CN101372155A - 制造轮胎胎坯的三鼓成型机及其方法 - Google Patents

制造轮胎胎坯的三鼓成型机及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明所述制造轮胎胎坯的三鼓成型机及其方法，采用时间统筹法，将胎体组件和带束层-胎面组件的制备、输送工艺各自实现、同时进行，有利于简化生产工艺、缩短单个胎坯的生产时间，有效地提高轮胎均匀性和成型效率。所述三鼓成型机包括有胎体鼓、带束层鼓和成型鼓，且三鼓设置在同一水平轴上；胎体鼓由胎体鼓驱动单元承载，带束层鼓和成型鼓由同一个成型鼓驱动单元承载。所述的成型鼓驱动单元与胎体鼓驱动单元相对地、同轴地设置在同一底部导轨之上；在胎体鼓和成型鼓之间，设置有用于将制备的胎体组件输送至成型鼓的胎体组件输送装置；在成型鼓一侧，设置有用于将制备的带束层-胎面组件输送至成型鼓的带束层-胎面组件输送装置。

Description

制造轮胎胎胚的三鼓成型机及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造轮胎胎胚的三鼓成型机及其方法，属于橡胶机械领域。
背景技术
目前使用的各类运载器，如应用于军用和民用领域的航天器、车辆所使用的橡胶轮胎，主要是由钢丝胎圈、胎体组件和带束层—胎面组件构成的。
在现有的轮胎胎胚制造装置和方法中，通常采用有二鼓、三鼓和四鼓成型机及其方法。制造设备和方法的不同，决定了轮胎胎胚生产工艺的差别，而且这些制造设备和方法都具有一定程度上的缺点，还不能完全达到轮胎成型质量和生产效率的要求。
如以下在先公开的专利，申请号为200480030762，该项申请公开有关于三鼓成型制造设备和方法，包括有胎体成型鼓、带束层成型鼓和完成鼓，它们设置在一根水平轴上，其中，胎体成型鼓和带束层成型鼓装备有各自的供应系统，驱动单元(1)承载胎体成型鼓，同轴设置的驱动单元(2)轴承载带束层成型鼓和完成鼓，驱动单元(2)与承载胎体成型鼓的驱动单元(1)相对地设置，并且在带束层成型鼓和胎体成型鼓之间可动地设置仅仅一个输送装置。
在上述在先专利公开的制造子午线轮胎胎坯的方法中，分别制备胎体组件和带束层—胎面组件，然后在输送至完成鼓的过程中，依次、先后地将胎体组件和带束层—胎面组件分别输送至完成鼓以制造胎胚。
因此在上述在先专利中，生产工艺过程较长且复杂、且需要占用较长的制造时间，包括轮胎均匀性和效率的成型质量难以控制。
发明内容
本发明所述制造轮胎胎胚的三鼓成型机及其方法，其发明目的在于解决上述问题和不足而在采用三鼓成型机和成型方法的基础上，胎体组件和带束层—胎面组件的制备、输送至成型鼓的过程是同时进行的，在成型鼓上进行胎胚的制造并卸胎至成型机外部空间。
本发明的目的在于采用时间统筹法，将胎体组件和带束层—胎面组件的制备、输送工艺各自实现、同时进行，有利于简化生产工艺、缩短单个胎胚的生产时间，有效地提高轮胎均匀性和成型效率。
为实现上述发明目的，所述制造轮胎胎胚的三鼓成型机，包括有胎体鼓、带束层鼓和成型鼓，并且三鼓设置在同一水平轴上，其中胎体鼓和带束层鼓配备有各自的供料系统；胎体鼓由胎体鼓驱动单元承载，带束层鼓和成型鼓由同一个成型鼓驱动单元承载。
与现有技术的主要区别特征在于，所述的成型鼓驱动单元与胎体鼓驱动单元相对地、同轴地设置在同一底部导轨之上；在胎体鼓和成型鼓之间，设置有用于将制备的胎体组件输送至成型鼓的胎体组件输送装置；在成型鼓一侧，设置有用于将制备的带束层—胎面组件输送至成型鼓的带束层—胎面组件输送装置。
如上述制造轮胎胎胚的三鼓成型机，可以采用如下进一步细化、改进特征：
