一种新型钢圈自动螺旋包布装置的制作方法

本发明属于轮胎加工设备技术领域，具体涉及一种新型钢圈自动螺旋包布装置。

背景技术：

全钢子午线轮胎的胎圈由覆胶钢丝圈、外缠覆胶尼龙包布条和三角胶芯构成。其中外缠覆胶尼龙包布条工序主要是通过螺旋缠绕包布机将窄的覆胶尼龙包布条完全缠绕包裹钢丝圈的加工工艺过程；其目的是为了更好的固定钢丝圈的形状，避免钢丝圈在胎胚成型或硫化时变形。螺旋缠绕包布机需要根据各种规格钢圈直径不同进行调节生产，目前使用的螺旋包布机为机械式，包布间距调整困难，现场噪音巨大，每人只能操作一台，效率低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种新型钢圈自动螺旋包布装置，能够调节包布间距，适用于各种规格钢圈的包布工作，可以一人操作两台设备，降低人力成本，降低环境噪音，提升生产效率，提升产品品质。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种新型钢圈自动螺旋包布装置，包括机架，机架前端面上竖直固设有工作台，工作台上设有与钢丝圈所在平面垂直且与钢丝圈交叉穿设的缠绕齿轮，缠绕齿轮外侧设有用于使钢丝圈进入的开口，缠绕齿轮的开口端侧壁上固接有包布卷，缠绕齿轮右侧设置有驱动钢丝圈旋转的牵引轮，左侧设置有支撑钢丝圈转动的从动轮，牵引轮和从动轮上方分别设置有压制钢丝圈的右侧压轮装置和左侧压轮装置，左侧压轮装置的左侧设置有用于剪包布的自动剪切装置；所述工作台下段还设置有从内侧支撑钢丝圈的托辊ⅰ，工作台底部设置有下压轮装置；所述缠绕齿轮联接螺旋缠绕驱动装置，牵引轮连接圆周转动驱动装置，螺旋缠绕驱动装置、圆周转动驱动装置和自动剪切装置均连接plc。

所述右侧压轮装置包括底板、安装在底板上的气缸ⅰ和压轮，压轮连接在气缸ⅰ上，左侧压轮装置与右侧压轮装置结构相同。

所述左侧压轮装置上的底板下端沿其轴向设置有条形槽，从动轮固定在条形槽中。

所述包布卷包括卷筒、卷筒轴和布卷，布卷的卷芯筒上设有凹槽，卷筒外壁上设有凸条，布卷与卷筒通过凹槽和凸条卡接；所述卷筒内壁与卷筒轴之间设有弹簧，弹簧与卷筒内壁之间设有摩擦片，弹簧顶紧卷筒紧贴在布卷上。

所述自动剪切装置包括滑块，工作台上设有滑道，滑块卡接在滑道上，滑块的内侧靠近包布卷设置有剪刀，滑块下端安装有气缸ⅱ。

所述plc包括西门子触摸屏，西门子触摸屏上设置有钢丝圈周长输入框、牵引轮位置显示框、牵引轮速度调节框、缠绕齿轮速度调节框、剪刀开关按钮、手动操作按钮和退出运行按钮。

所述钢丝圈的直径范围为15-24.5英寸。

所述工作台上安装有u型透明有机玻璃，u型透明有机玻璃开口朝向工作台，工作台左侧设置有急停按钮。

所述下压轮装置包括竖直设置的托辊ⅱ和压辊，托辊ⅱ和压辊分别位于钢丝圈的内侧、外侧，压辊连接气缸ⅲ。

所述圆周转动驱动装置包括伺服电机ⅰ、同步带ⅰ和两个同步带轮ⅰ，其中一个同步带轮ⅰ的中部套接有轮轴，轮轴的另一端连接牵引轮；所述螺旋缠绕驱动装置包括大驱动轮、传动带轮、同步带ⅱ和分别设置在缠绕齿轮上方、下方的两个小驱动轮，大驱动轮、传动带轮和两个小驱动轮通过同步带ⅱ联接在一起，两个小驱动轮之间的同步带ⅱ贴紧在缠绕齿轮上，驱动缠绕齿轮，大驱动轮同轴连接有同步带轮ⅱ，同步带轮ⅱ连接伺服电机ⅱ。

相对于现有技术，本发明的优点如下：

1.本发明能够通过调节钢丝圈的转速与缠绕齿轮的转速不同，来调节包布间距和包布的密度，通过调节从动轮和左侧压轮装置来适应于不同规格钢圈的包布工作；

2.本发明自动化程度高，投入使用后，按照生产部门统计数据，每班比老式包布机增产100根，可实现一人操作2台，采用同步带驱动，设备噪音明显降低，提高了生产效率，提升产品品质；

3.采用伺服电机实现精确定位，采用西门子触摸屏，可依据钢圈不同的周长，快速、精确调节转速来控制包布缠绕的位置；

4.在包布卷内部增加弹簧，避免包布布卷松动，实现包圈质量的紧密性；

5.在工作台上设置透明有机玻璃安全保护罩和急停按钮，可以有效地保障设备正常运转过程中的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中的包布缠绕部分的放大示意图。

