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摘要：半钢成型机，具备高精度、高效率、全自动化的特点。各个部件都有严格的理论计算和严谨的科学依据，使用性能和操作性能都以人机工学为依据，因此其品质得以有效保证。随着我国橡机行业的发展，半钢成型机的优势势必会跟轮胎工艺结合越来越融洽，其市场前景非常广阔。
关键词：成型机； 子午线轮胎；定位装置；
半钢子午线轮胎成型机是子午线轮胎生产的关键设备之一，技术含量较高，附加值较大，具有广阔的市场前景，是一个橡胶机械厂制造水平的重要体现。随着我国半钢子午线轮胎产业的发展，半钢子午线轮胎成型机市场空间越来越广阔。
1、子午线轮胎成型机现状
2011年全国轮胎总产量4.56亿条,比上年增长2.93%;其中子午胎产量3.98亿条,子午化率达87%。子午胎中,半钢胎产量3.08亿条,增长6.9%;斜交轮胎产量5800万条,下降14.5%。轮胎行业企业虽然克服了许多困难取得了较好业绩,但行业普遍存在着产品同质化、低端产能过剩、自主创新能力不足、生产力粗放、产业技术标准及工艺规范滞后、产业集中度不高等深层次矛盾和问题。2012年汽车市场将回归6%~8%的常态增长,预计销售量2000万辆左右。据此,轮胎分会初步预测,2012年全国轮胎总量4.83亿条左右,比上年增长5%~7%;其中子午胎产量4.32亿条左右,增长8%~9%,子午化率89%左右。
2、成型机结构原理及特点分析
半钢子午线轮胎成型机由主机、辅机、电气控制系统和气动系统组成。主机由胎体成型鼓、组合传递环、带束层及胎面贴合鼓、床身、滚压装置、贴合鼓主轴箱、成型鼓主轴箱、钢丝圈预置架和灯光标尺等组成。辅机由胎体供料架、带束层及胎面供料架及冠带条储料架等组成。
2.1成型机部件结构原理
成型鼓主轴安装在主轴箱体上, 带编码器的伺服电机、减速器、同步带、电磁离合器以及气动抱闸离合器控制主轴旋转、成型鼓鼓肩移动, 直线位移传感器检测成型鼓鼓肩位移, 实现成型鼓调速、准确角度定位和保证鼓肩精确定位。主轴后端装有8 路旋转进气阀, 通过气管通向主轴前端法兰端头, 为成型鼓供气。主轴前端法兰用于连接成型鼓。成型鼓用来贴合胎侧/ 内衬层预复合件、2 层帘布,锁定钢丝圈, 并充气成型胎坯。成型鼓由中心轴、左右两相同胶囊侧鼓和中鼓组成。中鼓为一套调宽环, 调宽环根椐用户提供的定型过程中的最大、最小钢丝圈距离设计。组合传递环由安装在床身溜板上的胎面传递环、两个钢丝圈传递环组成。贴合鼓用来贴合带束层和胎面。套筒通过键连接安装在贴合鼓传动箱主轴上, 套筒上有双作用气缸驱动滑套左右移动, 滑套通过双连杆结构连接并驱动18 个梳状扇形块, 使其沿直径方向膨胀收缩。通过增加不同厚度梳状扇形块调整贴合鼓直径, 以满足不同轮胎规格参数变化的要求。
2.2成型机胎装置的特点
成型机三角胶压合装置主要由“压辊、压辊伸缩线性导轨和轴承、圆柱导轨、主动链轮、带制动的电机减速机、气缸、转架、四头滚珠丝杆”等组件组成。设计在胎肩垫胶自动送料架的工字梁的上方安装三角胶压合装置，即在NR3成型机肩／侧压辊座上面。该压合装置为压辊在芯轴上安装了两个轴承，用圆螺母将芯轴紧密固定在推板上。并且有用螺丝紧固的直线导轨安装在推板两侧的边缘处，这样在气缸的作用下，推板可自由伸缩，并与紧固在转架上的线性轴承相互配合，用销轴穿入转架与挂架中间联接部位，并且用螺丝紧固四周，如果要变化压辊的角度，可通过适当转动转架的方法进行调整。