所述的带束层—胎面组件输送装置，设置在胎体鼓和成型鼓之间，即带束层—胎面组件输送装置设置在成型鼓的内侧、且比胎体组件输送装置更接近于成型鼓的位置。
所述的胎体组件输送装置，可以采用能够夹持、输送胎体组件的胎体传递环，胎体传递环滑动地设置在底部导轨之上；胎体传递环，包括有用于夹持钢圈的钢圈夹持环、以及胎体夹持环和胎侧扩充环。
所述的带束层—胎面组件输送装置，可以采用能够输送带束层—胎面组件的带束层传递环；带束层传递环滑动地设置在底部导轨之上。
所述的胎体鼓驱动单元，是同轴地设置在胎体鼓外侧的胎体鼓传动箱。
所述的成型鼓驱动单元，是同轴地设置在带束层鼓外侧的成型鼓驱动箱。
所述胎体鼓的供料系统，包括设置在胎体鼓两侧的胎体供料架和垫胶供料架。
所述带束层鼓的供料系统，包括设置在带束层鼓两侧的胎面供料架、带束层供料架。
应用上述制造轮胎胎胚的三鼓成型机，本发明所述的三鼓成型方法，是将构成轮胎胎胚的胎圈、胎体组件和带束层—胎面组件分别地进行制备，然后将制备好的胎体组件和带束层—胎面组件分别输送到成型鼓，从而完成整体工艺的制造循环。
所述的三鼓成型方法，包括有以下实现步骤：
(一)、制备胎体组件
采用手工或机械装置，将胎圈放置在临近胎体鼓的胎圈预置位；
通过胎体鼓(2)的供料系统供应的、构成胎体组件的材料，在承载于胎体鼓驱动单元的胎体鼓(2)上制备出胎体组件，所制备的胎体组件依次压合、接头有胎侧件、内衬层、子口包布、胎体帘布和垫胶；
(二)、输送胎体组件至成型鼓
胎体鼓驱动箱(1)带动胎体鼓(2)直线运动到胎体传递环(4)的等待位；
沿底部导轨(16)，通过胎体传递环(4)将胎体组件夹持、输送至成型鼓(7)；
成型鼓(7)的扇形块进行径向膨胀以定位钢圈，胎体传递环(4)的夹持环全部进行径向扩张，成型鼓(7)的扇形块锁定住钢圈；
胎体传递环(4)返回至初始的等待位；
(三)、制备带束层—胎面组件
通过带束层鼓(9)的供料系统供应的、构成带束层—胎面组件的材料，在承载于成型鼓驱动单元的带束层鼓(9)上制备出带束层—胎面组件；
所制备的带束层—胎面组件，在带束层鼓(9)上被依次进行贴合；
贴合后由胎面压辊对胎面组件进行压合；
(四)、输送带束层—胎面组件至成型鼓
带束层传递环(5)运动到带束层鼓(9)的位置，带束层传递环(5)进行径向收缩并夹持胎面组件；
带束层鼓(9)进行径向快速收缩，带束层传递环(5)将胎面组件输送到成型鼓(7)的位置；
(五)、在成型鼓上完成胎胚制造
成型鼓驱动箱(10)驱动成型鼓(7)的扇形块轴向收缩；
胎体筒与胎面组件完全结合后，成型鼓(7)的扇形块锁定在轮胎工艺要求的定型位置；
带束层传递环(5)运动到等待位置，组合压辊(8)压合胎面和胎侧；
组合压辊(8)完成压合后，带束层传递环(5)移动到成型鼓(7)的位置并夹持成型后的胎胚，将胎胚输送到卸胎机构(15)的位置；
卸胎机构15将成型后的胎胚移出所述的三鼓成型机外部空间，胎胚制造的整个工艺循环结束。
在上述制造轮胎胎胚的三鼓成型方法中，步骤(一)和步骤(二)连续地实施，步骤(三)和步骤(四)连续地实施。
而且所述制备、输送胎体组件至成型鼓的过程，与所述制备、输送带束层—胎面组件至成型鼓的过程，是同时进行的。
制备好的胎体组件和带束层—胎面组件，被各自的输送装置输送至成型鼓上。
综上内容，所述制造轮胎胎胚的三鼓成型机及其方法具有的优点是，简化了生产工艺，通过缩短单个胎胚的生产时间来提高轮胎均匀性和成型效率。
附图说明
现结合附图对本发明做进一步的说明
图1是所述三鼓成型机的结构示意图；
图2是所述三鼓成型机的侧向结构示意图；
如图1和图2所示，胎体鼓传动箱1，胎体鼓2，胎体鼓尾架3，胎体传递环4，带束层传递环5，成型鼓尾架6，成型鼓7，组合压辊8，带束层鼓9，成型鼓驱动箱10，胎面供料架11，带束层供料架12，胎体供料架13，垫胶供料架14，卸胎机构15，底部导轨16。
