王 貴

（天津賽象科技股份有限公司，天津 300384）

目前，在胎面聯(lián)動生產(chǎn)線中，常見裁斷裝置的定長多采用伺服電機(jī)直接驅(qū)動傳送帶帶動胎面輸送所要求的規(guī)格長度，伺服電機(jī)的驅(qū)動定位精度滿足目前定長的要求[1]。然而，整個定長驅(qū)動過程從啟動到停止，是一個快速加速和減速的過程，輸送帶相對于驅(qū)動輥和胎面相對于輸送帶之間都無法避免相對的滑動，從而導(dǎo)致胎面實(shí)際輸送長度并不等于理論計算長度。而且，胎面長度越大，偏差會越大。因此部分輪胎廠對裁斷定長提出了較高要求。為此，本工作設(shè)計出一種新型裁斷定長檢測裝置，現(xiàn)介紹如下。

1 新型裁斷定長裝置布局

目前，胎面聯(lián)動生產(chǎn)線裁斷定長裝置主要包括裁斷機(jī)構(gòu)、裁斷輸送機(jī)構(gòu)、吹干輥道和快速分離裝置，其布局如圖1所示。

圖1 新型裁斷定長裝置布局示意

裁斷輸送機(jī)構(gòu)不宜過長，因此將定長的對射光電組放置于吹干輥道范圍內(nèi)檢測，這樣不僅能節(jié)約制造成本，而且由于吹干輥道之間存在間隙，定長的光電組對射檢測機(jī)構(gòu)就可以采用上下對射式的方式。相對于水平對射式檢測，上下對射式對胎面輸送過程中的傾斜和跳動所造成的檢測變差影響較小。

2 胎面半成品裁斷及其定長的工作過程

根據(jù)不同的輪胎規(guī)格，每個輪胎廠對胎面半成品規(guī)格（包含胎面長度、厚度、寬度和裁切后的斷面角度等信息）要求也不相同。本工作選用胎面半成品長度為2 500～3 800 mm，寬度為193～349 mm，厚度為11.3～31.7 mm，裁切后的斷面角度為20°～45°。

選取兩種胎面進(jìn)行說明，其長度分別為最短長度（2 500 mm）和最長長度（3 800 mm），寬度均為200 mm，厚度均為30 mm，裁切后的斷面角度均為30°。長度為2 500 mm的胎面半成品裁斷及其定長的工作過程如下。

（1）裁斷輸送機(jī)構(gòu)和定長吹干輥道將胎面半成品進(jìn)行輸送，當(dāng)胎面半成品最前端輪廓被對射光電組1檢測到時，觸發(fā)信號反饋給裁斷輸送機(jī)構(gòu)的伺服驅(qū)動器，此時胎面半成品長度相當(dāng)于2 323 mm。

（2）裁斷伺服驅(qū)動器接收到信號，根據(jù)提前設(shè)置好的長度規(guī)格程序，繼續(xù)驅(qū)動伺服電機(jī)進(jìn)行一個減速過程的胎面輸送，輸送長度為177（2 500-2 323） mm，至此完成輸送。

（3）輸送完成后，裁刀機(jī)構(gòu)收到裁斷信號指令，裁刀動作將胎面半成品裁斷，然后裁刀縮回，裁斷輸送機(jī)構(gòu)和吹干定長輥道將胎面半成品輸送到下一個工序。

至此，長度為2 500 mm的胎面半成品完成第1條裁切，第2條裁切重復(fù)上述步驟即可。

長度為3 500 mm的胎面半成品定長裁切原理與長度為2 500 mm的相同，不同之處在于使用對射光電組2進(jìn)行檢測，當(dāng)對射光電組2檢測到胎面半成品時，胎面半成品仍需被輸送的長度為810（3 800-2 990） mm。

