轮胎成型鼓的制作方法

本实用新型涉及橡胶机械设备技术领域，尤其涉及一种用于轿车子午胎一次法成型的轮胎成型鼓。

背景技术：

轿车子午胎基本都采用两段成型工艺，所采用的设备也是两段成型机，质量差、效率低。随着对成型工艺的不断探索，逐渐开始向一次法成型靠拢。

现有的一次法成型的轮胎成型鼓，如VMI荷兰公司的轮胎成型鼓，其设置有两个丝杠，其中一根丝杠带动一组互相嵌套的推拉杆通过丝杠的左右旋向来实现推拉杆的推拉运动从而实现鼓肩开合，另一根丝杠同样带动另外一组相互嵌套的推拉杆通过丝杠的左右旋向来实现推拉杆的推拉运动从而实现左右反包动作，这种结构需要相互嵌套的四根轴和两根独立的丝杆，因而结构复杂，控制繁琐；另外，其通过气动加同步轴反包结构，不能控制反包速度，并且反包是通过同步轴强制反包同步，易造成同步轴的磨损或插在同步轴上的同步销磨损，致使同步销和同步轴都是易损件。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种轮胎成型鼓，能够极大地简化结构，控制简单。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

轮胎成型鼓，用于使用橡胶轮胎组件成型未硫化的轮胎，所述轮胎成型鼓包括主轴、套设于所述主轴上的中间环、相对于所述中间环的中心基本对称并围绕所述主轴设置的两个半鼓装置，所述主轴中同轴设置有滚珠丝杠， 在所述中间环的中心两侧、所述滚珠丝杠的螺纹的螺距相等且方向相反；在所述中间环的中心两侧、于所述滚珠丝杠上分别设置有传动螺母，在所述中间环的中心两侧、于所述主轴上分别套设有外轴，所述外轴能够沿所述主轴的轴向方向移动；

每个所述半鼓装置均包括远离所述中间环设置的互锁锁紧机构、靠近所述中间环的反包杆导向盘及连接于所述互锁锁紧机构与所述反包杆导向盘之间的反包导杆，

所述互锁锁紧机构包括：在所述中间环的中心两侧、于所述外轴上分别套设的能够锁紧所述外轴的离合机构B，及在所述中间环的中心两侧且固定连接于所述外轴的末端、于所述主轴上分别套设的能够锁紧所述主轴的离合机构A，每个所述传动螺母通过连接部件连接对应侧的所述离合机构B；

所述反包导杆的末端与所述离合机构B形成铰接以跟随所述离合机构B沿所述主轴的轴向方向运动，所述反包导杆的前端搭设于所述反包杆导向盘上；所述反包杆导向盘套设于所述外轴上以跟随所述外轴沿所述主轴的轴向方向运动。

其中，所述反包导杆的外侧设置有反包盖板，所述离合机构B的外侧连接有围绕所述外轴设置的内缸体，所述内缸体的外侧设置有围绕所述内缸体设置的外缸体，所述外缸体的末端设置有外缸体端盖，所述反包盖板的末端卡设于所述外缸体的外侧环槽内以跟随所述外缸体沿所述主轴的轴向方向运动，初始时，所述反包盖板的前端将所述反包导杆的前端盖设于其底部。

其中，所述离合机构B的末端端部连接有围绕所述外轴设置的镶嵌盘，所述反包导杆的末端与所述镶嵌盘铰接。

其中，所述反包导杆的前端设置有反包滚轮，所述反包滚轮搭设于所述 反包杆导向盘的外侧圆周弧形表面上。

其中，所述反包杆导向盘的前端设置有末端嵌入所述反包杆导向盘的内部的胎肩活塞，所述胎肩活塞的前端外侧设置有撑块，所述胎肩活塞与所述撑块之间形成锥面配合，当所述胎肩活塞向着所述中间环移动时，所述胎肩活塞将所述撑块沿着所述外轴的径向方向顶起。