具体实施方式
实施例1，如图1和图2所示，所述制造轮胎胎胚的三鼓成型机包括有，胎体鼓2、带束层鼓9和成型鼓7，且三鼓设置在同一水平轴上。
胎体鼓2的供料系统包括设置在胎体鼓2两侧的胎体供料架13、垫胶供料架14。
带束层鼓9的供料系统，包括设置在带束层鼓9两侧的胎面供料架11、带束层供料架12。
胎体鼓2的驱动单元，是同轴地设置在胎体鼓2外侧的胎体鼓传动箱1。
成型鼓7和带束层鼓9是由同一个成型鼓驱动单元承载，即同轴地设置在带束层鼓9外侧的成型鼓驱动箱10。
胎体鼓传动箱1和成型鼓驱动箱10，相对地、同轴地设置在同一底部导轨16之上。
在胎体鼓2和成型鼓7之间，设置有用于将制备的胎体组件输送至成型鼓7的胎体组件输送装置，即用于夹持、输送胎体组件的胎体传递环4，胎体传递环4滑动地设置在底部导轨(16)之上。
胎体传递环4，包括有用于夹持钢圈的钢圈夹持环、以及胎体夹持环和胎侧扩充环。
在成型鼓7一侧，设置有用于将制备的带束层—胎面组件输送至成型鼓7的带束层—胎面组件输送装置，即用于输送带束层—胎面组件的带束层传递环5，带束层传递环5滑动地设置在底部导轨16之上。
而且，带束层传递环5设置在胎体鼓2和成型鼓7之间。
基于上述三鼓成型机所制造的轮胎，其胎坯主要是由胎圈、胎体组件和带束层—胎面组件所构成的。即通过在胎圈上卷起胎侧、内橡胶和胎体嵌件而形成胎体组件，然后和所制备的带束层—胎面组件一同输送到成型鼓，从而完成轮胎胎胚的制造工艺。
所述的三鼓成型方法，包括有以下实现步骤：
(1)、制备胎体组件
采用手工或机械装置，将胎圈放置在临近胎体鼓的胎圈预置位；
胎体鼓传动箱1，通过伺服电机驱动胎体鼓2旋转到胎侧工艺要求的位置，并进行角度定位；
连续线性地膨胀所述的胎体鼓2，使其直径值达到工艺要求；
胎体鼓尾架3通过气缸驱动，摆进到与胎体鼓2的中心线重合的位置并支撑住胎体鼓2；
胎体供料架13将预裁断好的胎侧件向胎体鼓2输送，胎侧件通过胎体鼓2上的真空吸附孔而被吸附、固定，随着胎体鼓2旋转一周，胎侧件被压合、接头；
胎体鼓传动箱1，通过伺服电机驱动胎体鼓2旋转到内衬层工艺要求的位置，并进行角度定位；
胎体供料架13将预裁断好的内衬层向胎体鼓2输送，内衬层通过胎体鼓2上的真空吸附孔而被吸附、固定，随着胎体鼓2旋转一周，内衬层被压合、接头；
胎体鼓传动箱1，通过伺服电机驱动胎体鼓2旋转到子口包布工艺要求的位置，并进行角度定位；
胎体供料架13将子口包布向胎体鼓2输送，子口包布被固定接头，随着胎体鼓2旋转一周，将子口包布裁断并进行压合接头；胎体鼓2的直径微量膨胀，采用压合装置将子口包布进行压合；
胎体鼓传动箱1，通过伺服电机驱动胎体鼓2旋转到胎体帘布工艺要求的位置，并进行角度定位；
胎体供料架13将预裁断的胎体帘布向胎体鼓2输送，胎体帘布被固定接头，随着胎体鼓2旋转一周，将胎体帘布进行缝合接头；胎体鼓2的直径再次微量膨胀，采用压合装置将胶料进行压合，以保证各贴合层之间无气泡；
胎体鼓传动箱1，通过伺服电机驱动胎体鼓2旋转到垫胶工艺要求的位置，并进行角度定位；
垫胶供料架14将预裁断的垫胶向胎体鼓2输送，垫胶被固定接头，随着胎体鼓2旋转一周，将垫胶进行缝合接头；
胎体鼓尾架3通过气缸驱动摆回到初始位置；
(2)、输送胎体组件至成型鼓
胎体鼓驱动箱1、胎体鼓2通过气缸或者伺服电机驱动，直线运动到所述胎体传递环4的等待位；
胎体传递环4的右钢圈夹持环进行径向收缩，通过磁铁吸附将右钢圈定位；
胎体鼓2左端的钢圈被送至胎体传递环4的左钢圈夹持环，左钢圈夹持环进行径向收缩，通过磁铁吸附将右钢圈定位；
