专利名称：全自动胎面贴合机及其贴合方法
技术领域：
本发明提供一种全自动胎面贴合机及其贴合方法，具体地应用于轮胎翻新过程中 的胎面胶贴合工艺过程，属于橡胶机械领域。
背景技术：
由于汽车、飞机等运载器的普及使用，每年都会造成大量的报废轮胎需要处理。既 形成了橡胶资源的浪费、又带来环境污染的一系列问题。目前针对胎面花纹被磨损的旧轮 胎，一般采取翻新处理的方法以再次投入循环利用。现有的轮胎翻新设备采用打磨机械将旧轮胎的胎面进行打磨处理，然后将中垫胶 粘附于胎体上，再将新的环形胎面套装在胎体上，经过压合、贴附形成复合件，最后送入硫 化罐中进行硫化成型。在套装环形胎面的过程中，由于胎体较硬、贴合在胎体表面的中垫胶 粘性较大，往往难于准确地将环形胎面与胎体进行套装，经常出现跑偏现象、或是在环形胎 面与胎体之间留有气泡，因此部件复合加工的紧密性能较差。目前还有一种翻新方式是将条形的胎面胶直接缠绕到胎体表面，虽然可以解决胎 面与胎体套装的跑偏问题，但是裁断后的胎面胶与胎体表面周长存在一定的误差，往往会 导致胎面胶不够长、或是留有余头，对于这些问题均需由手工方式加以补救，从而形成手工 装胎的额外工作负荷。例如，当胎面胶的长度不够时通常采取手工拉伸，过度地拉伸胎面胶会造成局部 变形而影响到胎面胶与胎体之间的贴合，也会形成局部气泡；当胎面胶的长度过长时，就需 人工进行剪除，因此会造成一定的材料浪费。以上现有胎面胶贴合加工方法都存在着加工精度较低的问题，对于某一规格型号 的轮胎，胎面胶长度经裁断后即为一固定数值，缺少贴合过程中的动态调节能力，对于因为 生产设备、材料本质弹性而导致的误差难以克服，既直接影响到胎面胶贴合质量，同时也导 致翻新生产效率的低下。
发明内容
本发明所述的全自动胎面贴合机及其贴合方法，在于解决上述问题而在输送过程 中对胎面胶进行适度地辗压，将裁断后短于胎体表面周长的胎面胶进行延展拉伸，使得缠 绕、贴合后的胎面胶长度能够最佳地接近于胎体表面周长。本发明的目的在于，实现一种全自动的胎面贴合装置和控制方法，无需人工干预 和采取手工补救措施，自动化程度较高，胎面胶贴合到胎体表面时能够完整地缠绕胎体外 周，胎面胶实际长度可在线动态调整。另一发明目的是，降低裁切胎面胶长度的精度要求，解除手工拉伸胎面胶的额外 工作负荷，也可节约胎面胶用料，并且提高整体胎面胶贴合的工作效率。另一发明目的是，能够在输送、延展拉伸胎面胶的同时，控制胎面胶与胎体之间保 持同一纵向中心线，保证不会出现跑偏现象。
发明目的还在于，通过辊筒装置对胎面胶进行辗压延展，拉伸作用力均衡地分布 在胎面胶横向局部部位，因此可以避免因不当用力而造成的局部变形，胎面胶与胎体之间 的贴合紧密性有所提高，不易留有气泡。为实现上述发明目的，所述的全自动胎面贴合机主要包括有以下装置滑动连接在底座两侧轨道上的主机，设置在主机一侧并用于压合胎面胶的分合压 辊装置、以及沿胎面胶输送方向依次连接的裁断装置、后输送装置和前输送装置，与现有技 术的不同之处在于，所述的前输送装置，具有安装在两侧面板上部的前压辊组件、中间压辊组件和输 送辊组件。其中，输送辊组件包括有轴设在两侧面板之间的若干个输送辊筒。前压辊组件包括有一组垂向中心线重合、相互留有间隙以允许胎面胶通过的托辊 和前压辊，托辊和前压辊分别轴设在两侧面板之间、以及输送辊筒的上方。中间压辊组件包括有套设在中间辊筒轴上的中间辊筒，中间辊筒轴两端通过轴承 和胀紧套轴设在两侧面板之间，至少一侧的轴承和胀紧套连接一个中间压辊摆臂，中间压 辊摆臂同时连接摆转气缸的驱动杆。