輪胎成型機帶束層輔助鼓的設計研究

郭鳳嬌++趙宇

摘 要：傳統的輪胎成型機帶束層輔助鼓采用的是普通的內置氣缸徑向伸縮有縫鼓和指型無縫鼓的方式。普通有縫鼓張開時如果徑向行程過大，則個鼓塊件的縫隙就顯得很大，此時帶束層貼合時對于鼓來說已不是一個標準圓，經壓輥滾壓后帶束層周長誤差比較大;指形無縫鼓是將各鼓塊做成指形相互穿插，當鼓張開時指形搭接的部分為無縫狀態，而指形根部則為一個個的方孔，并非為真正意義上的無縫鼓，且此種結構鼓塊做的比較厚重，使鼓的整體顯得非常笨重，不方便控制。

關鍵詞：輔助鼓;輪胎成型機;帶束層

輪胎成型機帶束層輔助鼓的驅動都為內置氣缸連桿擺動式結構，內置氣缸由廠家自己加工，由于缸徑較大，行程較短，且加工精度要求較高，難度也相應增大很多，在正常使用時經常會出現卡頓現象;而連桿在氣缸的推動下擺動來控制鼓的伸縮，如出現加工誤差則各鼓塊高度就會不均勻，且會使鼓的伸縮卡死。前者在巨胎行業應用較為廣泛，后者則廣泛應用于小型載重胎成型機。另外由于這兩種結構整體重量都比較大，在控制方面需選用較大的電機和抱閘來克服其自身的轉動慣量，并且對主軸的強度要求較高，從整體上增加了設備的成本。

一、輪胎成型機帶束層輔助鼓設計原理

本文設計了一種改良各鼓塊驅動伸縮方式、實現帶束層無縫貼合的輪胎成型機帶束層輔助鼓。能夠實現上述目的的輪胎成型機帶束層輔助鼓，包括徑向同步擴脹和收縮鼓塊的脹縮裝置，所不同的是所述脹縮裝置包括滑動軸、錐形滑座，數量與各鼓塊數量一致的直線導軌和支撐架，所述滑動軸由兩端軸座支撐，所述錐形滑座滑動安裝于滑動軸上并連接軸向推動機構;所述各直線導軌均布設于錐形滑座的園錐面上，與各直線導軌對應徑向設置的支撐架通過導軌滑塊與直線導軌配裝，所述各鼓塊通過安裝板于支撐架上安裝，且相鄰鼓塊之間設有搭接板，所述搭接板一端固裝于一側鼓塊上，另一端搭接于另一側鼓塊上;所述安裝板與兩頭軸座之間設置有輔助鼓塊徑向脹縮的導向機構。本輪胎成型機帶束層輔助鼓的設計原理是將錐形滑座在滑動軸上的軸向移動，通過錐形滑座的錐形面轉化成支撐架的徑向擴張和收縮，進而實現各鼓塊的張合;所述搭接板可保證鼓在工作范圍內的任意尺寸上，鼓面間均勻過渡無縫隙。所述導向機構的一種結構為與各鼓塊數量一致且徑向設置的導向桿和導向套，所述導向桿與導向套套接。一種設置方式為所述導向桿安裝于軸座上，所述導向套安裝于安裝板上;另一種設置方式為導向桿與導向套反向安裝，即導向套安裝于軸座上，導向桿安裝于安裝板上。為保證搭接板的搭接量，所述搭接板的搭接長度應大于鼓塊處于最大直徑時的鼓間距。所述軸向推動機構為驅動氣缸，所述驅動氣缸設置于滑動軸一頭并圍繞滑動軸圓周均布，各驅動氣缸的活塞桿連接錐形滑座。所述滑動軸上設置限制鼓塊最大擴脹直徑和最小收縮直徑的軸向定位機構。本設計的優點為：本設計輪胎成型機帶束層輔助鼓結構簡單，拆裝、維修方便;本設計整體結構輕巧，控制方便，美觀，貼合精度高;本設計的結構通用性好，對不同規格的輪胎適應性強。