驱动胎体鼓2进行第三次径向微量膨胀，并到达工艺要求的位置；胎体传递环4的胎体夹持环进行径向收缩，通过磁性吸附胎体帘布；
胎体鼓2快速地收缩，通过气缸驱动返回初始位置；
胎体传递环4的胎侧扩充环进行径向收缩并轴向运动，胎侧扩充环夹持胎体筒并进行径向微量扩张；
胎体传递环4通过伺服电机驱动，将胎体筒输送至成型鼓7，成型鼓尾架6径向摆动并支撑住成型鼓7的尾端；
成型鼓7的扇形块进行径向膨胀以定位钢圈，胎体传递环4的所有夹持环均进行径向扩张，成型鼓7的扇形块锁定住钢圈；
成型鼓尾架6脱开，胎体传递环4返回至初始的等待位置；
(3)、制备带束层一胎面组件
成型鼓驱动箱10通过伺服电机驱动带束层鼓9旋转到带束层工艺要求的贴合位置；
带束层供料架12向带束层鼓9输送1#、2#、3#、4#或者0度带束层，以进行贴合；
胎面供料架11将胎面向带束层鼓9输送，以进行贴合，贴合后由带束层供料架12的胎面压辊对胎面组件进行压合；
(4)、输送带束层—胎面组件至成型鼓
上述制备、输送胎体组件的实现步骤，与制备、输送带束层—胎面组件的实现步骤是同时分步进行的；
带束层传递环5通过伺服电机驱动，运动到带束层鼓9的位置，带束层传递环5进行径向收缩并夹持胎面组件；
带束层鼓9通过气缸驱动，进行径向快速收缩，带束层传递环5将胎面组件输送到成型鼓7的位置；
(5)、在成型鼓上完成胎胚制造
成型鼓驱动箱10驱动成型鼓7的扇形块轴向收缩，同时通过成型鼓7的内轴向密闭的胎体筒充气；胎体筒与胎面组件完全结合后，成型鼓7的扇形块锁定在轮胎工艺要求的定型位置并保持内压；
带束层传递环5运动到等待位置，组合压辊8通过伺服电机驱动而压合胎面和胎侧；
组合压辊8完成压合后，带束层传递环5移动到成型鼓7的位置并夹持成型后的胎胚，将胎胚输送到卸胎机构15的位置；
卸胎机构15将成型后的胎胚移出所述的三鼓成型机外部空间。
根据本实施例所述的三鼓成型机和成型方法，应用于全钢子午线轮胎的胎胚生产系统中，可实现的工艺步骤和时序表如下所示：
如上表所示，在胎体鼓上制备胎体组件和输送至成型鼓的工艺过程，与在带束层鼓上制备带束层—胎面组件和输送至成型鼓的工艺过程是同时进行的，因此每条轮胎胎胚的成型循环时间最长为182秒。

Claims (10)

1.一种制造轮胎胎胚的三鼓成型机，包括有胎体鼓(2)、带束层鼓(9)和成型鼓(7)，并且三鼓设置在同一水平轴上，其中胎体鼓(2)和带束层鼓(9)配备有各自的供料系统；
胎体鼓(2)由胎体鼓驱动单元承载，带束层鼓(9)和成型鼓(7)由同一个成型鼓驱动单元承载，
其特征在于：所述的成型鼓驱动单元与胎体鼓驱动单元相对地、同轴地设置在同一底部导轨(16)之上；
在胎体鼓(2)和成型鼓(7)之间，设置有用于将制备的胎体组件输送至成型鼓(7)的胎体组件输送装置；
在成型鼓(7)一侧，设置有用于将制备的带束层—胎面组件输送至成型鼓(7)的带束层—胎面组件输送装置。
2.根据权利要求1所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型机，其特征在于：所述的带束层—胎面组件输送装置，设置在胎体鼓(2)和成型鼓(7)之间。
3.根据权利要求1或2所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型机，其特征在于：所述的胎体组件输送装置，是用于夹持、输送胎体组件的胎体传递环(4)，胎体传递环(4)滑动地设置在底部导轨(16)之上；
胎体传递环(4)，包括有用于夹持钢圈的钢圈夹持环、以及胎体夹持环和胎侧扩充环。
4.根据权利要求1或2所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型机，其特征在于：所述的带束层—胎面组件输送装置，是用于输送带束层—胎面组件的带束层传递环(5)；
