四輥余膠修切裝置設計方法簡介

郝強

摘 要：綜述了新開發設計的全鋼子午胎四輥壓延線余膠修切裝置的基本構造、技術參數和設計注意事項，重點介紹該結構的核心方法——鋼絲弦切法，以及該機構的重要組成零部件的基本結構和設計要求

關鍵詞：四輥余膠修切機構；鋼絲弦切法；四輥修余膠

1 四輥余膠修切機構的基本功能

四輥壓延生產線在壓制鋼絲簾布時，為了保證鋼絲簾布邊部的壓延質量，特地使膠片的寬度比鋼絲簾線單邊大20～50mm，在壓延成鋼絲簾布之后，這多出的20～50mm膠片，就成為“余膠”，必須進行在線修切（修余膠），以便及時返膠，避免浪費；同時，余膠修切必須符合一定的工藝技術標準，否則，簾布流到下道工序的裁斷機，生產的簾布拼接縫會產生鋼絲排列不均勻、拼接力不達標等問題，最終會導致“胎體稀線（胎稀）”的病疵。所以，四輥余膠修切機構的基本設計要求是：1、四輥在線修切，及時返膠；2、修切后鋼絲簾布的邊部形狀符合工藝技術要求。

2 鋼絲簾布邊部的工藝技術要求

邊部斷面平整，與簾布表面垂直，表面平滑。斷面距離邊部鋼絲中心的距離為該規格簾布鋼絲間距的二分之一，斷面不露鋼絲。

3 鋼絲弦切法余膠修切機構的基本原理

在四輥壓延生產線原來的承切輥上，壓延好的鋼絲簾布由右下方經由承切輥轉彎向上流去，就在這個轉彎角的外側，用一根繃緊的鋼絲，施以適當的壓力垂直承切輥壓在鋼絲簾布最外側鋼絲的邊上，隨著承切輥的轉動，鋼絲簾布沿著承切輥的切線向上運動，壓在敷膠上的鋼絲弦就會“勒切”進敷膠里，直到把敷膠切破，這就是“弦切法”。

4 鋼絲弦切法余膠修切機構的基本構造

這種余膠修切機構主要由刀架、鋼絲弦線、儲絲輪、弦線固定器、弦線張緊器、可調式下支臂和安裝架等零件組成，具體見下圖：

4.1 刀架

刀架是修切機構各個零部件安裝的基座，其它零件都安裝在它上面，另外，該余膠修切機構的動力，既不是電力、液力、氣力，也不是磁力，而是地球的萬有引力，不但穩定可靠，而且節能環保，這個動力就是由刀架來獲取的，所以，它的結構設計非常考究。

4.2 鋼絲弦線

鋼絲弦線是該機構的核心零件，是直接工作的零件，首先，直徑不能太粗，如果太粗，那么切面就與簾布面不垂直，進而導致生產胎體簾布時拼接困難，也不能太細，太細就容易繃斷，直徑為0.35±0.05mm的鋼絲，綜合性能最優。

4.3 儲絲輪

儲絲輪是儲備鋼絲弦線的輪子，在弦線繃斷后，可以從儲絲輪上迅速抽出儲備鋼絲，對弦線進行替換，把對生產的影響減少到最小，它除了一個能纏繞鋼絲弦線的尼龍輪，還包括壓緊彈簧和安裝螺絲等，這樣，既可以保證鋼絲卷不會自由彈開松脫，又可以保證在需要鋼絲時，隨時抽取，按需抽取。

4.4 弦線固定器

弦線固定器的主要作用是把鋼絲弦線的首端進行可靠固定，其主要技術要求是，固定夾緊不允許有任何松脫打滑現象、松開固定器和夾緊固定器都要迅速方便。

4.5 弦線張緊器

主要作用是把鋼絲弦線的另一端進行固定，同時進行張緊到合適的程度，基本結構由一個特制的銅手輪和飛輪組合而成，可以單向轉動，便于在收緊鋼絲弦線的同時對鋼絲進行鎖緊，即收緊的同時也就鎖緊了，這樣可以大大節約調整鋼絲弦線松緊度的時間。

4.6 可調式下支臂

可調式下支臂是組成鋼絲弦線“弓架”的一部分，調節它的前出長度，可以迅速改變動力臂的長短，改變動力矩的大小，進而調節鋼絲弦線壓在敷膠上的壓力，目的是既要把敷膠切得斷，又要保證鋼絲弦線不會過早的繃斷。

4.7 安裝架

安裝架主要作用是通過鉸鏈提起修切機構的其它組成部分，把整個修切機構安裝在四輥壓延生產線原有的橫向走刀架上，架設2個支撐輥筒，把修切下來的余膠實時剝離開來，設有安全掛鉤，當需要“收起刀”調換鋼絲時，使刀架連同其它零件一起就被掛在了安全掛鉤上。

5 刀架重量的設計要求

因為整個余膠修切機構的動力來自地球引力，主要是刀架的重力，所以，刀架的結構設計，關系到鋼絲弦線切割壓力的大小，關系到鋼絲弦線的使用壽命，必須嚴格設計刀架。以效果較好的直徑為0.35mm的鋼絲弦線為例，要想保證敷膠被正常切破，而又不會過度損傷鋼絲弦線，鋼絲弦線壓在承切輥上的壓力約為40-70牛頓，簾布敷膠越薄，要求的壓力越小，反之越大。對于余膠修切裝置而言，這個壓力的反作用力也就是承切輥對余膠修切裝置產生的阻力F，因為，四輥壓延生產線厚薄簾布經常需要調換生產，所以，阻力F可以取70牛頓，從而減少調整設備的麻煩。以鉸鏈的中心為起點，到鋼絲弦線壓緊敷膠的作用點之間的距離，稱之為阻力臂L，從鉸鏈中心到刀架的重心之間的距離，稱之為動力臂S，雖然，四輥修余膠的位置空間狹小，狹小的空間會促使設計者很快確定阻力臂L和動力臂S，其中，受空間影響，阻力臂L一般為100mm-130mm，動力臂S，一般取120mm-180mm，具體數值，要根據設備的實際空間結合余膠修切裝置的工作空間來確定，一旦L、S確定下來，根據力學公式，刀架的重力G=F·L/S，重力G就很容易計算出來了，確定G之后，就可以確定刀架的厚度，從而最終確定刀架的基本結構。

6 結束語

綜上所述，即是鋼絲弦切法余膠修切裝置的整個結構及設計要求，它的最大特點是很容易使鋼絲簾布的邊部斷面達到工藝技術要求，確保輪胎生產的質量，另外方便了工人操作，節省了圓盤刀的相關費用，徹底打開了四輥余膠修切工藝的技術瓶頸。

參考文獻

[1]孫桓，陳作模.機械原理》（第五版）[J].北京：高等教育出版社，2009.3.

[2]童秉樞，李學志，等.機械制圖[M].（第2版）北京：清華大學出版社，2003.

[3]王積偉.現代加工工藝基礎[M].（橡塑篇）北京：高等教育出版社，2003.2.

[4]王潤孝.先進制造技術導論[M].北京：科學出版社，2004.4.

[5]陳黎敏.橡塑機械檢測與故障診斷技術[M].北京：中國機械工業出版社，2009.1.