如上述基本方案，胎面胶在前输送装置中的输送辊组件上被向前输送至胎体表 面，输送辊筒可以是具备向胎面胶提供向前输送动力的驱动机构，也可以是无动力的悬浮 辊筒而通过后输送装置向胎面胶提供输送动力。在输送过程中，前压辊组件形成对胎面胶的表面夹持作用、同时由中间压辊组件 对胎面胶进行断续地辗压，即由中间辊筒实现对胎面胶的延展拉伸。中间辊筒对胎面胶向下辗压、或向上脱离开胎面胶表面状态之间的切换，以及中 间辊筒施加在胎面胶表面的压力大小，则通过摆转气缸驱动中间压辊摆臂来调节。摆转气缸驱动杆的位移量和输出力度的调节，则可通过采用比例调节阀来实现。为提高拉伸胎面胶的精度、实现胎面胶与胎体表面的完整匹配，可采取如下针对 前压辊组件的改进和细化方案所述的托辊套设在托辊轴上，托辊轴的两端通过轴承安装在两侧面板上，其中一 侧的轴承通过连接轴依次连接联轴器和旋转编码器，旋转编码器安装在面板上。当胎面胶经过托辊和前压辊之间时，胎面胶带动托辊旋转，则可通过端部旋转编 码器计算胎面胶实际长度。由于胎面胶被裁断得较短，相对于胎体表面周长还具有一段差距，测量延展拉伸 后的胎面胶实际长度可以直接反馈到针对中间辊筒辗压时间、辗压作用力的控制上。胎面胶实际长度与胎体表面周长的差值，通过动态地调整辗压时间、辗压作用力 来加以弥补，使得胎面胶的最终长度匹配于胎体表面周长。为优化前压辊组件对于胎面胶的夹持作用，避免因夹持作用力过大而意外地拉 伸、或是回夹持作用力过小而导致胎面胶跑偏，可采取如下改进方案所述的前压辊连接在前压辊横梁下部，前压辊横梁的两端分别通过轴承和胀紧套 安装在面板上，轴承和胀紧套同时连接于前压辊摆臂的一侧端，前压辊摆臂的另一侧端连 接气缸的驱动杆。前压辊组件配合中间压辊组件对胎面胶进行延展拉伸。在有效可控范围内，前压辊组件对胎面胶夹持作用力越大，中间压辊组件对胎面胶的拉伸长度越大。前压辊组件对胎面胶的夹持作用，通过气缸驱动前压辊摆臂围绕轴承和胀紧套进 行摆转，此时通过前压辊横梁调节前压辊相对于胎面胶表面的压紧力。为保证胎面胶被夹持、延展拉伸过程中，不会因局部受力而造成跑偏现象，可以采 取如下定中结构所述的前输送装置还包括一组左、右挡辊组件。其中，两侧挡板各自通过支架平行地设置在输送辊筒的上方，两侧挡板相向的内侧部设 置有若干个辊轮。胎面胶在上述左、右挡辊组件之间被向前输送，胎面胶的侧边沿两侧辊轮滑行，当 实施延展拉伸时，胎面胶被限制在左、右挡辊组件之间而无法向一侧偏转，因此可以保证胎 面胶的中心线始终与胎体中心线重合。上述两侧定中结构是针对于某一规格型号的胎面胶宽度，当翻新轮胎的规格发生 变化时，胎面胶宽度也随之改变。此时可采取如下进一步优化方案左、右挡辊组件的两侧支架分别套设在一滚珠丝杠副上，由电机和减速机驱动连 接的驱动轮啮合于滚珠丝杠副，支架两端的直线轴承套接于导向光轴。根据不同的胎面胶宽度规格，由电机和减速机通过驱动轮带动滚珠丝杠副进行顺 时针或逆时针旋转，则两侧支架相向或相反地移动，两侧挡板的间距得以调节。在应用上述全自动胎面贴合机的基础上，本发明还实现了如下所述的贴合方法由电机驱动主机上的轮辋以带动翻新轮胎旋转，胎面胶被裁断装置裁断后依次经 过后输送装置、前输送装置而被输送至轮胎胎体表面，分合压辊装置将胎面胶压合在胎体 上。与现有技术的不同之处在于，胎面胶被裁断的长度小于轮胎胎体表面的周长。将胎面胶压合在胎体表面的过程中，前输送装置的托辊和前压辊对胎面胶施加一 垂向的夹持作用力，与此同时中间辊筒向下辗压胎面胶而将胎面胶进行纵向的延展拉伸。其中，被中间辊筒辗压而纵向延展拉伸后，胎面胶的实际长度加大。