带束层传递环(5)滑动地设置在底部导轨(16)之上。
5.根据权利要求3所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型机，其特征在于：所述的胎体鼓驱动单元，是同轴地设置在胎体鼓(2)外侧的胎体鼓传动箱(1)。
6.根据权利要求4所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型机，其特征在于：所述的成型鼓驱动单元，是同轴地设置在带束层鼓(9)外侧的成型鼓驱动箱(10)。
7.根据权利要求5所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型机，其特征在于：所述胎体鼓(2)的供料系统，包括设置在胎体鼓(2)两侧的胎体供料架(13)、垫胶供料架(14)。
8.根据权利要求6所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型机，其特征在于：所述带束层鼓(9)的供料系统，包括设置在带束层鼓(9)两侧的胎面供料架(11)、带束层供料架(12)。
9.一种制造轮胎胎胚的三鼓成型方法，其特征在于：构成轮胎胎胚的胎圈、胎体组件和带束层—胎面组件被分别制备，且制备好的胎体组件和带束层—胎面组件被各自地输送到成型鼓，从而完成整体工艺的制造循环；
所述的三鼓成型方法，包括有以下实现步骤，
(一)、制备胎体组件
采用手工或机械装置，将胎圈放置在临近胎体鼓的胎圈预置位；
通过胎体鼓(2)的供料系统供应的、构成胎体组件的材料，在承载于胎体鼓驱动单元的胎体鼓(2)上制备出胎体组件，所制备的胎体组件依次压合、接头有胎侧件、内衬层、子口包布、胎体帘布和垫胶；
(二)、输送胎体组件至成型鼓
胎体鼓驱动箱(1)带动胎体鼓(2)直线运动到胎体传递环(4)的等待位；
沿底部导轨(16)，通过胎体传递环(4)将胎体组件夹持、输送至成型鼓(7)；
成型鼓(7)的扇形块进行径向膨胀以定位钢圈，胎体传递环(4)的夹持环全部进行径向扩张，成型鼓(7)的扇形块锁定住钢圈；
胎体传递环(4)返回至初始的等待位；
(三)、制备带束层—胎面组件
通过带束层鼓(9)的供料系统供应的、构成带束层—胎面组件的材料，在承载于成型鼓驱动单元的带束层鼓(9)上制备出带束层—胎面组件；
所制备的带束层—胎面组件，在带束层鼓(9)上被依次进行贴合；
贴合后由胎面压辊对胎面组件进行压合；
(四)、输送带束层—胎面组件至成型鼓
带束层传递环(5)运动到带束层鼓(9)的位置，带束层传递环(5)进行径向收缩并夹持胎面组件；
带束层鼓(9)进行径向快速收缩，带束层传递环(5)将胎面组件输送到成型鼓(7)的位置；
(五)、在成型鼓上完成胎胚制造
成型鼓驱动箱(10)驱动成型鼓(7)的扇形块轴向收缩；
胎体筒与胎面组件完全结合后，成型鼓(7)的扇形块锁定在轮胎工艺要求的定型位置；
带束层传递环(5)运动到等待位置，组合压辊(8)压合胎面和胎侧；
组合压辊(8)完成压合后，带束层传递环(5)移动到成型鼓(7)的位置并夹持成型后的胎胚，将胎胚输送到卸胎机构(15)的位置；
卸胎机构15将成型后的胎胚移出所述的三鼓成型机外部空间，胎胚制造的整个工艺循环结束。
10.根据权利要求9所述的制造轮胎胎胚的三鼓成型方法，其特征在于：在上述方法的实现步骤中，步骤(一)、步骤(二)所述的制备、输送胎体组件至成型鼓的过程，与步骤(三)、步骤(四)所述的制备、输送带束层—胎面组件至成型鼓的过程，是同时进行的。
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