横梁上的挂架可以做横向移动，以应对不同宽度的胎坯。挂架是用挂条挂在横梁边上的，需要移动挂架时，只需将紧固螺丝松开，沿轴向推动挂架移动到指定位置后将固定螺丝紧固即可。用法兰联接横梁上端两边圆柱导轨，法兰中部固定在四头滚珠丝杆上，这样在滚珠丝杆的推拉动作下横梁可做上下移动。圆柱轴承各装一条在箱体两侧将支承导轨，并将滚珠螺母和角接触轴承安装在上端。由于滚珠丝杆传动副是螺母固定旋转，丝杆的移动方式是上下移动，并且推荐采用标准的滚珠螺母，因为如果订做非标的滚珠螺母货期过长而且价格很高。螺母法兰上方装入被动链轮，并用轴承套连接下方，用6个M10X40的内六角螺丝紧固预紧力为三者传动扭矩，用2个36118角接触轴承套安装外径，为了承受丝杆的上下推力轴承必须对角安装。选用SWE带制动装置的电机作为减速电机，电机由变频器驱动和PLC控制器操控。
3、胎圈压合装置的优化原理及效果
3.1胎圈压合装置的优化原理
当胎圈压合装置处于自动状态时，成型机上的肩／侧压辊和压辊(横梁)在型结束时也同时进入压合胎面，此时电机制动线圈得电松开制动装置，电机高速正转。这时行程计数接近开关开始计数，接近设定的压合起始位置时，电机低速运转。并且当压辊到达三角胶压合起始位后电机制动线圈断电，电机停止运转，前伸的制动横梁停止运动。同时伸出电磁阀与控制气缸的高压(0.5MPa) 电磁阀得电并对三角胶进行压合，3～5秒后电机制动线圈得电断开并使电机以压合的速度迅速反转，这时行程计数开关开始计数，在压辊向上移动到一定距离后，切断气缸的高压电磁阀电源并且转为低压，直到压辊压完三角胶，切断伸出电磁阀电源，并使气缸缩回， 电机高速反转，在与原点位置距离大约80毫米时，电机转为低速，使压辊(横梁)低速运动回原点位置时停止。
3.2胎圈压合装置的优化效果
通过对2011年下半年的统计，并根据结果数据进行分析，在使用过程中未对三角胶压合的原始压合方法时，成品胎达到0.24％的离层率，而改进后采用侧压辊压合三角胶的方法后，成品胎的离层率降至0.078％。而且三角胶压合装置的压辊可对在肩压辊压合胎面过程中的三角胶进行同步压合，改良后的工艺每成型一条胎坯比原工艺节约25秒的时间。提高了生产效率的同时又降低了生产成本，并使成品胎的质量得到了保证。
4、结语
半钢子午线轮胎成型机优化使用后将促进我国半钢子午线轮胎的生产, 提高轮胎性能和质量, 尤其是对国内高性能半钢子午线轮胎生产提供设备保障, 大大缓解高性能半钢子午线轮胎一次法成型机依赖进口的状况, 并有利于改善我国交通运输质量, 同时具有较强的出口创汇前景。
关键词：成型机； 子午线轮胎；定位装置；
半钢子午线轮胎成型机是子午线轮胎生产的关键设备之一，技术含量较高，附加值较大，具有广阔的市场前景，是一个橡胶机械厂制造水平的重要体现。随着我国半钢子午线轮胎产业的发展，半钢子午线轮胎成型机市场空间越来越广阔。
1、子午线轮胎成型机现状
2011年全国轮胎总产量4.56亿条,比上年增长2.93%;其中子午胎产量3.98亿条,子午化率达87%。子午胎中,半钢胎产量3.08亿条,增长6.9%;斜交轮胎产量5800万条,下降14.5%。轮胎行业企业虽然克服了许多困难取得了较好业绩,但行业普遍存在着产品同质化、低端产能过剩、自主创新能力不足、生产力粗放、产业技术标准及工艺规范滞后、产业集中度不高等深层次矛盾和问题。2012年汽车市场将回归6%~8%的常态增长,预计销售量2000万辆左右。据此,轮胎分会初步预测,2012年全国轮胎总量4.83亿条左右,比上年增长5%~7%;其中子午胎产量4.32亿条左右,增长8%~9%,子午化率89%左右。
2、成型机结构原理及特点分析
半钢子午线轮胎成型机由主机、辅机、电气控制系统和气动系统组成。主机由胎体成型鼓、组合传递环、带束层及胎面贴合鼓、床身、滚压装置、贴合鼓主轴箱、成型鼓主轴箱、钢丝圈预置架和灯光标尺等组成。辅机由胎体供料架、带束层及胎面供料架及冠带条储料架等组成。
2.1成型机部件结构原理