使用在托辊轴侧端连接的旋转编码器，对通过托辊和前压辊时的胎面胶实际长度 进行记量。而且，根据胎面胶被延展拉伸后的实时长度与胎体表面周长的差值，控制并随机 改变所述中间辊筒对胎面胶的辗压作用力和作用时间。更为优化的方案是，控制前压辊相对于托辊的垂向间距，调节托辊和前压辊对胎 面胶施加的垂向夹持作用力。综上内容，本发明全自动胎面贴合机及其贴合方法的优点和有益效果是1、在输送过程中对胎面胶的适度地辗压拉伸，短于胎体表面周长的胎面胶经延展 拉伸而达到匹配的长度，实现了一种全自动的胎面贴合装置和控制方法，无需人工干预和 采取手工补救措施，自动化程度较高。2、对于胎面胶实际长度实现在线、动态调整，贴合到胎体表面时能够完整地缠绕， 不会留有余头。3、裁切胎面胶长度的精度控制得以降低，无需手工拉伸胎面胶或裁切余头的额外 工作负荷，提高整体轮胎翻新的工作效率。
4、能够有效地节约胎面胶用料，降低轮胎翻新成本。5、控制胎面胶与胎体之间保持纵向定中同轴，避免出现跑偏现象，贴合操作准确 性高、紧密性强，不易留有气泡。
现结合附图对本发明做进一步的说明图1是所述全自动胎面贴合机的示意图；图2是图1的俯向示意图；图3是所述前输送装置的示意图；图4是图3的侧向示意图；图5是图4的横向剖面示意图；图6是图4的俯向示意图；图7是所述托辊的连接结构示意图；图8是所述前压辊的连接结构示意图；图9是所述左、右挡辊组件的示意图；图10是图9的侧向示意图；如图1至图10所示，分合压辊装置1，主机2，轮辋21，电机和减速机22，前输送装 置3，后输送装置4，主驱动辊41，电机和减速机42，裁断装置5，底座6。前压辊组件30、托辊300，托辊轴302，轴承303，连接轴304，联轴器305，旋转编码 器306，前压辊301，前压辊横梁307，轴承和胀紧套308，前压辊摆臂309，气缸3091 ；中间压辊组件31、中间辊筒轴310，中间辊筒311，轴承和胀紧套312，中间压辊摆 臂313，摆转气缸314 ；输送辊组件32，输送辊筒320 ；左、右挡辊组件33，挡板330，支架331，辊轮332，滚珠丝杠副333，直线轴承334， 导向光轴335，驱动轮336，电机和减速机337，面板34。图1中的虚线表示的是翻新轮胎。
具体实施例方式实施例1，如图1和图2所示，所述的全自动胎面贴合机包括有主机2，在主机2上 设置有通过电机和减速机22驱动旋转、并承载被翻新轮胎的轮辋21。主机2滑动地连接在底座6的两侧轨道上，在主机2 —侧还设置有用于压合胎面 胶的分合压辊装置1。沿胎面胶输送方向依次连接有裁断装置5、后输送装置4和前输送装置3。后输送装置4中的主驱动辊41由电机和减速机42驱动旋转，从而提供胎面胶向 前输送的动力。如图3至图10所示，所述的前输送装置3具有安装在两侧面板34上部的前压辊 组件30、中间压辊组件31、输送辊组件32、以及左、右挡辊组件33。其中，在输送过程中，前压辊组件30形成对胎面胶的表面夹持作用、同时由中间压辊组 件31对胎面胶进行断续地辗压，即由中间辊筒311实现对胎面胶的延展拉伸。