其中，所述胎肩活塞的前端设置有围绕所述外轴的滑动盘，所述滑动盘与所述反包杆导向盘连接；所述外轴的前端设置有围绕所述主轴的外轴端盖，所述外轴端盖的外侧设置有围绕所述外轴端盖的安装盘，所述安装盘的外侧前端围绕所述安装盘设置有固定盘，所述固定盘的外侧前端设置有边环，所述边环与所述中间环配合；所述安装盘的外侧末端铰接有翻板，所述滑动盘设置于所述翻板的末端内侧，且所述滑动盘的顶部与所述翻板的末端内侧之间形成锥面配合；当所述撑块沿着所述外轴的径向方向被顶起后，所述翻板在所述安装盘的带动下向着所述滑动盘移动，进而所述翻板被所述滑动盘的锥面沿着所述外轴的径向方向被顶起。

其中，所述连接部件包括与所述传动螺母连接的导向支座、及与所述导向支座连接的导向轴，所述导向轴与所述离合机构B的前端连接。

其中，所述半鼓装置上，所述主轴和所述外轴均设置有用于容纳所述连接部件的鼓轴槽。

其中，所述主轴的内侧两端分别与所述滚珠丝杠的两端之间设置有轴承装置a、轴承装置c，所述主轴的内侧中部与所述滚珠丝杠的中部之间设置有轴承装置b。

其中，所述反包杆导向盘的外侧的圆周上安装有优力胶棒。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的轮胎成型鼓，包括中间环，两个半鼓装置及主轴，每个半鼓装置均通过一外轴套设于主轴上，而每个半鼓装置均设置有能够锁紧或松开外轴的离合机构B，以及能够锁紧或松开主轴的离合机构A，由离合机构A和离合机构B组成互锁锁紧结构，在实际控制时，离合机构A的松开控制与离合机构B的锁紧控制由同一路气来实现，离合机构A的锁紧控制与离合机构B的松开控制由同一路气来实现，因而可以实现同一时间一个锁紧一个松开的状态，这就形成了交替式锁紧的互锁锁紧功能，基于该互锁锁紧结构，其又设置有一滚珠丝杠，滚珠丝杠通过连接部件连接离合机构B，因而当离合机构B锁紧外轴，离合机构A松开主轴时，滚珠丝杠转动带动传动部件移动，传动部件带动离合机构B与外轴一起移动，这时外轴就会带动离合机构A及整个半鼓一起移动，从而用于实现两半鼓间距调整、贴料、上钢圈动作以及定型动作，而当移动至既定位置之后，离合机构B松开外轴，离合机构A锁紧主轴，这时滚珠丝杠继续转动，但外轴就不再跟随离合机构B移动，离合机构A也不移动，而是离合机构B单独移动用于实现反包动作，整个过程中由一个滚珠丝杠转动并配合以离合机构A与离合机构B动作，从而实现了分阶段的不同工作，因而极大地简化了机械结构构造，也就使得控制过程更加简单。

附图说明

图1是本实用新型的轮胎成型鼓在初始阶段的剖面结构示意图一。

图2是本实用新型的轮胎成型鼓在初始阶段的剖面结构示意图二。

图3是本实用新型的轮胎成型鼓的互锁锁紧机构的结构示意图。

图4是本实用新型的轮胎成型鼓在贴料上钢圈阶段的剖面结构示意图。

图5是本实用新型的轮胎成型鼓在定型阶段的剖面结构示意图。

图6是本实用新型的轮胎成型鼓在反包阶段的剖面结构示意图。

图中：1-镶嵌盘；2-反包导杆；3-导向轴；4-导向支座；5-反包盖板；6-滚珠丝杠；7-反包杆导向盘；8-撑块；9-翻板；10-中间环；11-主端盖；12-主轴锥塞；13-主轴活塞；14-主轴缸体；15-外缸体端盖；16-外缸体；17-内缸体；18-外端盖；19-外轴锥塞；20-外轴活塞；21-外轴缸体；22-外轴；23-胎肩活塞；24-滑动盘；25-外轴端盘；26-安装盘；27-边环；28-主轴；29-固定盘；100、101-半鼓装置；102-轴承装置a；103-轴承装置b；104-轴承装置c；105-离合机构A；106-离合机构B；107-互锁锁紧机构。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图1所示，轮胎成型鼓，用于使用橡胶轮胎组件成型未硫化的轮胎，所述轮胎成型鼓包括主轴28、套设于所述主轴28上的中间环10、相对于所述中间环10的中心基本对称并围绕所述主轴28设置的两个半鼓装置100、101。

