空气弹簧成型机的设计与研制

1、新型橡胶空气弹簧成型机的设计与研制摘要:本文介绍橡胶空气弹簧成型机的研发背景、主要结构及工作原理、技术参数与主要特点等。 该设备提高生产效率,自动化水平较高,能够适应现代化生产的工艺及质量要求。关键词:橡胶空气弹簧成型机、提高生产效率、工艺与质量1 引言空气弹簧,俗称气囊、气囊式气缸、皮囊气缸等。空气弹簧为曲囊式结构,其曲囊数通常 为 13 曲囊,但根据需要也可以设计制造成袖式、膜式、束带型空气弹簧,还可以在一定条 件下将两个囊式空气弹簧叠加使用。空气弹簧广泛应用于商业汽车、巴士、轨道车辆、机器 设备及建筑物基座的自调节式空气悬挂。目前,橡胶空气弹簧的工业自动化的较低,大部分生产企业都采用手动

2、供料、手动标线与手动 成型,正反包操作都采用人工方式完成,生产数量与工艺参数都很难达到产品标准。北京沃华公司 依据多年的橡胶设备的设计经验于二九年研发了新型橡胶空气弹簧成型机,并获得国家产品著 作权。2 主要机构及特点2.1一段成型机 图1-1 一段成型机2.1.1一段成型机主机一段成型机由底座、主机箱、尾架、平压辊装置、下压辊装置、后压辊装置、径向伸缩机头装置、 气动管路系统和电气控制系统等部分组成。一段成型机是以贴合和成型为一体的结构形式,适用于小 曲囊气囊的贴合及成型和大曲囊气囊的贴合。该设备是采用指形正包、胶囊反包的结构。主机采用伺 服电机控制,保证了贴合的精度与涨鼓径向尺。系统实现配

3、方管理与参数修改,还具备设备故障诊断 与提示功能。1 成型机底座为整体机架,设备上装有轴向运动尾座、主轴箱、主轴及贴合鼓(或成型鼓 、指型 片及胶囊座、撞圈装置、胶囊助推装置,所有装置在同一直线滑轨组上,以确保整机主副轴各 部分机构的同心性。2 小曲囊成型鼓和大曲囊贴合鼓采用径向收缩结构,采用伺服电机控制滚珠丝杠的方式实现径向 伸缩的尺寸,保证了径向伸缩的精度和膨胀后鼓的圆度,同时保证了成型鼓在贴合时的径向压 力。3 主机安装在底座的右侧上方。主轴和芯轴的旋转由一个伺服电机驱动,通过同步带传动至芯轴。4 成型鼓和贴合鼓采用伺服电机驱动,精确控制行进距离和角度;5 主副轴两侧为单(骨架帘布胶囊加

4、助推环反包装置,完成对胎体的反包。6 成型机主机后压辊可对成型中各部件实行正反包压合。7 主机采用柔性平压辊和气缸缓冲式结构的下压辊实现帘布的压合。平压辊是成型过程的轴向压 合装置,是通过一套橡胶金属压辊升降来实现帘布层的滚压,压合的气压可以方便调节。下压 辊分别由两组驱动系统分别驱动8 由于帘布在贴合时帘布的宽度大于成型鼓的宽度,因此在平压辊的两端装有边压辊,用于成型鼓 外帘布的压合。2.1.2供料架图 1-4 供料架1 供料架采用 5层 6工位固定式供料架(第一层为 2工位 ,固定帘布卷的轴承座带有阻尼装置, 垫布卷由涡轮减速箱及交流变频电机驱动,配有垫布剥离装置,利用光电传感器检测储布环

5、的 位置实现帘布的自动导开。每层帘布通过导向托盘给成型机头供料,导向托盘通过气缸实现上 下摆动,当机头直径变化时,可通过导向托盘的调节移动导辊进行高度调节,在导向盘上装有 一个可移动导辊,用于调节对正帘布的中心线,将帘布和胶片准确送至贴合鼓,并保证贴合过 程中帘布和胶片的定中精度。2 如果供料采用自动纠偏装置,那么帘布通过自动纠偏系统将帘布送到导开托盘装置,帘布中心 与成型机头中心对正,定中精度小于±1mm。3 如果不采用自动纠偏装置,帘布通过托辊将帘布送到导开托盘装置,利用机械装置来保证帘布 中心与成型机头中心对正,定中精度小于±2mm。 2.2腰带定型机 图 1-3 腰