前压辊组件30包括有一组托辊300和前压辊301，托辊300和前压辊301分别轴 设在两侧面板34之间、以及输送辊筒320的上方。托辊300和前压辊301的垂向中心线相 互重合、且彼此间留有间隙以允许胎面胶从中间通过。托辊300套设在托辊轴302上，托辊轴302的两端通过轴承303安装在两侧面板 34上，其中一侧的轴承303通过连接轴304依次连接联轴器305和旋转编码器306，旋转编 码器306安装在面板34上。前压辊301连接在前压辊横梁307下部，前压辊横梁307的两端分别通过轴承和 胀紧套308安装在面板34上，轴承和胀紧套308同时连接于前压辊摆臂309的一侧端，前 压辊摆臂309的另一侧端连接气缸3091的驱动杆。中间压辊组件31包括有套设在中间辊筒轴310上的中间辊筒311，中间辊筒轴 310两端通过轴承和胀紧套312轴设在两侧面板34之间。其中一侧的轴承和胀紧套312连 接一个中间压辊摆臂313，中间压辊摆臂313同时连接摆转气缸314的驱动杆。输送辊组件32包括有轴设在两侧面板34之间的若干个输送辊筒320，胎面胶沿输 送辊筒320向前输送至胎体表面，输送辊筒320是无动力的悬浮辊筒。左、右挡辊组件33的两侧挡板330，各自通过支架331平行地设置在输送辊筒320 的上方，两侧挡板330相向的内侧部设置有若干个辊轮332。两侧支架331分别套设在一滚珠丝杠副333上，由电机和减速机337驱动连接的 驱动轮336啮合于滚珠丝杠副333，支架331两端的直线轴承334分别套接在一个导向光轴 335 上。应用上述全自动胎面贴合机而针对贴合方法提出如下改进方案被翻新轮胎被安装在主机2的轮辋21上，由电机6驱动轮辋21以带动轮胎旋转， 条形的胎面胶首先被裁断装置5裁断，裁断后的胎面胶长度小于轮胎胎体表面的周长。胎面依次通过后输送装置4、前输送装置3而被输送至轮胎胎体表面，分合压辊装 置1将胎面胶压合在胎体表面。将胎面胶压合在胎体表面的过程中，前输送装置3的托辊300和前压辊301对胎 面胶施加一垂向的夹持作用力，与此同时中间辊筒311向下辗压胎面胶而将胎面胶进行纵 向的延展拉伸。在本实施例中，裁断后的胎面胶短于轮胎胎体表面的周长，通过中间辊筒311向 下辗压胎面胶而将其拉伸至与胎体表面周长相匹配的长度。例如，通过裁断装置5将胎面胶裁断为180厘米(简记为Al)，而胎体表面周长为 185厘米，即拉伸后的胎面胶长度应达到185厘米(简记为A3)，而胎面胶被延展拉伸过程 中的实际长度是一动态变化的变量(简记为A2)。全自动胎面贴合机所配备的主控系统，将上述三种长度数据加以记录存储，以实 现下述具体的控制过程。被中间辊筒311辗压而纵向延展拉伸后，胎面胶的实际长度A2逐渐加大。使用在托辊轴302侧端连接的旋转编码器306，对通过托辊300和前压辊301时的 胎面胶实际长度进行记量。旋转编码器306每旋转一圈对应于胎面胶向前输送的距离，旋转的圈数被反馈至 主控系统后被换算成胎面胶被延展拉伸后的实际长度A2。
当胎面胶经过托辊300和前压辊301之间时，胎面胶带动托辊300旋转，此时主控 系统开始计算旋转编码器306的旋转圈数，随着中间辊筒311的向下辗压，胎面胶实际长度 A2从Al逐渐地接近于A3。中间辊筒311对胎面胶向下辗压、或向上脱离开胎面胶表面状态之间的切换，以 及中间辊筒311施加在胎面胶表面的压力大小，则通过摆转气缸314驱动中间压辊摆臂313 来调节。摆转气缸314驱动杆的位移量和输出力度的调节，可通过采用比例调节阀来实 现，即采用比例调节阀来调节摆转气缸314供气量和供气压力，进而形成驱动杆伸出/回缩 的位移量、以及输出力度的大小调节。胎面胶实际长度A2的变化被上传至主控系统，主控系统可根据A2与A3之间差距 的具体值来调节比例调节阀的工作状态，因此实现针对中间辊筒311向下辗压时间、辗压 作用力的大小，并最终反映在胎面胶实际长度A2的变化上。上述调节过程是循环进行的，直至A2与A3之间差值完全地符合胎面胶贴合的工 艺标准要求。