图3是图1中下压轮部分的放大示意图。

其中，1是左侧压轮装置；2是右侧压轮装置，21是气缸ⅰ，22是压轮；3是缠绕齿轮；4是包布卷；5是自动剪切装置，51是剪刀，52是气缸ⅱ，53是滑块，54是滑道；6是钢丝圈；7是托辊ⅰ；8是下压轮装置，81是气缸ⅲ，82是压辊，83是托辊ⅱ；9是牵引轮；10是从动轮；11是小驱动轮；12是传动带轮；13是大驱动轮；14是机架；15是工作台。

具体实施方式

如图1-3所示，一种新型钢圈自动螺旋包布装置，包括机架14，机架14前端面上竖直固设有工作台15，工作台15上设有与钢丝圈6所在平面垂直且与钢丝圈6交叉穿设的缠绕齿轮3，缠绕齿轮3外侧设有用于使钢丝圈6进入的开口，缠绕齿轮3的开口端侧壁上固接有包布卷4，缠绕齿轮3右侧设置有驱动钢丝圈6旋转的牵引轮9，左侧设置有支撑钢丝圈6转动的从动轮10，牵引轮9和从动轮10上方分别设置有压制钢丝圈6的右侧压轮装置2和左侧压轮装置1，左侧压轮装置1的左侧设置有用于剪包布的自动剪切装置5；所述工作台15下段还设置有从内侧支撑钢丝圈6的托辊ⅰ7，托辊ⅰ7为两个，分布在钢丝圈6的下部左右两侧，工作台15底部设置有下压轮装置8；所述缠绕齿轮3联接螺旋缠绕驱动装置，牵引轮9连接圆周转动驱动装置，螺旋缠绕驱动装置、圆周转动驱动装置和自动剪切装置5均连接plc。钢丝圈6位于图1所示位置，钢丝圈6顶部穿设在缠绕齿轮3中，牵引轮9和从动轮10贴紧钢丝圈6的内壁，钢丝圈6位于左侧压轮装置1和从动轮10之间、右侧压轮装置2和牵引轮9之间，缠绕齿轮3所在的平面垂直于钢丝圈6所在的平面，图1为本发明的初始状态图。

上述工作台15的中部设有长方形的开口，开口右侧边缘上安装有用于承载驱动装置的内支撑板（图中未标出），内支撑板垂直于工作台15，缠绕齿轮3内侧部分穿过开口处向机架14内伸出。上述自动剪切装置5位于工作台15与钢丝圈6之间，包布卷4所在平面平行于缠绕齿轮3所在平面，缠绕齿轮3内部通过轴承安装在机架14上，右侧压轮装置2和左侧压轮装置1分别与牵引轮9、从动轮10位于同一轴线上，优选地，此轴线与钢丝圈6的直径之一重合，右侧压轮装置2、左侧压轮装置1、牵引轮9、托辊ⅰ7、自动剪切装置5和下压轮装置8均安装在工作台15上。牵引轮9直径ф40mm；缠绕齿轮3齿圈转速不低于500转/分。

工作台15上还设置有两个并联启动的包布开关按钮，两个并联启动的包布开关按钮需要操作人员两手同时按按钮，避免一只手启动另一只手扶着钢丝圈6出安全事故；还设有清零按钮，按清零按钮后可以清除自动计数功能，重新从零开始。上述左侧压轮装置1内侧连接有使其上下滑动的脚踏装置，脚踏装置连接脚踏按钮，脚踏按钮设置在工作台15底部，操作人员踩下脚踏按钮，左侧压轮装置1与包布卷4之间的空间变大，方便更换包布。

为了更好地顶紧钢丝圈6以防止其旋转时脱轨，所述右侧压轮装置2包括底板（图中未标出）、安装在底板上的气缸ⅰ21和压轮22，压轮22连接在气缸ⅰ21上，左侧压轮装置1与右侧压轮装置2结构相同。底板安装在工作台15上。气缸ⅰ21能够顶紧钢丝圈6，实现精确定位钢丝圈6。

为了适应各种规格的钢丝圈6的包布工作，所述左侧压轮装置1上的底板下端沿其轴向设置有条形槽（图中未画出），从动轮10通过螺栓固定在条形槽中。当钢丝圈6的直径变化时，只需根据需求将从动轮10沿着条形槽滑动、固定在适当位置，调节左侧压轮装置1上的气缸ⅰ使压轮压紧钢丝圈6在从动轮10上，使得钢丝圈6能圆周转动但不会脱落轨道。