可以看出，相對于傳統(tǒng)只靠伺服電機(jī)直接驅(qū)動傳送帶帶動胎面輸送所要求的規(guī)格長度，此方法可以縮小誤差。以長度為2 500 mm的胎面半成品裁斷為例，傳統(tǒng)裁斷裝置將胎面半成品通過伺服電機(jī)驅(qū)動輸送2 500 mm后進(jìn)行裁斷，因?yàn)閭鹘y(tǒng)過程中的輸送帶相對于傳動輥和胎面半成品質(zhì)檢的打滑，所累積的長度誤差就是整個2 500 mm輸送過程打滑的誤差。

如果有了定長檢測裝置，當(dāng)胎面半成品在前行2 323 mm時雖然存在打滑，但是檢測點(diǎn)到裁斷點(diǎn)的距離2 323 mm（實(shí)際工作時此數(shù)值通過安裝調(diào)試需進(jìn)行修正）是固定不變的，胎面半成品的定長誤差只產(chǎn)生于最后前行的177 mm過程中打滑所造成的誤差，因此，誤差要小于前行2 500 mm所產(chǎn)生的誤差。

理論上只需縮短檢測對射光電開關(guān)之后檢測到胎面半成品后所輸送的長度，誤差就可以縮小，但是胎面半成品的長度規(guī)格往往比較多；并且過多的光電組不僅會造成成本的浪費(fèi)，而且會給編程人員帶來很大的工作量。因此，我們只需要根據(jù)客戶所要求的定長誤差并結(jié)合胎面半成品的規(guī)格，合理布置一定數(shù)量的對射光電組，滿足客戶需求即可，而不需布置過多的光電組。

3 新型裁斷定長裝置的設(shè)計

從定長的工作過程可以看出，要使定長后的實(shí)際長度和胎面半成品規(guī)格所要求的長度盡可能一致，對新型裁斷定長裝置的設(shè)計十分重要。

3.1 定長光電組的布局

本工作吹干定長輥道設(shè)計2組對射光電組（見圖2），對射光電開關(guān)放置于上方，反光板放置于下方，光電安裝架采用整體焊接和獨(dú)立安裝，與吹干定長輥道不接觸，以避免由于輥道傳動的機(jī)械振動對對射光電組檢測工作的影響。

圖2 吹干定長輥道對射光電組示意

本工作將客戶所要求不同規(guī)格長度的胎面半成品分為兩部分進(jìn)行定長檢測，一部分采用對射光電組1，另一部分采用對射光電組2。

將對射光電組1置于離胎面上裁切點(diǎn)2 323 mm（適用于厚度為30 mm，裁切角度為30°的胎面半成品）的位置，對射光電組2置于離胎面上裁切點(diǎn)2 990 mm處，即2 500 mm≤L（胎面半成品長度）＜2 990 mm時采用對射光電組1檢測，2 990 mm≤L＜3 800 mm時采用對射光電組2檢測。這樣理論上采用對射光電組1定長的胎面半成品的最大誤差段即為半成品規(guī)格最大長度與2 990 mm的差?，F(xiàn)以2 990 mm計算，則定長后半成品所需繼續(xù)輸送的長度為2 990-2 323＝667（mm），667 mm就為采用光電組1定長所產(chǎn)生的最大誤差段。同理可以計算出采用對射光電組2所產(chǎn)生的最大誤差段為3 800-2 990＝810（mm）。

需要注意的是，在對射光電組布置設(shè)計的過程中，裁切點(diǎn)應(yīng)盡量避開與胎面長度規(guī)格相等的位置，因?yàn)楫?dāng)對射光電在胎面規(guī)格長度處檢測到胎面半成品時，理論上應(yīng)該立即停止輸送，然而輸送系統(tǒng)的停止是需要一定響應(yīng)時間的，所以此時胎面半成品仍然會輸送一段距離，從而造成誤差。