成型鼓主轴安装在主轴箱体上, 带编码器的伺服电机、减速器、同步带、电磁离合器以及气动抱闸离合器控制主轴旋转、成型鼓鼓肩移动, 直线位移传感器检测成型鼓鼓肩位移, 实现成型鼓调速、准确角度定位和保证鼓肩精确定位。主轴后端装有8 路旋转进气阀, 通过气管通向主轴前端法兰端头, 为成型鼓供气。主轴前端法兰用于连接成型鼓。成型鼓用来贴合胎侧/ 内衬层预复合件、2 层帘布,锁定钢丝圈, 并充气成型胎坯。成型鼓由中心轴、左右两相同胶囊侧鼓和中鼓组成。中鼓为一套调宽环, 调宽环根椐用户提供的定型过程中的最大、最小钢丝圈距离设计。组合传递环由安装在床身溜板上的胎面传递环、两个钢丝圈传递环组成。贴合鼓用来贴合带束层和胎面。套筒通过键连接安装在贴合鼓传动箱主轴上, 套筒上有双作用气缸驱动滑套左右移动, 滑套通过双连杆结构连接并驱动18 个梳状扇形块, 使其沿直径方向膨胀收缩。通过增加不同厚度梳状扇形块调整贴合鼓直径, 以满足不同轮胎规格参数变化的要求。
2.2成型机胎装置的特点
成型机三角胶压合装置主要由“压辊、压辊伸缩线性导轨和轴承、圆柱导轨、主动链轮、带制动的电机减速机、气缸、转架、四头滚珠丝杆”等组件组成。设计在胎肩垫胶自动送料架的工字梁的上方安装三角胶压合装置，即在NR3成型机肩／侧压辊座上面。该压合装置为压辊在芯轴上安装了两个轴承，用圆螺母将芯轴紧密固定在推板上。并且有用螺丝紧固的直线导轨安装在推板两侧的边缘处，这样在气缸的作用下，推板可自由伸缩，并与紧固在转架上的线性轴承相互配合，用销轴穿入转架与挂架中间联接部位，并且用螺丝紧固四周，如果要变化压辊的角度，可通过适当转动转架的方法进行调整。
横梁上的挂架可以做横向移动，以应对不同宽度的胎坯。挂架是用挂条挂在横梁边上的，需要移动挂架时，只需将紧固螺丝松开，沿轴向推动挂架移动到指定位置后将固定螺丝紧固即可。用法兰联接横梁上端两边圆柱导轨，法兰中部固定在四头滚珠丝杆上，这样在滚珠丝杆的推拉动作下横梁可做上下移动。圆柱轴承各装一条在箱体两侧将支承导轨，并将滚珠螺母和角接触轴承安装在上端。由于滚珠丝杆传动副是螺母固定旋转，丝杆的移动方式是上下移动，并且推荐采用标准的滚珠螺母，因为如果订做非标的滚珠螺母货期过长而且价格很高。螺母法兰上方装入被动链轮，并用轴承套连接下方，用6个M10X40的内六角螺丝紧固预紧力为三者传动扭矩，用2个36118角接触轴承套安装外径，为了承受丝杆的上下推力轴承必须对角安装。选用SWE带制动装置的电机作为减速电机，电机由变频器驱动和PLC控制器操控。
3、胎圈压合装置的优化原理及效果
3.1胎圈压合装置的优化原理
当胎圈压合装置处于自动状态时，成型机上的肩／侧压辊和压辊(横梁)在型结束时也同时进入压合胎面，此时电机制动线圈得电松开制动装置，电机高速正转。这时行程计数接近开关开始计数，接近设定的压合起始位置时，电机低速运转。并且当压辊到达三角胶压合起始位后电机制动线圈断电，电机停止运转，前伸的制动横梁停止运动。同时伸出电磁阀与控制气缸的高压(0.5MPa) 电磁阀得电并对三角胶进行压合，3～5秒后电机制动线圈得电断开并使电机以压合的速度迅速反转，这时行程计数开关开始计数，在压辊向上移动到一定距离后，切断气缸的高压电磁阀电源并且转为低压，直到压辊压完三角胶，切断伸出电磁阀电源，并使气缸缩回， 电机高速反转，在与原点位置距离大约80毫米时，电机转为低速，使压辊(横梁)低速运动回原点位置时停止。
3.2胎圈压合装置的优化效果
通过对2011年下半年的统计，并根据结果数据进行分析，在使用过程中未对三角胶压合的原始压合方法时，成品胎达到0.24％的离层率，而改进后采用侧压辊压合三角胶的方法后，成品胎的离层率降至0.078％。而且三角胶压合装置的压辊可对在肩压辊压合胎面过程中的三角胶进行同步压合，改良后的工艺每成型一条胎坯比原工艺节约25秒的时间。提高了生产效率的同时又降低了生产成本，并使成品胎的质量得到了保证。
4、结语
半钢子午线轮胎成型机优化使用后将促进我国半钢子午线轮胎的生产, 提高轮胎性能和质量, 尤其是对国内高性能半钢子午线轮胎生产提供设备保障, 大大缓解高性能半钢子午线轮胎一次法成型机依赖进口的状况, 并有利于改善我国交通运输质量, 同时具有较强的出口创汇前景。