一種胎胚水平放置式自動卸胎裝置

王宏志，付瀾

(中國航空制造技術研究院，北京 100024)

0 研制背景

隨著輪胎工業尤其是地面輪胎工業的快速發展，輪胎成型設備的自動化程度越來越高，無人操作的全自動輪胎成型機成為發展趨勢。卸胎裝置作為輪胎成型機的重要組成部分，其自動化程度的要求也越來越高。

目前的卸胎裝置基本采用前卸胎方式，即將輪胎胎胚移至輪胎成型機主機前側的四工位小車上，這種卸胎方式存在以下缺點：

（1）由于輪胎胎胚豎直放置或儲存，胎圈容易發生變形，影響輪胎良品率。

（2）因其在主機前卸胎，整個成型機設備占地面積較大，且影響輪胎成型機主機前側工裝或人的通行。

（3）需要工人將四工位小車運送至硫化車間或儲存車間，浪費人力，工人勞動輕度大，工作效率低，影響后續工序的自動化實現。

針對目前存在的問題，對卸胎裝置提出了以下新的要求：

（1）將輪胎胎胚水平放置，避免豎直放置對輪胎胎胚造成的變形。

（2）減小整個成型機占地面積，使整個設備更加緊湊。

（3）提高卸胎裝置的自動化水平，避免人工干預；

依據以上要求，研制開發了一種水平放置式全自動卸胎裝置。

1 自動卸胎裝置的結構

新研制的全自動卸胎裝置采用后卸胎方式，即將輪胎胎胚移至輪胎成型機主機后側。該卸胎裝置包括三部分結構，即龍門架結構，卸胎支撐輥結構與胎胚水平翻轉結構，如圖1所示。龍門架結構為卸胎支撐輥結構提供支撐及移動軌道；卸胎支撐輥結構用于將輪胎胎胚移出輪胎成型鼓上移出主機，并將輪胎胎胚橫向擺轉90°；胎胚水平翻轉結構用于將輪胎胎胚從豎直放置狀態翻轉至水平放置狀態，并使輪胎胎胚定中心，為后續胎胚的自動化夾持搬運輸送提供接口。

1.1 龍門架結構

全自動卸胎裝置為后卸胎方式，輸送距離較遠，且卸胎頻率較高，因此該卸胎裝置采用穩定性較好的長距離龍門式結構。為便于包裝運輸，安裝及調整，橫梁采用分段式結構。橫梁上表面及側表面安裝有導軌滑塊，為該卸胎裝置的卸胎支撐輥結構提供動力支撐及移動軌道，防止傾覆，減小震動。

1.2 卸胎支撐輥結構

卸胎支撐輥結構用于將輪胎胎胚移出成型機，并將輪胎胎胚橫向擺轉90°，卸胎支撐輥結構包含橫向移動滑架，縱向移動滑架及卸胎支撐輥擺轉架，如圖2所示。橫向移動滑架通過滑塊安裝在橫梁上，通過動力裝置沿導軌橫向移動，以便將輪胎胎胚移出輪胎成型機；縱向移動架通過直線導軌安裝在橫向滑架上，通過氣缸驅動相對橫向移動滑架上下移動，以便實現輪胎胎胚的不同高低位置；卸胎支撐輥擺轉架通過鉸接軸與縱向移動滑架的側面鉸接，擺轉氣缸鉸接在縱向滑架底部，擺轉氣缸氣缸桿與卸胎支撐輥擺轉架鉸接，擺轉氣缸驅動卸胎支撐輥橫向擺轉90°，以實現輪胎胎胚的橫向擺轉。

橫向移動滑架都采用電機減速器——鏈輪鏈條進行動力傳動。鏈條鋪設在橫梁上方，電機減速器安裝在橫向移動滑架上，主動鏈輪安裝在減速器輸出軸上，兩組從動小鏈輪安裝在橫向移動滑架上，增大主動鏈輪包角，如圖3所示，該結構的傳動方式類似于齒輪齒條的傳動方式，但采用鏈輪鏈條的傳動方式結構簡單，極大的降低了成本，且方便安裝調整。

