全钢载重子午胎垫胶自动定长裁切机的研制

陆永高，王锡花，王联韵，徐敬志，刘法宝

（山东峰鸣科技有限公司，山东　潍坊　261057）

全钢载重子午胎垫胶自动定长裁切机的研制

陆永高，王锡花，王联韵，徐敬志，刘法宝

（山东峰鸣科技有限公司，山东潍坊261057）

根据全钢载重子午线轮胎生产工艺，我公司研制了全钢子午胎垫胶自动定长裁切机。垫胶自动定长裁切工艺后与以前的工艺比较：省掉裁切面过水冷却工序；增加裁断接头的黏合力，降低成本（原来要刷胶浆接头）；解决了在压延工序定长裁断后切口收缩变形、刷胶浆增加黏合力、不方便接头的问题；解决了百叶车打扫不干净，单条垫胶在百叶车上黏上灰尘而出现垫胶脱层的问题。实现载重子午线轮胎各胶部件除胎面外全部大卷化生产，提高生产效率和轮胎质量。

全钢子午胎垫胶；自动定长裁切；海绵垫布；激光传感器；大卷化

全钢载重子午胎中垫胶的作用：为了将胎体帘布层与带束层的端部隔离，并使带束层的弧度和胎面基本保持平行，减少钢丝帘线承受的弯曲变形，起到转移和吸收动态下胎肩最大的应力，因而在胎肩部带束层下设有一定形状的垫胶，肩部垫胶处于胎冠到胎侧的过渡区，它使胎肩平缓的过渡到胎侧区，避免了厚度突然变化引起肩部胶料的疲劳损坏。

1　裁切面及接头对比

旧工艺，是在压出车间压出垫胶冷却后在冷却线上单条裁断，裁断时用水冷却垫胶切口。将单条垫胶人工拾取到百叶车上。垫胶的裁切面不光滑，并且因为冷却水质的不同造成裁切面黏性减弱，接头时需要刷胶浆（如图1）。因要放到百叶车上存放一定时间后采用使用，垫胶因为内部部件胶种的不同和胶料厚度不均匀，收缩也不均匀，接头时需要人工拉伸胶料才能接好，对轮胎质量有很大影响：容易造成接头气泡或轮胎均匀性不好，如图2所示。

新工艺，在压出车间压出垫胶冷却后在冷却线上不再单条裁断，而是用工字轮卷取。在轮胎成型机操作侧安装垫胶自动定长裁切机现场裁切垫胶，物料根据成型机的工艺现场裁切、现场取用。裁切用我公司的专利产品：热刀裁切装置，裁切面非常光滑（如图3）。由于是现场裁切，垫胶切口不会发生收缩，裁切不再过水冷却，黏性增大，接头完全吻合（如图4），消除接头拉伸物料、接头气泡、均匀性不好隐患。

2　设备结构和工艺过程

全钢载重子午胎垫胶自动定长裁切机如图5所示。主要由前后输送、压料装置、裁切装置、定长装置、导向装置、导开装置、气控、电控等组成。

两条垫胶在工字轮上通过导开装置导开、导向装置导向，两电机分别驱动两输送带同时输送胶料，定长检测开关检测到位时压料装置压料，热裁切装置启动，裁切完成后，压料装置上升，前输送带继续向前，后输送带反向输送，将物料分开，脱离裁刀托板。形成一个裁切周期，人工取走物料后，再按以上自动完成下一个裁切周期。

图1　旧工艺裁切面质量图

图2　旧工艺裁切后收缩接头不好

图3　新工艺热刀裁切面质量图

图4　新工艺裁切后无收缩接头完全吻合

图5　垫胶自动定长裁切机结构示意图

2.1定长装置

定长装置是将激光传感器安装在带有直线滑轨导向、手动可调的丝杠上。该装置装有标尺，第一次人工实际测量标定以后，手动转动丝杠，可使激光传感器在直线滑轨上移动，根据标尺的数值调整即可（如图6）。定长精度±3 mm，完全满足工艺要求。

图6　定长装置

2.2前后输送装置

分前后输送两部分。两电机分别驱动前后两输送带同时输送物料，输送物料时，两电机同时向前输送。完成裁切时，前输送带继续向前，后输送带反向输送。输送带两侧带有不锈钢防护罩，防止挤伤（如图7）。