如图1所示，所述主轴28中同轴设置有滚珠丝杠6，在所述中间环10的中心两侧、所述滚珠丝杠6的螺纹的螺距相等且方向相反；在所述中间环10的中心两侧、于所述滚珠丝杠6上分别设置有传动螺母，在所述中间环10的中心两侧、于所述主轴28上分别套设有外轴22，所述外轴22能够沿所述主轴28的轴向方向移动。

如图1所示，每个所述半鼓装置100、101均包括远离所述中间环10设置的互锁锁紧机构107、靠近所述中间环10的反包杆导向盘7及连接于所述 互锁锁紧机构107与所述反包杆导向盘7之间的反包导杆2。

如图3所示，所述互锁锁紧机构107包括：在所述中间环10的中心两侧、于所述外轴22上分别套设的能够锁紧所述外轴22的离合机构B106，及在所述中间环10的中心两侧且固定连接于所述外轴22的末端、于所述主轴28上分别套设的能够锁紧所述主轴28的离合机构A105，每个所述传动螺母通过连接部件连接对应侧的所述离合机构B106。

所述反包导杆2的末端与所述离合机构B106形成铰接以跟随所述离合机构B106沿所述主轴28的轴向方向运动，所述反包导杆2的前端的反包滚轮搭设于所述反包杆导向盘7上；所述反包杆导向盘7套设于所述外轴22上以跟随所述外轴22沿所述主轴28的轴向方向运动。

本实用新型的轮胎成型鼓，包括中间环10，两个半鼓装置100、101及主轴28，每个半鼓装置100、101均通过一外轴22套设于主轴28上，而每个半鼓装置100、101均设置有能够锁紧或松开外轴22的离合机构B106，以及能够锁紧或松开主轴28的离合机构A105，由离合机构A105和离合机构B106组成互锁锁紧结构107，在实际控制时，离合机构A105的松开控制与离合机构B106的锁紧控制由同一路气来实现，离合机构A105的锁紧控制与离合机构B106的松开控制由同一路气来实现，因而可以实现同一时间一个锁紧一个松开的状态，这就形成了交替式锁紧的互锁锁紧功能，基于该互锁锁紧结构107，其又设置有一滚珠丝杠6，滚珠丝杠6通过连接部件连接离合机构B106，因而当离合机构B106锁紧外轴22，离合机构A105松开主轴28时，滚珠丝杠6转动带动传动部件移动，传动部件带动离合机构B106与外轴22一起移动，这时外轴22就会带动离合机构A105及整个半鼓一起移动，从而用于实现两半鼓间距调整、贴料、上钢圈动作以及定型动作，而当移动至既定位置之后，离合机 构B106松开外轴22，离合机构A105锁紧主轴28，这时滚珠丝杠6继续转动，但外轴22就不再跟随离合机构B106移动，离合机构A105也不移动，而是离合机构B106单独移动用于实现反包动作，整个过程中由一个滚珠丝杠6转动并配合以离合机构A105与离合机构B106动作，从而实现了一个传动轴控制分阶段的不同工作，因而极大地简化了机械结构构造，也就使得控制过程更加简单。

优选的，如图3所示，所述离合机构A105包括绕所述主轴28设置的主轴缸体14，所述主轴缸体14的内部设置有主轴活塞13，所述主轴活塞13的内侧设置有与所述主轴活塞13形成锥面配合的主轴锥塞12，所述主轴锥塞12围绕所述主轴28设置，所述主轴缸体14的末端设置有主端盖11，所述主轴缸体14的前端与所述外轴22的末端连接。当所述主轴活塞13向着所述中间环10移动时，所述主轴活塞13松开对所述主轴锥塞12的挤压，所述主轴锥塞12松开所述主轴28，反之，所述主轴锥塞12锁紧所述主轴28。当然，上述的结构仅仅用于一种优选的实施方式，但并不仅限于此。