二、輪胎成型機帶束層輔助鼓結構分析

導向桿支撐座、錐形直線導軌安裝座、氣缸固定盤與連接主軸直接相連，其中錐形直線導軌安裝座可以在連接主軸上滑動。外置驅動氣缸安裝在氣缸固定盤上，活塞缸與錐形直線導軌安裝座相連，兩套導向桿支撐座通過固定螺桿加固定位。調節螺桿一端與錐形直線導軌安裝座連接，另一端固定在連接主軸上，主軸左端加工成螺紋，可通過調節螺桿來控制錐形直線導軌安裝座的位置，以限制輔助鼓張開和縮小的最大直徑和最小直徑。導向桿固定在導向桿支撐座上，通過緊定螺釘對其進行軸向定位。錐形直線導軌安裝座的錐形面上安裝直線導軌，連接架的斜面與直線導軌的滑塊安裝在一起，其頂部與鼓塊安裝板相連接。導向套安裝在鼓塊安裝板上，導向桿與導向套配合，可在其中滑動。鋁制鼓塊用螺釘安裝在鼓塊安裝板上，通過連接主軸法蘭端接入氣源，氣管通過導向桿支撐座與外置驅動氣缸相連。氣缸驅動后可帶動錐形直線導軌安裝座運動，并將運動傳遞到錐形面的直線導軌上，其向上的分力帶動鋁制鼓塊上下運動，滿足輔助鼓的直徑變化要求。不銹鋼搭接板用沉頭螺釘安裝在鋁制鼓塊上面，不銹鋼搭接板最大厚度為10 mm，鋁制鼓塊與其安裝處加工出臺階，保證不銹鋼搭接板與鋁制鼓塊處于一個圓弧面。不銹鋼搭接板另一端懸空并與另一鋁制鼓塊重合搭接在一起，不銹鋼搭接板的配合表面加工成圓弧形狀，邊緣處為銳角，鋁制鼓塊的配合處加工成均勻過渡的斜面，保證兩者在搭接時沒有明顯的拼接臺階。沉頭螺釘不能露頭，并要做防松處理，使不銹鋼搭接板安裝牢固，不松動，在輔助鼓縮至最小時可看到個小臺階。輔助鼓在工作位置時為標準圓形，張開到最大位置時不銹鋼搭接板不與鋁制鼓塊分離，保證輔助鼓的無縫狀態。鋁制鼓塊與不銹鋼搭接板表面均做防粘處理，鋁制鼓塊上安裝磁鐵。在保證工作強度的情況下對輔助鼓零部件進行鏤空設計，以減小輔助鼓質量，使其所受阻力降低，提高驅動氣缸的最大推力。

三、結束語

本設計公開了一種輪胎成型機帶束層輔助鼓，其脹縮裝置包括滑動軸、軸座、錐形滑座，與各鼓塊對應的直線導軌和支撐架，滑動軸由兩端軸座支撐，錐形滑座滑動安裝于滑動軸上并連接軸向推動機構，各直線導軌圓周均布設于錐形滑座的圓錐面上，與各直線導軌對應徑向設置的支撐架通過導軌滑塊與直線導軌配裝，各鼓塊通過安裝板于支撐架上就位，相鄰鼓塊之間設置不銹鋼搭接板，搭接板一端固裝于一側鼓塊上，另一端搭接于另一側鼓塊上;安裝板與兩頭軸座之間設置導向機構;各鼓塊隨著錐形滑座的左右移動而產生徑向脹縮運動，搭接板可保證鼓在工作狀態時外圓為標準圓。本發明整體結構輕巧、控制方便、貼合精度高、結構通用性好，適應性強。

參考文獻：

[1]張德清.新型輪胎成型機帶束層輔助鼓的設計[J].科技與企業，2015.

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