成品檢測線輪胎翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

馬巨龍

（北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，北京 100143）

在輪胎的生產(chǎn)過程中，硫化后的輪胎需通過成品檢測線檢測質(zhì)量，并按照質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類入庫。隨著各廠輪胎產(chǎn)能越來越大，對成品檢測線的輸送效率要求也越來越高。

成品檢測線中需要對位于輪胎下側(cè)的標(biāo)簽進(jìn)行掃碼。掃碼裝置安裝在輸送輥道的下方，自下而上掃碼，輥道輥筒會(huì)遮擋輪胎，使掃碼不易成功，而且傳感器頭部向上易出現(xiàn)落塵情況，影響傳感器的功能。因此輪胎在掃碼前需要先進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)，但是目前的輪胎翻轉(zhuǎn)設(shè)備動(dòng)作比較復(fù)雜，效率低下，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

1 輪胎翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)存在的問題

1.1 結(jié)構(gòu)復(fù)雜

現(xiàn)有輪胎翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通常由機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和檢測裝置等組成。夾持機(jī)構(gòu)包括能適應(yīng)不同輪胎規(guī)格的機(jī)械手、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、移動(dòng)導(dǎo)軌和壓力控制裝置等。升降機(jī)構(gòu)包括升降氣缸和導(dǎo)軌等。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。檢測裝置包括輪胎入口檢測、機(jī)械手位置檢測、翻轉(zhuǎn)到位檢測和輪胎出口檢測等方面，涉及到的傳動(dòng)、控制點(diǎn)較多。

1.2 效率較低

輪胎翻轉(zhuǎn)執(zhí)行順序通常為：檢測到輪胎進(jìn)入到位-機(jī)械手夾持-輪胎提升-翻轉(zhuǎn)-機(jī)械手釋放-輪胎滑出，包括4個(gè)機(jī)械動(dòng)作，循環(huán)周期較長且效率低。

1.3 故障率高

由于設(shè)備涉及到機(jī)械手、電動(dòng)機(jī)、直線導(dǎo)軌、氣動(dòng)元件和電氣控制等多個(gè)環(huán)節(jié)，各部件出現(xiàn)故障的概率較高，維修不便。

在輪胎翻轉(zhuǎn)時(shí)需要采用機(jī)械手進(jìn)行夾持，容易對輪胎造成二次損傷。

2 新設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 總體結(jié)構(gòu)

輪胎翻轉(zhuǎn)裝置由翻轉(zhuǎn)箱、齒輪箱、驅(qū)動(dòng)氣缸及支撐翻轉(zhuǎn)箱的機(jī)架組成。其中翻轉(zhuǎn)箱固定于機(jī)架上，齒輪箱安裝在翻轉(zhuǎn)箱的支撐軸上。結(jié)構(gòu)如圖1—3所示。

圖1 輪胎翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意

其工作原理為：當(dāng)檢測開關(guān)檢測到輪胎由前段輥道滑落進(jìn)入翻轉(zhuǎn)箱后，翻轉(zhuǎn)箱自動(dòng)回轉(zhuǎn)180°，輪胎靠自重滑落進(jìn)入下方輥道。出口設(shè)有檢測開關(guān)，當(dāng)出口檢測開關(guān)檢測到輪胎已滑出時(shí)，翻轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)到初始位置，等待下一條輪胎進(jìn)入。

2.2 翻轉(zhuǎn)箱

翻轉(zhuǎn)箱由方形框架和導(dǎo)向輥筒支撐軸組成。翻轉(zhuǎn)箱為長方體形狀，在底面、側(cè)面、頂面和后面5個(gè)面安裝有無動(dòng)力輥筒，前端敞口作為輪胎出入口。在翻轉(zhuǎn)箱兩側(cè)裝有支撐軸，支撐軸通過軸承安裝于機(jī)架上并與齒輪箱的小齒輪固定在一起。翻轉(zhuǎn)箱底面、頂面和側(cè)面的無動(dòng)力輥筒布置均與輪胎前進(jìn)方向呈90°，輪胎在進(jìn)入和滑出翻轉(zhuǎn)箱時(shí)可自由滑動(dòng)。翻轉(zhuǎn)箱后側(cè)輥筒采用錐形布置，使不同輪胎進(jìn)行翻轉(zhuǎn)時(shí)能夠位于輥道中間，其內(nèi)口尺寸根據(jù)實(shí)際使用廠家生產(chǎn)輪胎規(guī)格確定，通常與成品檢測線輥道寬度設(shè)計(jì)一致。

圖2 齒輪箱結(jié)構(gòu)示意

圖3 機(jī)架結(jié)構(gòu)示意

2.3 齒輪箱

齒輪箱由箱體、大齒輪和小齒輪組成。齒輪箱大齒輪安裝在齒輪軸上，其上設(shè)有一個(gè)孔，用于與驅(qū)動(dòng)氣缸鉸接。小齒輪固定在翻轉(zhuǎn)箱的支撐軸上。翻轉(zhuǎn)時(shí)，氣缸伸出，氣缸帶動(dòng)大齒輪旋轉(zhuǎn)，在大齒輪的驅(qū)動(dòng)下，小齒輪帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)箱旋轉(zhuǎn)180°。當(dāng)檢測到輪胎滑出后，氣缸縮回，翻轉(zhuǎn)箱返回到起始位置。

2.4 翻轉(zhuǎn)箱機(jī)架

機(jī)架為方管焊接U型結(jié)構(gòu)，由方管和鐵板等焊接而成。其上部為U型設(shè)計(jì)，用于提供翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)空間。

2.5 機(jī)構(gòu)布置

成品檢測線輪胎翻轉(zhuǎn)如圖4所示。

圖4 成品檢測線輪胎翻轉(zhuǎn)示意

翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于自由輥道之間，翻轉(zhuǎn)箱初始角度與自由輥道角度一致，其底面輥高度比前端自由輥高度略低，180°翻轉(zhuǎn)后，其頂面輥高度比后端自由輥高度略高，以利于輪胎的順利滑入和滑出。

3 新設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

該輪胎翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在處理不同規(guī)格輪胎的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）在過程中沒有外部機(jī)械力傳遞給輪胎，翻轉(zhuǎn)箱與輪胎接觸部分均為輥筒，有效減少對輪胎的二次傷害；

（2）翻轉(zhuǎn)動(dòng)作用氣缸驅(qū)動(dòng)，速度快、效率高；

（3）翻轉(zhuǎn)過程中不需要對輪胎進(jìn)行定位處理，使用方便；

（4）該機(jī)構(gòu)為單機(jī)整體，與其他成品檢測線部件沒有干涉，便于安裝到任意需要的位置。

4 結(jié)語

該機(jī)構(gòu)目前已在江蘇省某大型輪胎生產(chǎn)廠成品檢測線上投入了使用。現(xiàn)場使用過程中，翻轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，性能穩(wěn)定。經(jīng)過一段時(shí)間的負(fù)荷生產(chǎn)，其效率滿足工廠實(shí)際生產(chǎn)需要。目前該機(jī)構(gòu)已被授予實(shí)用新型發(fā)明專利，專利公開號(hào)為ZL 2014 2 0799927.1。