1.3 水平翻轉結構

輪胎胎胚的水平翻轉結構，用于將輪胎胎胚從豎直狀態自動翻轉至水平狀態，方便后續夾取裝置將輪胎胎胚放置在水平胎胚小車或水平輸送線上。其包含底座，翻轉架，承接胎坯的弧形兜結構以及兩個翻轉氣缸，如圖4所示。

底座由四個支腿，橫梁，底座安裝板焊接而成，后端兩個支腿安裝有彈性緩沖結構，用于緩沖翻轉架翻轉至水平狀態時的沖擊，前端兩個支腿安裝有軸承鉸接座。

翻轉架兩側通過耳座安裝與底座支腿上的軸承鉸接座連接。翻轉架為一圓形托盤結構，托盤中心呈中空狀態，且從邊緣呈錐形向內凹，在擺轉至水平狀態時，便于輪胎胎胚的穩定放置。

弧形兜結構用于承接輪胎胎坯，兩端分別通過螺桿與支座固定在翻轉架上。通過手輪旋轉螺桿，調節弧形兜的上下位置以適應不同規格輪胎胎胚尺寸，保證輪胎胎胚的中心與翻轉架的中心重合，便于后續輪胎胎胚的定心夾取。

兩個翻轉氣缸尾部分別通過一鉸接座與安裝在底座上的可調支座鉸接，氣缸桿桿分別通過關節軸承與翻轉架上的耳座鉸接。

2 自動卸胎裝置工作過程

全自動卸胎裝置的具體卸胎工作過程如下：第一步：取胎就位，如圖5所示。

對于一種輪胎規格尺寸，在自動卸胎之前，通過手輪轉動調整螺桿，調整承接胎胚的弧形兜結構的上下位置，適應不同規格尺寸輪胎，每種規格輪胎只需按照刻度尺指示調整一次。

卸胎支撐輥結構將放置輪胎胎胚，輪胎胎胚呈豎直狀態，卸胎支撐輥將輪胎胎胚向上提升至放胎位置。

同時輪胎胎胚自動水平翻轉裝置通過翻轉氣缸驅動使翻轉架處于立式狀態，且翻轉架托盤與豎直面成微小角度，防止輪胎胎胚傾斜出弧形兜結構。

第二步：放置胎胚如圖6所示。

卸胎支撐輥結構將輪胎胎胚橫向移動至水平翻轉結構的上方，卸胎支撐輥結構橫向擺轉90°，使輪胎胎胚的中心與自動水平翻轉裝置翻轉架的中心在同一平面，卸胎支撐輥下落將輪胎胎胚放置在水平翻轉結構承接胎胚的弧形兜內。

第三步：水平翻轉，如圖7所示。

卸胎支撐輥結構橫向移動返回取胎位置，同時卸胎支撐輥橫向擺轉90°至接胎位置。

自動水平翻轉裝置由翻轉氣缸驅動翻轉架由立式位置翻轉至水平位置。輪胎胎胚固定在向內呈凹型的圓形托盤內，保證輪胎胎胚與翻轉架托盤中心對齊。

最后進行輪胎胎胚的夾持及輸送。

3 自動卸胎裝置的優點

該全自動卸胎裝置具有以下優點：

（1）實現了輪胎胎胚的水平放置，避免了胎胚豎直放置時胎圈變形。為后續自動化輸送線提供了接口，便于從成型到硫化全過程自動化。

（2）自動卸胎裝置，無人工干預，避免了人工卸胎過程中的碰撞，降低了工人的勞動強度，提高了輪胎胎胚的良品率。

（3）后卸胎方式是整個成型機設備更加緊湊，減小了輪胎成型機的占地面積。

4 結論

水平翻轉式自動卸胎裝置結構簡單，成本低，自動化水平高，避免了人工干預，降低了工人勞動強度，實現了胎胚從豎直狀態到水平狀態的翻轉，提高了輪胎良品率，為后續輪胎胎胚的自動夾持與搬運創造了條件。