3.2 吹干定長輥道的設(shè)計

吹干定長輥道的輸送采用輥筒形式，動力由裁斷裝置輸送機(jī)構(gòu)提供（見圖3）。裁斷輸送機(jī)構(gòu)從動輥上配有鏈輪，通過鏈條連接到吹干定長輥道的過渡輥上，過渡輥的另一端配有雙聯(lián)鏈輪，與吹干輥道上的其他輥筒通過鏈條串聯(lián)起來，這樣動力就可以順利得到傳遞。

圖3 吹干定長輥道示意

吹干定長輥道的輥筒設(shè)計時，考慮到后續(xù)快速分離裝置的運(yùn)行速度大于吹干定長輥道，故選用單向輥筒的設(shè)計，這樣吹干定長輥道上的胎面半成品輸送到快速分離裝置上時，由于快速分離輥道的運(yùn)行速度大于觸感定長輥道，胎面半成品會以大于吹干定長輥道的速度運(yùn)行，由于單向輥里裝有超越離合器（選用CYO系列）[2]，使單向輥在順時針方向可以自由旋轉(zhuǎn)，從而胎面半成品可以順利加速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)與前一條胎面半成品之間分開一定的距離。

單向輥機(jī)構(gòu)設(shè)計如圖4所示，考慮到定長輸送輥道的正常輸送功能，單向輥軸上配有鍵連接的雙聯(lián)鏈輪，以保證動力的傳遞。同時軸兩端固定在帶座軸承上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)到鏈輪上時，可以帶動輥筒整體旋轉(zhuǎn)。輥筒內(nèi)部配置有1組滾動軸承，可使輥筒實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)。超越離合器的裝配可以保證輥筒只能實(shí)現(xiàn)順時針的單向自由旋轉(zhuǎn)，而另一端被限制轉(zhuǎn)動，因此裝配超越離合器時需要特別注意其方向，避免造成自由旋轉(zhuǎn)方向和設(shè)計方向不一致的情況。

圖4 單向輥機(jī)構(gòu)示意

吹干定長輥道上的吹干裝置結(jié)構(gòu)如圖5所示，可對胎面半成品裁斷后的水進(jìn)行上下吹干。

圖5 吹干裝置示意

吹干裝置分為上吹風(fēng)裝置和下吹風(fēng)裝置，分別固定于輥道大梁的上表面和下表面，并分別配有2組吹干風(fēng)刀，風(fēng)刀里有風(fēng)道結(jié)構(gòu)，風(fēng)刀中間的連接管通過風(fēng)管和配套的風(fēng)機(jī)相連[3]。上風(fēng)刀上還設(shè)計了一個懸臂可旋轉(zhuǎn)的自由輥結(jié)構(gòu)，當(dāng)胎面半成品通過時可以抬起，避免風(fēng)刀和輥道間卡料造成設(shè)備的損壞。當(dāng)胎面半成品堆料通過懸臂自由輥時，自由輥會因?yàn)槎蚜咸幾兏叨?，從而風(fēng)刀也相應(yīng)地抬起，保證了堆料能夠順利通過，可給現(xiàn)場人員留有充足的時間解決堆料問題。

此外對射光電組兩側(cè)的單向輥使用特氟龍單向輥，2處對射光電組共設(shè)計了4組特氟龍單向輥，特氟龍單向輥的結(jié)構(gòu)和之前所描述的單向輥相同，區(qū)別在于特氟龍單向輥表面為黑色特氟龍，不反光，能夠解決對射光電的部分光照射到輥筒上因反光而造成的誤檢測。

4 結(jié)語

目前，輪胎行業(yè)的競爭激烈導(dǎo)致各輪胎廠對輪胎質(zhì)量要求不斷提高，裁斷裝置作為胎面聯(lián)動生產(chǎn)線的重要組成部分，精確定長裁斷是其發(fā)展的必然趨勢。由于胎面聯(lián)動生產(chǎn)線中裁斷定長裝置的應(yīng)用非常多，各種各樣的定長和測長方案層出不窮，本工作定長裝置的設(shè)計可以起到重要的參考作用。