优选的，如图3所示，所述离合机构B106包括绕所述外轴22设置的外轴缸体21，所述外轴缸体21的内部设置有外轴活塞20，所述外轴活塞20的内侧设置有与所述外轴活塞20形成锥面配合的外轴锥塞19，所述外轴锥塞19围绕所述外轴22设置，所述外轴缸体21的末端设置有外端盖18。当所述外轴活塞20向着所述中间环10移动时，所述外轴活塞20松开对所述外轴锥塞19的挤压，所述外轴锥塞19松开所述外轴22，反之，所述外轴锥塞19锁紧所述外轴22。当然，上述的结构仅仅用于一种优选的实施方式，但并不仅限于此。

很显然，在本实施例中，所述离合机构A105和所述离合机构B106组 成所述互锁锁紧机构107，而该互锁锁紧机构107的主要目的则是用于在适当的时候锁紧或松开主轴、外轴，从而可以实现联动或单独动作，进而辅助用于实现同一个驱动一次性实现多个部件的动作，进而简化了结构，因而所述互锁锁紧机构107的结构形式并不仅限于上述的结构形式。

结合图1至3，所述反包导杆2的外侧设置有反包盖板5，所述离合机构B106的外侧连接有围绕所述外轴22设置的内缸体17，所述内缸体17的外侧设置有围绕所述内缸体17设置的外缸体16，所述外缸体16的末端设置有外缸体端盖15，所述反包盖板5的末端卡设于所述外缸体16的外侧环槽内以跟随所述外缸体16沿所述主轴28的轴向方向运动。实际上，在本实施例中，所述内缸体17的前端固定连接外轴缸体21。

初始时，所述反包盖板5的前端将所述反包导杆2的前端的反包滚轮盖设于其底部。当进行贴料、上钢圈和定型时，外缸体16和外缸体端盖15不动作，保持反包盖板5的前端盖住反包导杆2的前端，因而反包盖板5的前端与反包杆导向盘7配合形成接近真圆形表面；而当进行反包时，外缸体16和外缸体端盖15在气压作用下向着远离中间环10的方向移动，从而带动反包盖板5向着远离中间环10的方向移动，进而反包盖板5的前端移走将反包导杆2的前端的反包滚轮露出，为反包时反包导杆2的反包动作做准备。

结合图1至3，所述离合机构B106的末端端部连接有围绕所述外轴22设置的镶嵌盘1，所述反包导杆2的末端与所述镶嵌盘1铰接。实际上，在本实施例中，镶嵌盘1固定连接于内缸体17的末端。其中，镶嵌盘1为环形结构，其上围绕其自身圆周铰接有环形排布的多个反包导杆2。而反包导杆2的外周环形设置有一周反包盖板5。另外，反包导杆2的末端与镶嵌盘1为铰接连接，从而在反包阶段可以使得反包导杆2以该铰接点为中心旋转 实现摆动。

如图1、2所示，所述反包导杆2的前端设置有反包滚轮，所述反包滚轮搭设于所述反包杆导向盘7的外侧圆周弧形表面上。其中，所述反包杆导向盘7的外侧的圆周上安装有优力胶棒，用以防止反包导杆2回落时冲击与响声，起到了减振减噪的作用。

如图5、6所示，所述反包杆导向盘7的前端设置有末端嵌入所述反包杆导向盘7的内部的胎肩活塞23，所述胎肩活塞23的前端外侧设置有撑块8，所述胎肩活塞23与所述撑块8之间形成锥面配合，当所述胎肩活塞23向着所述中间环10移动时，所述胎肩活塞23将所述撑块8沿着所述外轴22的径向方向顶起。其中，所述胎肩活塞23的前端设置有围绕所述外轴22的滑动盘24，所述滑动盘24与所述反包杆导向盘7连接；所述外轴22的前端设置有围绕所述主轴28的外轴端盖25，所述外轴端盖25的外侧设置有围绕所述外轴端盖25的安装盘26，所述安装盘26的外侧前端围绕所述安装盘26设置有固定盘29，所述固定盘29的外侧前端设置有边环27，所述边环27与所述中间环10配合；所述安装盘26的外侧末端铰接有翻板9，所述滑动盘24设置于所述翻板9的末端内侧，且所述滑动盘24的顶部与所述翻板9的末端内侧之间形成锥面配合；当所述撑块8沿着所述外轴22的径向方向被顶起后，所述翻板9在所述安装盘26的带动下向着所述滑动盘24移动，进而所述翻板9被所述滑动盘24的锥面沿着所述外轴22的径向方向被顶起。

