取下。將原普通卷軸進(jìn)行替代及取消后，不但能夠提高員工的工作效率，減少安全作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，更重要的是解決現(xiàn)場(chǎng)因PE膜碎屑污染而造成工藝過程中的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。

2.1 脹縮式PE膜卷取輥主要結(jié)構(gòu)

脹縮式PE膜卷取輥通過脹縮機(jī)構(gòu)的徑向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)卷取輥直徑的增大或縮?。ㄈ鐖D4所示）。實(shí)現(xiàn)其功能的部件包括兩支撐側(cè)板，兩支撐側(cè)板通過脹縮絲杠連接，脹縮絲杠的一端穿過一支撐側(cè)板的中心與脹縮手輪連接，脹縮絲杠的另一端與另一支撐側(cè)板的中心連接，另一支撐側(cè)板的外側(cè)與旋轉(zhuǎn)法蘭固定連接，旋轉(zhuǎn)法蘭外接動(dòng)力源，脹縮絲杠的中部設(shè)置有一對(duì)旋向?qū)ΨQ的脹縮絲母，脹縮絲母上設(shè)置有可徑向伸縮的脹縮機(jī)構(gòu)，脹縮機(jī)構(gòu)的一端固定在脹縮絲母上，脹縮機(jī)構(gòu)的另一端與一塊圓弧面板固定連接。

脹縮機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)十字錐形塊和4個(gè)等腰梯形塊，兩個(gè)十字錐形塊分別固定在一對(duì)旋向?qū)ΨQ的脹縮絲母上，等腰梯形塊固定在與其相對(duì)應(yīng)的圓弧面板上，兩個(gè)十字錐形塊和4個(gè)等腰梯形塊之間通過第一滑動(dòng)結(jié)構(gòu)滑動(dòng)連接。

圖4 脹縮式PE膜卷取輥剖面圖

第一滑動(dòng)結(jié)構(gòu)（如圖5所示）包括設(shè)置在兩個(gè)十字錐形塊與等腰梯形塊的腰相對(duì)應(yīng)的邊上的第一滑塊，和設(shè)置在等腰梯形塊的腰上的與第一滑塊相配合的第一滑道，第一滑塊可沿第一滑道滑動(dòng)。相對(duì)設(shè)置的兩塊圓弧面板的一端分別固定設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)向梯形塊，導(dǎo)向梯形塊與相對(duì)應(yīng)的支撐側(cè)板之間通過第二滑動(dòng)結(jié)構(gòu)滑動(dòng)連接，導(dǎo)向梯形塊對(duì)圓弧面板主要起到支撐作用，防止圓弧面板的兩端發(fā)生彎曲或凹陷。

圖5 第一滑動(dòng)結(jié)構(gòu)的橫截面的結(jié)構(gòu)圖

第二滑動(dòng)結(jié)構(gòu)（如圖6所示）包括設(shè)置在支撐側(cè)板內(nèi)側(cè)的第二滑塊，和設(shè)置在導(dǎo)向梯形塊7與支撐側(cè)板相對(duì)的邊上與第二滑塊相配合的第二滑道，第二滑道可沿第二滑塊滑動(dòng)，兩支撐側(cè)板之間設(shè)置有支撐連接軸，支撐軸的主要作用是支撐整個(gè)脹縮式PE膜卷取輥裝置，使其更牢固。

圖6 第二滑動(dòng)結(jié)構(gòu)的橫截面的結(jié)構(gòu)圖

2.2 脹縮式PE膜卷取輥主要工作過程

當(dāng)需要增大PE膜卷取輥的直徑時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)脹縮手輪，驅(qū)動(dòng)脹縮絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，脹縮絲杠驅(qū)動(dòng)旋向?qū)ΨQ的脹縮絲母進(jìn)行同步向中心點(diǎn)的軸向移動(dòng)，和脹縮絲母固定連接的兩個(gè)十字錐形塊跟隨脹縮絲母向脹縮絲杠的中心移動(dòng)，兩個(gè)十字錐形塊擠壓中間的脹縮梯形塊，使得十字錐形塊上的第一滑塊沿脹縮錐形塊上的第一滑道滑動(dòng)，第一滑道帶動(dòng)脹縮梯形塊做徑向移動(dòng)，圓弧面板在脹縮梯形塊的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)膨脹，圓弧面板又帶動(dòng)導(dǎo)向梯形塊沿徑向移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的外徑的增加。此時(shí)，可以將PE膜頭端手動(dòng)纏繞到卷取輥的圓弧面板上2圈后，將設(shè)備打到自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)線聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)卷取。導(dǎo)向梯形塊實(shí)質(zhì)上是通過支撐側(cè)板支撐圓弧面板的，圓弧面板帶動(dòng)導(dǎo)向梯形塊沿徑向移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向梯形塊上的第二滑道沿支撐側(cè)板內(nèi)側(cè)的第二滑塊滑動(dòng)，當(dāng)需要卸下卷好的PE膜時(shí)，只需將卷取輥停下，并將脹縮手輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到極限位置，此時(shí)卷取的整卷PE膜就和卷取輥脫離，操作人員可以輕松將整卷PE膜取下。

3 結(jié)束語

脹縮式PE膜卷取輥制作費(fèi)用約為2 500元/每個(gè)，每臺(tái)成型機(jī)共計(jì)6個(gè)PE膜卷取工位合計(jì)投入約為1.5萬元，它替代了傳統(tǒng)成型機(jī)上PE膜卷取方杠轉(zhuǎn)動(dòng)配套卷軸卷取的方式，從而消除了普通卷軸的大規(guī)模投用及每年的損壞消耗投用，消除了刀具的投入及使用的風(fēng)險(xiǎn)，從安全、質(zhì)量、生產(chǎn)性消耗、效率、員工士氣多方面得到長久收益。

3.1 成品胎質(zhì)量收益

以單臺(tái)兩鼓成型機(jī)為例，原胎里泡每月5～7條，安裝漲縮式PE膜卷取輥后平均每月降低至0～1條，按每月減少6條計(jì)算，全年預(yù)計(jì)減少成品胎損失 12（月）×6條×400（每條成品胎降級(jí)損失）=2.88萬元。

3.2 安全收益

原成型機(jī)作業(yè)人員必須要使用壁紙刀進(jìn)行割輥，屬于刀具割傷風(fēng)險(xiǎn)的高發(fā)崗位，改進(jìn)后成型崗位可取消使用刀具割輥?zhàn)鳂I(yè)所帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)（割傷、站在設(shè)備上割輥摔傷），改善運(yùn)行后我們進(jìn)行二次作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及BBS觀察，從原二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)降低至L（1）×E（6）×C（1）=D（6）（一級(jí)可控風(fēng)險(xiǎn)）。

3.3 效率收益

以單臺(tái)兩鼓成型機(jī)為例，每臺(tái)成型機(jī)6處PE膜卷取工位，每班次可減少員工割輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)間6×70 s（每個(gè)輥減少的時(shí)間）=7 min，每臺(tái)成型機(jī)全天可節(jié)約21 min，全年共計(jì)節(jié)約時(shí)間12（月）×30（天）×21 min=126 h，單機(jī)臺(tái)全年可節(jié)約工時(shí)費(fèi)126×20=2 520元。

3.4 員工士氣提升

漲縮式PE膜卷取輥改造運(yùn)行后解決員工用手和小刷子在空間狹小處夠、掏塑料布碎屑的情況，消除員工打掃衛(wèi)生的困擾，提高打掃衛(wèi)生的效率，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。