6、带定型机腰带定型机主要用于腰带式气囊中间钢圈的成型。腰带定型机由胎圈放置器、两半环、胎圈传 递器、卡盘、压辊组、整体底座、气动管路系统和电气控制系统等部分组成。该设备是采用两半环 结构,保证中间钢圈准确、有效的与帘布压实。定位灯线采用线性激光指示灯,并可随成型的步序 自动调距,光束少,直观明了、简单方便。在自动控制方面采用 PLC 和触摸屏技术,提高了设备的 自动化水平,降低了生产工人的劳动强度,保证了产品的连续生产质量。主机采用伺服电机控制, 保证了贴合的精度,触摸屏可以监控显示每一个步序环节,并能存储多种规格数据供随时调出,参 数的修改调整也更加方便简捷,它还具备设备故障诊断与提示功能。随

7、机可查阅操作、维护及使用 说明等 I/O远程转送信息。1 成型机底座为整体机架,设备上装有胎圈放置器、两半环、胎圈传递器,所有装置在同一直线滑轨组上,以确保整机主副轴各部分机构的同心性。2 两半环在半成品充气膨胀时,可以有效的控制轴向变形,将力集中在径向,保证中间胎圈的有效贴合。3 胎圈传递器采用汽缸驱动,机械限位,保证中间钢圈贴合位置的准确;4 压辊组保证将胎圈的底部完全与半成品压合紧密。3技术参数及特征项 目 说 明设 备 参 数 一段成型机成型机头直径范围 240440mm 扣圈直径范围 200420mm 成型机头宽度范围 150650mm 成型机头中心环调整范围 050mm成型机头直径

8、调整范围 060mm贴合鼓直径调整范围(mm 060贴合直径范围(mm 250430 主轴中心高度 900mm成型机头中心线至机箱前端面 1100mm压辊压力调整范围 0.200.35MPa 供应帘布卷宽度 3501100mm 供应帘布卷最大直径 400mm帘布宽度 2501000mm 帘布供料轴尺寸 30×30mm垫布卷轴尺寸 30×30mm含布料架的最大外形尺寸(长 X 宽 X 高 7000X4600X2500mm腰带定型机钢丝圈卡盘直径范围 240750mm 钢丝圈卡盘宽度范围 150650mm 中间钢丝圈直径范围 440850mm 腰带内径与囊胚外径间距 18022

9、0mm 主轴中心高度 940mm成型机头中心线至机箱前端面 1100mm压辊压力调整范围 0.200.35MPa 主轴转速 30160rpm 外形尺寸(长 X 宽 X 高 2050X4200X2200mm设 备 精 度 一段成型机主轴径向跳动 ±0.10mm 主轴与尾座支撑轴的同轴度 ±0.10mm 扣圈盘端面跳动 ±0.20mm 扣圈盘与主轴同心度 ±0.10mm 供料架前摆架与主轴平行度 ±0.40mm 部件定中精度 ±1.5mm 部件拉伸 ±1.5% 腰带定型机主轴径向跳动 ±0.10mm 钢丝圈放置器与主轴

10、同心度 ±0.10mm 钢丝圈传递器与主轴同心度 ±0.20mm 中间钢丝圈定位精度 ±0.10mm4 主要特点及优势 4.1 一段成型机可以实现小曲囊气囊的成型、大曲囊气囊的 1 段成型、腰带式气囊的 1 段成型，适用 于240440 的机头范围； 4.2 腰带定型机实现中间带胎圈产品的贴合。 4.3 本机控制系统采用 PLC 可编程控制器和分布式 I/O 系统， 使输入输出就近分布于设备的各个部分， 通过现场总线接入 PLC，通过以太网网络进行数据传输，使系统电气线路简洁、清晰，方便安装和维 修。先进的通讯网络提高了设备的抗干扰性能。 4.4 本机还采用了触摸

11、式人机界面，既能显示成型工艺步骤，掌握工艺过程；又可通过配方功能为各 种不同规格的空气弹簧编制成型参数，准确实现自动控制；还可通过故障诊断功能快速而准确查询 机台所出现的故障原因和位置，为迅速处理设备故障提供了依据，减少了停机率。 4.5 一、 二段成型机成型机头采用伺服电机加滚珠丝杠控制,是成型鼓直径的调整更加灵活,精度更高, 解决了单一机头不同贴合直径的问题,提高了机头的使用率,降低了新产品开发的成本。 4.6 采用全自动激光标线器装置，在成型的过程中，激光线的位置随成型部序自动调整，可以满足多 层物料的不同尺寸贴合，给成型操作工的操作带来了方便； 4.7 供料架采用超声波传感器加变频电机控制，使供料过程更稳定，与主机