在贴料、上钢圈完成后的定型阶段，需要撑块8把轮胎钢圈内圈撑起，随后翻板9也翻起，以给轮胎钢圈提供一个侧向的支撑依靠，同时，两个半鼓装置100、101以及中间环10之间的空隙对轮胎复合料进行充气，使得轮胎复合料周向鼓起，随后两个半鼓装置100、101在滚珠丝杠6带动下再次 同时向中间环10移动设定距离，以实现对轮胎进行定型。

如图5所示，在定型阶段，离合机构A105处于松开状态，离合机构B106处于锁紧状态，而撑块8撑起的动作是依靠胎肩活塞23的锥面和撑块8的底部的锥面的配合实现的，因而需要撑块8被顶起时，胎肩活塞23沿外轴22的表面向中间环10移动，反之，需要撑块8被落下时，胎肩活塞23沿外轴22的表面背离中间环10移动。与此同时，翻板9翻起的动作是依靠安装盘26在气压的推动下沿外轴22轴向背离中间环10移动，进而翻板9通过与滑动盘24之间的配合被顶起，反之，需要翻板9落下时，安装盘26一起在气压的推动下沿外轴22轴向向着中间环10移动。

结合附图1、2，所述连接部件包括与所述传动螺母连接的导向支座4、及与所述导向支座4连接的导向轴3，所述导向轴3与所述离合机构B106的前端连接。其中，所述半鼓装置上，所述主轴28和所述外轴22均设置有用于容纳所述连接部件的鼓轴槽。因而当滚珠丝杠6转动时，导向支座与导向轴一起跟随滚珠丝杠6移动，具体是在鼓轴槽中移动。

如图2所示，所述主轴28的内侧两端分别与所述滚珠丝杠6的两端之间设置有轴承装置a102、轴承装置c104，所述主轴28的内侧中部与所述滚珠丝杠6的中部之间设置有轴承装置b103。两端以及中间均设置支撑，因而可以保证滚珠丝杠6传动的稳定性与可靠性。

基于上述结构，以下对本实用新型的轮胎成型鼓的工作方式介绍如下：

一、初始状态：

结合附图1至3，在未通电、未接通气源的状态下，主轴锥塞12与主轴28之间有缝隙，离合机构A处于松开状态；与此同时，外轴锥塞19与外轴22之间有缝隙，离合机构B处于松开状态。

反包导杆2一端均匀固定在1镶嵌盘内，另一端搭在反包杆导向盘7槽内，反包导杆2与反包盖板5处于与主轴28轴线平行状态，且反包盖板5处于落的状态。

撑块8处于回落状态；翻板9处于回落状态；

二、贴料上钢圈阶段：

结合附图4，通电源和气源，离合机构B106中外轴锥塞20在气压推动下向背离中间环10的方向，也就是外轴锥塞19的大锥面方向移动，使得外轴锥塞19消除与外轴22之间的间隙，进而锁紧外轴22，即106离合机构B处于锁紧状态；

此时离合机构A中的主轴活塞13在气压的推动下向中间环10的方向，也就是主轴锥塞12的小锥面方向移动，保持着主轴锥塞12与主轴28之间的间隙，进而松开主轴28，即离合器机构A105处于松开状态；

随后电机带动滚珠丝杠6转动，并在程序控制下，通过滚珠丝杠6带动导向轴向着中间环10移动，导向轴3带动离合机构B移动，离合机构B带动外轴以及与其连接的其他部件一起移动，从而实现反包杆导向盘7、固定盘29、边环27等合拢到贴合料的位置，此时边环27会伸入中间环10的顶部侧端一部分，保证贴料时位于中间环的两侧的两个反包杆导向盘、两个固定盘29、两个边环27均与中间环10之间实现无缝隙接近真圆状态。

