一種漲縮式垂直翻轉卸胎裝置的設計

王宏志

（中國航空制造技術研究院，北京 100024）

卸胎裝置是輪胎成型機的重要組成部分。卸胎工序從以前的人工卸胎逐漸發展為機械式卸胎。目前，卸胎裝置采用四工位小車形式，胎坯豎直放置，胎圈容易變形，尤其是工程機械輪胎胎坯在豎直狀態搬運過程中靠人力、叉車、天車等吊裝方式已無法滿足卸胎吊裝要求，且工作效率低，勞動強度高，限制了輪胎的整個生產流程，同時在卸胎過程中易因操作不當導致胎坯損壞，從而降低輪胎良品率[1-3]。新設計的卸胎裝置能自動將胎坯從豎直狀態自動翻轉至水平狀態，避免了人工干預，降低了工人勞動強度，為后續工序（硫化）的全自動化提供條件。

在輪胎成型后，成型胎坯的運輸和存放是非常重要的環節。在目前情況下，成型胎坯一般由卸胎裝置豎直放置在卸胎小車上，或經過人工或其他設備搬運再將其水平放置[4-11]。這種操作方式存在以下缺點：（1）胎坯立式放置時容易變形，給產品質量帶來隱患；（2）多次人工搬運易導致胎坯因碰撞而引起鋼絲變形，降低輪胎良品率。因此本工作設計了一種自動翻轉式卸胎裝置，能將胎坯由豎直狀態自動翻轉至水平狀態再放置到卸胎小車上，避免人工搬運及豎直放置對胎坯的損壞。

1 技術方案

本漲縮式垂直翻轉卸胎裝置的設計目的在于將胎坯從豎直狀態自動翻轉至水平狀態后放置在水平小車上。本卸胎裝置包含龍門架、橫向滑架、縱向滑架、徑向漲縮支架和翻轉結構等。龍門架為橫向和縱向滑架提供支撐與軌道動力等；橫向滑架用于將胎坯移出成型機主機并進行人工檢胎；縱向滑架用于提升胎坯；徑向漲縮支架用于支撐胎坯，并在胎坯翻轉過程中防止墜落；翻轉結構用于將胎坯垂直于地面翻轉，將其從豎直狀態翻轉至水平狀態。采用以上技術方案，可實現將胎坯自動水平放置在卸胎小車或水平輸送線上。

2 卸胎裝置結構

根據技術方案并結合設計圖對該卸胎裝置進行分析。

漲縮式垂直翻轉卸胎裝置的正視結構如圖1所示。其中龍門架結構橫梁上布置有橫向移動導軌及驅動鏈條，以便通過橫向滑架將胎坯從成型機移出。該龍門結構架結構簡單，剛性強，穩定性好，平移過程平穩。

2.1 橫向滑架

橫向滑架通過焊接而成，滑架結構簡單，剛性好，質量小，通過橫向導軌滑塊與橫梁上的橫向導軌連接。橫向移動采用電動機、鏈輪和鏈條驅動。其中電動機固定在橫向滑架上，隨橫向滑架一起移動，其伸出軸上的主動鏈輪沿龍門架上的鏈條橫向移動；兩組小鏈輪為從動鏈輪，固定在橫向移動滑架上，增大主動鏈輪的包角。卸胎裝置上的橫向滑架的后視結構如圖2所示。此傳動方式結構簡單，其模擬齒輪/齒條結構的傳動，傳動平穩，但其成本要遠低于齒輪/齒條結構，且設備維護方便。

2.2 縱向滑架

縱向滑架由鋼管焊接成桁架結構，結構簡單，質量小，剛性好，不易變形。縱向滑架通過縱向導軌滑塊與橫向滑架相連，縱向氣缸固定在橫向滑架上，縱向氣缸氣缸桿與縱向滑架連接，驅動縱向滑架沿導軌上下移動。卸胎裝置左視結構如圖3所示。縱向氣缸驅動縱向滑架將輪胎提高至不同位置進行翻轉，以滿足2層或3層水平胎坯小車放置輪胎的要求。

2.3 翻轉結構

翻轉結構包含翻轉氣缸、轉動支座和轉動軸。轉動支座固定在縱向滑架的下方，徑向漲縮支架通過轉動軸與轉動支座鉸接。翻轉氣缸固定在縱向滑架的側面，翻轉氣缸氣缸桿與徑向漲縮支架鉸接，驅動徑向漲縮支架繞轉動軸旋轉，卸胎支撐輥由水平位置翻轉至豎直位置。卸胎裝置翻轉結構如圖4所示。

2.4 徑向漲縮支架

徑向漲縮支架包含固定盤、轉動盤、3組卸胎支撐輥和徑向漲縮氣缸。轉動盤安裝在固定盤之間，圓周方向有滾動軸承限位，以便轉動盤繞固定盤圓周方向轉動。卸胎支撐輥通過連接軸與漲縮氣缸連接，固定盤與轉動盤有限位槽，連接軸在限位槽內滑動。卸胎裝置漲縮支架結構如圖5所示。漲縮氣缸驅動3組卸胎支撐輥沿固定盤與轉動盤限位槽徑向漲縮，漲縮支撐輥漲縮直徑的大小由調整螺桿進行調整，以適應不同輪胎規格尺寸要求，且調整螺桿限制支撐輥與胎圈接觸，以避免胎圈變形。3組卸胎支撐輥沿圓周方向在凸臺均勻布置，防止輪胎在翻轉過程中墜落而引起事故。

3 卸胎過程

采用本漲縮式垂直翻轉卸胎裝置的卸胎步驟如下。

（1）輪胎成型機將胎坯豎直放置在卸胎裝置的卸胎支撐輥上，此時徑向漲縮支架處于收縮狀態。

（2）橫向滑架通過電動機驅動將胎坯移出輪胎成型機進行檢胎。

（3）縱向滑架通過縱向氣缸將胎坯向上移動至翻轉位置，同時徑向漲縮支架通過徑向漲縮氣缸驅動3組卸胎支撐輥擴張，擴張直徑比胎坯內直徑稍小，以避免胎圈變形。

（4）翻轉結構通過翻轉氣缸將徑向漲縮支架翻轉，胎坯由水平位置翻轉至豎直位置，沿3組卸胎支撐輥圓周方向布置的凸臺防止胎坯下落。

（5）縱向滑架在縱向氣缸驅動下下落至卸胎小車位置，徑向漲縮支架在徑向漲縮氣缸驅動下進行收縮，以便將胎坯水平放置于卸胎小車上。

4 結論

本漲縮式垂直翻轉卸胎裝置解決了傳統卸胎裝置豎直放置胎坯而導致其直接變形、人工搬運而導致其鋼絲變形等質量問題。該裝置能夠自動將胎坯從輪胎成型機中的豎直狀態翻轉至水平狀態，并水平放置于卸胎小車上，避免了人工干預，降低了工人勞動強度，提高了成型質量、生產效率和良品率。該卸胎裝置可通過傳統卸胎裝置改造而制得，使輪胎企業以較小的技改成本改造而獲得較大收益，同時也為輪胎自動化水平輸送線構建創造了條件，為完全實現輪胎自動化生產創造了可能。