空氣彈簧成型機的設(shè)計與研制

1、新型橡膠空氣彈簧成型機的設(shè)計與研制摘要:本文介紹橡膠空氣彈簧成型機的研發(fā)背景、主要結(jié)構(gòu)及工作原理、技術(shù)參數(shù)與主要特點等。 該設(shè)備提高生產(chǎn)效率,自動化水平較高,能夠適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的工藝及質(zhì)量要求。關(guān)鍵詞:橡膠空氣彈簧成型機、提高生產(chǎn)效率、工藝與質(zhì)量1 引言空氣彈簧,俗稱氣囊、氣囊式氣缸、皮囊氣缸等?？諝鈴椈蔀榍沂浇Y(jié)構(gòu),其曲囊數(shù)通常 為 13 曲囊,但根據(jù)需要也可以設(shè)計制造成袖式、膜式、束帶型空氣彈簧,還可以在一定條 件下將兩個囊式空氣彈簧疊加使用?？諝鈴椈蓮V泛應(yīng)用于商業(yè)汽車、巴士、軌道車輛、機器 設(shè)備及建筑物基座的自調(diào)節(jié)式空氣懸掛。目前,橡膠空氣彈簧的工業(yè)自動化的較低,大部分生產(chǎn)企業(yè)都采用手動

2、供料、手動標線與手動 成型,正反包操作都采用人工方式完成,生產(chǎn)數(shù)量與工藝參數(shù)都很難達到產(chǎn)品標準。北京沃華公司 依據(jù)多年的橡膠設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗于二九年研發(fā)了新型橡膠空氣彈簧成型機,并獲得國家產(chǎn)品著 作權(quán)。2 主要機構(gòu)及特點2.1一段成型機 圖1-1 一段成型機2.1.1一段成型機主機一段成型機由底座、主機箱、尾架、平壓輥裝置、下壓輥裝置、后壓輥裝置、徑向伸縮機頭裝置、 氣動管路系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部分組成。一段成型機是以貼合和成型為一體的結(jié)構(gòu)形式,適用于小 曲囊氣囊的貼合及成型和大曲囊氣囊的貼合。該設(shè)備是采用指形正包、膠囊反包的結(jié)構(gòu)。主機采用伺 服電機控制,保證了貼合的精度與漲鼓徑向尺。系統(tǒng)實現(xiàn)配

3、方管理與參數(shù)修改,還具備設(shè)備故障診斷 與提示功能。1 成型機底座為整體機架,設(shè)備上裝有軸向運動尾座、主軸箱、主軸及貼合鼓(或成型鼓 、指型 片及膠囊座、撞圈裝置、膠囊助推裝置,所有裝置在同一直線滑軌組上,以確保整機主副軸各 部分機構(gòu)的同心性。2 小曲囊成型鼓和大曲囊貼合鼓采用徑向收縮結(jié)構(gòu),采用伺服電機控制滾珠絲杠的方式實現(xiàn)徑向 伸縮的尺寸,保證了徑向伸縮的精度和膨脹后鼓的圓度,同時保證了成型鼓在貼合時的徑向壓 力。3 主機安裝在底座的右側(cè)上方。主軸和芯軸的旋轉(zhuǎn)由一個伺服電機驅(qū)動,通過同步帶傳動至芯軸。4 成型鼓和貼合鼓采用伺服電機驅(qū)動,精確控制行進距離和角度;5 主副軸兩側(cè)為單(骨架簾布膠囊加

4、助推環(huán)反包裝置,完成對胎體的反包。6 成型機主機后壓輥可對成型中各部件實行正反包壓合。7 主機采用柔性平壓輥和氣缸緩沖式結(jié)構(gòu)的下壓輥實現(xiàn)簾布的壓合。平壓輥是成型過程的軸向壓 合裝置,是通過一套橡膠金屬壓輥升降來實現(xiàn)簾布層的滾壓,壓合的氣壓可以方便調(diào)節(jié)。下壓 輥分別由兩組驅(qū)動系統(tǒng)分別驅(qū)動8 由于簾布在貼合時簾布的寬度大于成型鼓的寬度,因此在平壓輥的兩端裝有邊壓輥,用于成型鼓 外簾布的壓合。2.1.2供料架圖 1-4 供料架1 供料架采用 5層 6工位固定式供料架(第一層為 2工位 ,固定簾布卷的軸承座帶有阻尼裝置, 墊布卷由渦輪減速箱及交流變頻電機驅(qū)動,配有墊布剝離裝置,利用光電傳感器檢測儲布環(huán)

5、的 位置實現(xiàn)簾布的自動導(dǎo)開。每層簾布通過導(dǎo)向托盤給成型機頭供料,導(dǎo)向托盤通過氣缸實現(xiàn)上 下擺動,當機頭直徑變化時,可通過導(dǎo)向托盤的調(diào)節(jié)移動導(dǎo)輥進行高度調(diào)節(jié),在導(dǎo)向盤上裝有 一個可移動導(dǎo)輥,用于調(diào)節(jié)對正簾布的中心線,將簾布和膠片準確送至貼合鼓,并保證貼合過 程中簾布和膠片的定中精度。2 如果供料采用自動糾偏裝置,那么簾布通過自動糾偏系統(tǒng)將簾布送到導(dǎo)開托盤裝置,簾布中心 與成型機頭中心對正,定中精度小于±1mm。3 如果不采用自動糾偏裝置,簾布通過托輥將簾布送到導(dǎo)開托盤裝置,利用機械裝置來保證簾布 中心與成型機頭中心對正,定中精度小于±2mm。 2.2腰帶定型機 圖 1-3 腰