同时，接通气源，外缸体端盖15与外缸体16在气压的推动下，在内缸体17表面向中间环10方向移动，进而实现整个轮胎成型鼓的周向的反包盖板5处于起的状态，也就是反包盖板5盖住反包导杆的前端的反包滚轮，保证轮胎成型鼓处于一个接近真圆的状态，为轮胎复合料做准备。

贴料、上钢圈时，撑块8处于回落状态，翻板9处于回落状态，便于轮 胎钢圈的内径跨在撑块8上。

三、定型阶段

结合附图5，贴料、上钢圈阶段中，轮胎复合料贴合完毕后，上轮胎钢圈；

定型阶段为了把轮胎钢圈紧紧固定在规定的位置，此时需要撑块8把轮胎钢圈内圈撑起，随后翻板9也翻起，从而给轮胎钢圈一个侧向支撑依靠，同时，左半鼓装置100与右半鼓装置101及中间环10之间的空隙对轮胎复合料进行充气，使得轮胎复合料周向鼓起，随后左半鼓装置100与右半鼓装置101在滚珠丝杠6的带动下，再次同时向中间环10移动规定的距离对轮胎进行定型；

此阶段离合器机构A105处于松开状态，离合机构B106处于锁紧状态。

四、反包阶段

结合附图6，定型阶段结束后，程序控制互锁锁紧机构107的阀换向，使得主轴活塞13在气压的作用向中间环10的反向移动，进而使得主轴锥塞12与主轴28之间的空隙消除锁紧主轴，即离合器机构A105处于锁紧状态；

外轴活塞20在气压的作用下向中间环10方向移动，进而使得外轴锥塞19松开外轴22，即离合器机构B106处于松开状态。

互锁锁紧机构107的离合器机构A105处于锁紧状态与离合器机构B106处于松开状态，为反包动作做了充足的准备。

随后外缸体16连同外缸体端盖15在气压的作用下沿内缸体17的表面向中间环10的反向方向移动，从而带动反包盖板5回落，也就是反包盖板5背离中间环10方向移动，从而露出反包导杆2的前端，为反包动作做准备。

撑块8还是保持原来的撑起状态；翻板9还是保持原来的翻起状态。

准备好后，反包动作开始，具体如下：滚珠丝杠6在电机的带动下通过带动导向支座4连同导向轴3的移动来带动镶嵌盘1、反包导杆2、反包盖板5、外缸体缸盖15、外缸体16、内缸体17、外端盖18、外轴锥塞19、外轴活塞20沿外轴22向中间环10移动，其中反包导杆2、反包盖板5随轮胎形状反包胎侧摆起组成圆锥状，实现反包的动作。

五、返回到贴合状态：

滚珠丝杠6在电机的带动下通过带动4导向支座连同3导向轴的移动来带动其他1镶嵌盘、反包导杆2、反包盖板5、外缸体缸盖15、外缸体16、内缸体17、外端盖18、外轴锥塞19、外轴活塞20沿外轴22向中间环10反向移动，反包导杆2、反包盖板5回归到与主轴28轴线平行状态，之后翻板9回落，撑块8回落，外缸体缸盖15连同外缸体16在气压作用下向中间环10方向移动实现反包盖板5的起动作，离合器机构B106转为锁紧状态，离合器机构A105转为松开状态，卸下胎胚，之后半鼓装置100、101向中间环10的反方向移动到设定位置，准备下次贴合。

本实用新型的轮胎成型鼓的优点：

1)离合机构A105的松开状态控制与离合机构B106的锁紧状态控制由同一路起来实现，离合机构A105的锁紧状态控制与106离合机构B的松开状态控制由同一路起来实现，可以实现任何位置的锁紧。

2)由离合机构A105和离合机构B106组成的107互锁锁紧机构，通过控制离合机构A105和离合机构B106的交替锁紧与松开来实现互锁结果。

3)反包行程比常规结构的鼓反包行程的大，能实现宽胎侧反包。

4)整个反包过程用同一根滚珠丝杠6加互锁锁紧机构107来实现，使得反包速度具有可控性。

5)降低机械成型鼓工作过程的冲击振动与噪音。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。