当胎面胶实际长度A2与胎体表面周长A3相匹配时，摆转气缸314的驱动杆回缩 并带动中间压辊摆臂313顺时针摆转一定的角度，此时通过轴承和胀紧套312将中间辊筒 轴310向上抬起，中间辊筒311脱离开胎面胶的表面，对于胎面胶的延展拉伸操作结束。中间压辊组件31中延展拉伸胎面胶的执行机构，而前压辊组件30则对胎面胶起 到一种夹持作用。若夹持作用力过大就会导致胎面胶意外地被拉伸，则贴合到胎体上的胎面胶就会 留有余头而需手工剪除。，若上述夹持作用力过小又会导致中间辊筒311在胎面胶表面打滑而跑偏，因此前 压辊组件30在中间压辊组件31侧向起到的定点配合作用。 在有效可控范围内，前压辊组件30对胎面胶夹持作用力越大，中间压辊组件31对 胎面胶的拉伸长度越大。前压辊组件30对胎面胶的夹持作用，通过气缸3091驱动前压辊摆臂309围绕轴 承和胀紧套308进行摆转，此时通过前压辊横梁307调节前压辊301相对于胎面胶表面的 压紧力。当中间辊筒311脱离开胎面胶表面时，前压辊301同时脱离开胎面胶表面，胎面胶 不再受到前压辊301与托辊300的夹持作用。应对于不同厚度规格、不同材质的胎面胶，控制前压辊301相对于托辊300的垂向 间距，可以调节托辊300和前压辊301对胎面胶施加的垂向夹持作用力。上述垂向夹持作用力的调节，由操作工人在贴合操作前将胎面胶厚度值、不同材 质摩擦系数输入到主控系统中，采用比例调节阀来控制气缸3091的供气压力，以驱动前压辊摆臂309围绕轴承和 胀紧套308旋转，以改变前压辊301相对于托辊300的垂向间距。或是控制气缸3091的供气压力和供气量，来调节前压辊301相对于胎面胶表面的 压力大小，以改善胎面胶被夹持时的静止摩擦系数。在胎面胶向前输送、被夹持、被延展拉伸的过程中，胎面胶的侧边沿所述左、右挡辊组件33的辊轮滑行。胎面胶被限制在左、右挡辊组件33之间而无法向侧部偏转，胎面胶 的中心线始终与胎体中心线重合。为应对不同宽度规格的胎面胶，上述左、右挡辊组件33之间的间距是动态可调 的。由电机和减速机337通过驱动轮336带动滚珠丝杠副333进行顺时针或逆时针旋 转，两侧支架331承载着挡板330沿滚珠丝杠副333相向或相反地移动，两侧挡板330的间
距得以调节。挡板330在横向移动的过程中，依靠直线轴承334在导向光轴335上的限位移动 而向支架331提供端部的辅助校正作用力，以防止挡板330跑偏。
权利要求
一种全自动胎面贴合机，包括有滑动连接在底座(6)两侧轨道上的主机(2)，设置在主机(2)一侧并用于压合胎面胶的分合压辊装置(1)、以及沿胎面胶输送方向依次连接的裁断装置(5)、后输送装置(4)和前输送装置(3)，其特征在于所述的前输送装置(3)，具有安装在两侧面板(34)上部的前压辊组件(30)、中间压辊组件(31)、输送辊组件(32)，其中，输送辊组件(32)包括有轴设在两侧面板(34)之间的若干个输送辊筒(320)；前压辊组件(30)包括有一组垂向中心线重合、相互留有间隙以允许胎面胶通过的托辊(300)和前压辊(301)，托辊(300)和前压辊(301)分别轴设在两侧面板(34)之间、以及输送辊筒(320)的上方；中间压辊组件(31)包括有套设在中间辊筒轴(310)上的中间辊筒(311)，中间辊筒轴(310)两端通过轴承和胀紧套(312)轴设在两侧面板(34)之间，至少一侧的轴承和胀紧套(312)连接一个中间压辊摆臂(313)，中间压辊摆臂(313)同时连接摆转气缸(314)的驱动杆。