6、帶定型機腰帶定型機主要用于腰帶式氣囊中間鋼圈的成型。腰帶定型機由胎圈放置器、兩半環(huán)、胎圈傳 遞器、卡盤、壓輥組、整體底座、氣動管路系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部分組成。該設(shè)備是采用兩半環(huán) 結(jié)構(gòu),保證中間鋼圈準確、有效的與簾布壓實。定位燈線采用線性激光指示燈,并可隨成型的步序 自動調(diào)距,光束少,直觀明了、簡單方便。在自動控制方面采用 PLC 和觸摸屏技術(shù),提高了設(shè)備的 自動化水平,降低了生產(chǎn)工人的勞動強度,保證了產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量。主機采用伺服電機控制, 保證了貼合的精度,觸摸屏可以監(jiān)控顯示每一個步序環(huán)節(jié),并能存儲多種規(guī)格數(shù)據(jù)供隨時調(diào)出,參 數(shù)的修改調(diào)整也更加方便簡捷,它還具備設(shè)備故障診斷與提示功能。隨

7、機可查閱操作、維護及使用 說明等 I/O遠程轉(zhuǎn)送信息。1 成型機底座為整體機架,設(shè)備上裝有胎圈放置器、兩半環(huán)、胎圈傳遞器,所有裝置在同一直線滑軌組上,以確保整機主副軸各部分機構(gòu)的同心性。2 兩半環(huán)在半成品充氣膨脹時,可以有效的控制軸向變形,將力集中在徑向,保證中間胎圈的有效貼合。3 胎圈傳遞器采用汽缸驅(qū)動,機械限位,保證中間鋼圈貼合位置的準確;4 壓輥組保證將胎圈的底部完全與半成品壓合緊密。3技術(shù)參數(shù)及特征項 目 說 明設(shè) 備 參 數(shù) 一段成型機成型機頭直徑范圍 240440mm 扣圈直徑范圍 200420mm 成型機頭寬度范圍 150650mm 成型機頭中心環(huán)調(diào)整范圍 050mm成型機頭直徑

8、調(diào)整范圍 060mm貼合鼓直徑調(diào)整范圍(mm 060貼合直徑范圍(mm 250430 主軸中心高度 900mm成型機頭中心線至機箱前端面 1100mm壓輥壓力調(diào)整范圍 0.200.35MPa 供應(yīng)簾布卷寬度 3501100mm 供應(yīng)簾布卷最大直徑 400mm簾布寬度 2501000mm 簾布供料軸尺寸 30×30mm墊布卷軸尺寸 30×30mm含布料架的最大外形尺寸(長 X 寬 X 高 7000X4600X2500mm腰帶定型機鋼絲圈卡盤直徑范圍 240750mm 鋼絲圈卡盤寬度范圍 150650mm 中間鋼絲圈直徑范圍 440850mm 腰帶內(nèi)徑與囊胚外徑間距 18022

9、0mm 主軸中心高度 940mm成型機頭中心線至機箱前端面 1100mm壓輥壓力調(diào)整范圍 0.200.35MPa 主軸轉(zhuǎn)速 30160rpm 外形尺寸(長 X 寬 X 高 2050X4200X2200mm設(shè) 備 精 度 一段成型機主軸徑向跳動 ±0.10mm 主軸與尾座支撐軸的同軸度 ±0.10mm 扣圈盤端面跳動 ±0.20mm 扣圈盤與主軸同心度 ±0.10mm 供料架前擺架與主軸平行度 ±0.40mm 部件定中精度 ±1.5mm 部件拉伸 ±1.5% 腰帶定型機主軸徑向跳動 ±0.10mm 鋼絲圈放置器與主軸

10、同心度 ±0.10mm 鋼絲圈傳遞器與主軸同心度 ±0.20mm 中間鋼絲圈定位精度 ±0.10mm4 主要特點及優(yōu)勢 4.1 一段成型機可以實現(xiàn)小曲囊氣囊的成型、大曲囊氣囊的 1 段成型、腰帶式氣囊的 1 段成型，適用 于240440 的機頭范圍； 4.2 腰帶定型機實現(xiàn)中間帶胎圈產(chǎn)品的貼合。 4.3 本機控制系統(tǒng)采用 PLC 可編程控制器和分布式 I/O 系統(tǒng)， 使輸入輸出就近分布于設(shè)備的各個部分， 通過現(xiàn)場總線接入 PLC，通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，使系統(tǒng)電氣線路簡潔、清晰，方便安裝和維 修。先進的通訊網(wǎng)絡(luò)提高了設(shè)備的抗干擾性能。 4.4 本機還采用了觸摸

11、式人機界面，既能顯示成型工藝步驟，掌握工藝過程；又可通過配方功能為各 種不同規(guī)格的空氣彈簧編制成型參數(shù)，準確實現(xiàn)自動控制；還可通過故障診斷功能快速而準確查詢 機臺所出現(xiàn)的故障原因和位置，為迅速處理設(shè)備故障提供了依據(jù)，減少了停機率。 4.5 一、 二段成型機成型機頭采用伺服電機加滾珠絲杠控制,是成型鼓直徑的調(diào)整更加靈活,精度更高, 解決了單一機頭不同貼合直徑的問題,提高了機頭的使用率,降低了新產(chǎn)品開發(fā)的成本。 4.6 采用全自動激光標線器裝置，在成型的過程中，激光線的位置隨成型部序自動調(diào)整，可以滿足多 層物料的不同尺寸貼合，給成型操作工的操作帶來了方便； 4.7 供料架采用超聲波傳感器加變頻電機控制，使供料過程更穩(wěn)定，與主機