为了避免包布包圈松动、实现包圈质量的紧密性，所述包布卷4包括卷筒（图中未标出）、卷筒轴（图中未标出）和布卷（图中未标出），卷筒套接在卷筒轴上，布卷套接在卷筒上，布卷的卷芯筒上设有凹槽（图中未画出），卷筒外壁上设有凸条（图中未画出），布卷与卷筒通过凹槽和凸条卡接；所述卷筒内壁与卷筒轴之间设有弹簧（图中未画出），弹簧处于压缩状态，弹簧与卷筒内壁之间设有摩擦片（图中未画出），弹簧顶紧卷筒紧贴在布卷上。此部分结构图中未画出。本发明的包布带宽不超过25mm、卷筒直径不大于120mm，单层包布效率：12-18秒/个。

为了实现包布的全自动化，如图2所示，所述自动剪切装置5包括滑块53，工作台15上设有滑道54，滑块53卡接在滑道54上，滑块53的内侧靠近包布卷4设置有剪刀51，滑块53下端安装有气缸ⅱ52。当需要对包布进行剪断，气缸ⅱ52会推动滑块53沿滑道54向布卷方向移动，直至布卷的布位于剪刀51中间，然后plc控制自动剪切装置5使剪刀51进行剪切动作。

进一步地，所述plc包括西门子触摸屏，西门子触摸屏上设置有钢丝圈周长输入框、牵引轮位置显示框、牵引轮速度调节框、缠绕齿轮速度调节框、剪刀开关按钮、手动操作按钮和退出运行按钮，此部分图中未画出。

更进一步地，所述钢丝圈6的直径范围为15-24.5英寸，本发明适用于此范围的钢丝圈6的包布工作，通过调整条形槽的长度范围使本设备也可适用于其他规格的钢丝圈6。

为了保证操作人员的人身安全，所述工作台15上安装有u型透明有机玻璃（图中未画出），作为安全保护罩，u型透明有机玻璃开口朝向工作台15，工作台15左侧设置有急停按钮（图中未画出）。拍下急停按钮后，正常运转的设备会立即停止运行，切段电源，避免人员受到伤害。安全保护罩连接plc，可实现自动开启和关闭。

为了使包布过程中钢丝圈6处于稳定旋转状态，如图3所示，所述下压轮装置8包括竖直设置的托辊ⅱ83和压辊82，托辊ⅱ83和压辊82分别位于钢丝圈6的内侧、外侧，压辊82连接气缸ⅲ81，气缸ⅲ81用于顶紧压辊82、使压辊82始终处于竖直状态，防止其发生跳动或倾斜而影响钢丝圈6的旋转。

优选地，所述圆周转动驱动装置包括伺服电机ⅰ（图中未画出）、同步带ⅰ（图中未画出）和两个同步带轮ⅰ（图中未画出），其中一个同步带轮ⅰ的中部套接有轮轴，轮轴的另一端连接牵引轮9；所述螺旋缠绕驱动装置包括大驱动轮13、传动带轮12、同步带ⅱ（图中未画出）和分别设置在缠绕齿轮3上方、下方的两个小驱动轮11，大驱动轮13、传动带轮12和两个小驱动轮11通过同步带ⅱ联接在一起，传动带轮12与位于下方的小驱动轮11处于同一水平线上，两个小驱动轮11之间的同步带ⅱ贴紧在缠绕齿轮3上，驱动缠绕齿轮3，大驱动轮13同轴连接有同步带轮ⅱ，同步带轮ⅱ连接伺服电机ⅱ。大驱动轮13、传动带轮12、两个小驱动轮11均安装在内支撑板上。

本发明的工作过程如下：事先根据钢丝圈6的直径调节好从动轮10和左侧压轮装置1的位置，事先调节好下压轮装置8和右侧压轮装置2；将钢丝圈6通过缠绕齿轮3的开口处放入缠绕齿轮3的内部，置于牵引轮9与右侧压轮装置2、从动轮10与左侧压轮装置1之间，将包布卷4上的布的一端缠绕在钢丝圈6上，然后启动包布开关，螺旋缠绕驱动装置驱动缠绕齿轮3沿顺时针旋转，同时圆周转动驱动装置驱动牵引轮9从左向右转动，包布卷4会随着缠绕齿轮3旋转，从而逐渐对钢丝圈6进行包布缠绕工作,使包布均匀紧密的缠绕到钢丝圈6上，保证设备在工作过程中，避免包布空心，影响包布间距，满足工艺要求；当包布缠绕工作完成后，关闭包布开关，此时包布卷4位于钢丝圈6的内侧，接着在西门子触摸屏上启动剪刀开按钮，自动剪切装置5会对包布卷4上的布进行剪切动作，剪切完成后自动剪切装置5回到初始位置，然后手动选择缠绕齿轮3使其位于初始位置，从而完成包布工作。如果想调节包布缠绕密度，可通过在西门子触摸屏上输入所需的缠绕齿轮速度、牵引轮速度，从而调节钢丝圈6旋转速度和缠绕齿轮3的旋转速度来实现。

本发明工作过程中，工人只需做挂钢丝圈6、包布及其接头，取下包好的钢丝圈6，剩余一键自动完成以下连贯动作：安全保护罩关闭，自动包布、自动收尾，自动剪裁，自动找卸圈口，及打开安全保护罩等。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。