图7　前后输送装置

2.3压料装置

气缸驱动上下移动，裁切时压料。压料部分采用多个单独弹簧压料装置，可根据垫胶的断面形状，单个调节，贴合垫胶形状，防止垫胶挤压变形（如图8）。

图8　压料装置

2.4裁断装置

热裁切装置的裁刀采用电加热，温度由热电偶检测并可调。可预防胶料产生焦烧、预硫化等现象。能够满足轮胎制造工艺。

裁刀参照超声波刀设计，裁切胶料坡度角度18～30°任意角度可调，可满足轮胎工艺要求。

胶料长度定长通过人工测量一次定位后无需调节，更换规格时调节即可。方便可靠。

裁刀、托板全部进行喷涂特氟龙处理，可最大限度的防止黏料。

裁刀处有堆料报警检测开关，堆料后自动报警停止裁切，人工复位后自动裁切如图9所示。

图9　裁断装置

2.5导向装置

导向装置是手动可调的两组辊筒，可将两条垫胶分开一定的距离并保证不晃动，便于储料开关的检测如图10所示。

2.6导开装置

图10　导向装置

导开装置采用管材焊接组装而成，工字轮的升降通过两侧气缸驱动，工字轮下方安装有2根托辊，安装、更换工字轮时方便转动，便于方钢进入卡盘卡口如图11所示。

图11　导开装置

工字轮抬出由另外两个气缸驱动，可方便进出，省时省力。

卷取卡盘一侧装有阻尼装置，防止工字轮过冲。

导开电机进行变频控制，导开速度可调。导开开关设有上下限，可控制物料的储料长度，同时此处增加导开延时功能，导开时间过长，自动停止并报警，可有效防止憋车，拉坏零部件。

2.7海绵垫布

由于垫胶形状变化比较大，使用普通的卷取胎侧用丙纶垫布卷取，容易将垫胶挤压变形，因此需要使用两面有海绵、内有含有涤纶棕丝的海绵芯布，海绵芯布内有横向、纵向的加强筋，防止导开时拉伸纵横向变形。可最大限度的防止物料拉伸，横向平移。防止垫布下塌。海绵外部有特制面料，可有效保护垫胶。

垫胶卷取采用海绵垫布卷取，海绵垫布在厚度方向有变形，当开始卷取时，垫胶未发生收缩，垫胶的棱部挤压海绵产生弹性变形。停放一段时间后，垫胶收缩变形，海绵恢复弹性，将垫胶的收缩量补偿起来，垫布就不会松脱。垫胶就不会翘边、打褶如图12所示。

图12　海绵垫布

3　主要技术参数

裁切规格范围16～24.5"

主机输送带宽度450 mm

裁切角度（坡度）18～30°可调

裁切物料最大长度1 900 mm

裁切厚度Max20 mm

工字轮外径Max1 300 mm

垫布料卷直径Max800 mm

工字轮宽度Max600 mm

裁刀温度0～300℃可调

4　结构特点

（1）原来的裁切面为了增加黏性，都刷胶浆，百叶车非常脏，并且污染环境，浪费成本（如图13）。而用我司的热刀裁切，不再刷胶浆，节省成本、不污染环境。

（2）本设备是配备在两鼓成型机操作侧，取料方便实用，提高生产效率。

（3）可实现全钢子午胎厂全部大卷化，取消百叶车，方便车间管理。

（4）垫胶工字轮与胎侧工字轮通用，便于管理，降低成本。

（5）取消裁切面过水冷却，提高胶料黏性，提高轮胎性能，降低质量隐患。

图13　百叶车污染

5　总结

该设备通过在多家轮胎公司的实际应用，完全符合轮胎生产工艺要求。取消百叶车，方便成型车间和压延车间管理；降低胶浆的用量，节约成本；提高物料黏性，提高轮胎质量，提高轮胎的均匀性要求；在轮胎的应用上有非常大的市场前景。

Development of cushion rubber automatic fi xed-length cutting machine for TBR

Development of cushion rubber automatic fi xed-length cutting machine for TBR

Lu Yonggao， Wang Xihua， Wang Lianyun， Xu Jingzhi， Liu Fabao
（Shandong Fengming Technology Co.， LTD.， Weifang 261057， Shandong， China）

According to the production process of all steel heavy truck radial tire， our company developed cushion rubber automatic fixed-length cutting machine. This machine implementlarge roll production of various rubber parts except the tread， improve production effi ciency and quality of the tires.

all-steel radial tire cushion rubber； automatic fi xed-length cutting； spongy patch； laser sensor；large roll

TQ330.44

1009-797X（2016）17-0040-04

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.17.009

（R-03）

陆永高（1980-），男，工程师，2003年毕业于青岛科技大学过程装备与控制工程专业，主要从事子午线轮胎设备的设计开发工作。

通讯邮箱：13465877918@163.com

2016-04-25