2.根据权利要求1所述的全自动胎面贴合机，其特征在于所述的托辊(300)套设在 托辊轴(302)上，托辊轴(302)的两端通过轴承(303)安装在两侧面板(34)上，其中一侧 的轴承(303)通过连接轴(304)依次连接联轴器(305)和旋转编码器(306)，旋转编码器 (306)安装在面板(34)上。
3.根据权利要求2所述的全自动胎面贴合机，其特征在于所述的前压辊(301)连接 在前压辊横梁(307)下部，前压辊横梁(307)的两端分别通过轴承和胀紧套(308)安装在 面板(34)上，轴承和胀紧套(308)同时连接于前压辊摆臂(309)的一侧端，前压辊摆臂 (309)的另一侧端连接气缸(3091)的驱动杆。
4.根据权利要求1、2或3所述的全自动胎面贴合机，其特征在于所述的前输送装置 (3)还包括一组左、右挡辊组件(33)，其中，两侧挡板(330)各自通过支架(331)平行地设置在输送辊筒(320)的上方，两侧挡板 (330)相向的内侧部设置有若干个辊轮(332)。
5.根据权利要求4所述的全自动胎面贴合机，其特征在于两侧支架(331)分别套设 在一滚珠丝杠副(333)上，由电机和减速机(337)驱动连接的驱动轮(336)啮合于滚珠丝 杠副(333)，支架(331)两端的直线轴承(334)套接于导向光轴(335)。
6.一种全自动胎面贴合机的贴合方法，是由电机(6)驱动主机(2)上的轮辋(21)以带 动翻新轮胎旋转，胎面胶被裁断装置(5)裁断后依次经过后输送装置(4)、前输送装置(3) 而被输送至轮胎胎体表面，分合压辊装置(1)将胎面胶压合在胎体上，其特征在于胎面胶被裁断的长度小于轮胎胎体表面的周长，将胎面胶压合在胎体表面的过程中，前输送装置(3)的托辊(300)和前压辊(301)对 胎面胶施加一垂向的夹持作用力，与此同时中间辊筒(311)向下辗压胎面胶而将胎面胶进 行纵向的延展拉伸。
7.根据权利要求6所述的全自动胎面贴合机的贴合方法，其特征在于被中间辊筒(311)辗压而纵向延展拉伸后，胎面胶的实际长度加大，使用在托辊轴(302)侧端连接的旋转编码器(306)，对通过托辊(300)和前压辊(301) 时的胎面胶实际长度进行记量。
8.根据权利要求7所述的全自动胎面贴合机的贴合方法，其特征在于根据胎面胶被 延展拉伸后的实时长度与胎体表面周长的差值，控制并随机改变所述中间辊筒(311)对胎 面胶的辗压作用力和作用时间。
9.根据权利要求8所述的全自动胎面贴合机的贴合方法，其特征在于控制前压辊 (301)相对于托辊(300)的垂向间距，调节托辊(300)和前压辊(301)对胎面胶施加的垂向 夹持作用力。
全文摘要
本发明所述的全自动胎面贴合机及其贴合方法，在输送过程中对胎面胶进行适度地辗压，将裁断后短于胎体表面周长的胎面胶进行延展拉伸。其主要包括有底座、主机、分合压辊装置、裁断装置、后输送装置和前输送装置。前输送装置具有安装在两侧面板上部的前压辊组件、中间压辊组件和输送辊组件。前压辊组件包括有一组垂向中心线重合、相互留有间隙以允许胎面胶通过的托辊和前压辊，托辊和前压辊分别轴设在两侧面板之间、以及输送辊筒的上方。中间压辊组件包括有套设在中间辊筒轴上的中间辊筒，中间辊筒轴两端通过轴承和胀紧套轴设在两侧面板之间，至少一侧的轴承和胀紧套连接一个中间压辊摆臂，中间压辊摆臂同时连接摆转气缸的驱动杆。
文档编号B29D30/58GK101966756SQ200910017349
公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月27日 优先权日2009年7月27日
发明者张希望, 张焱, 王报林, 蓝宁 申请人:软控股份有限公司