CN101898322A - 轮胎翻新胎侧打磨装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述轮胎翻新胎侧打磨装置及其方法，提供配套于整机打磨设备的胎侧打磨装置，以及提高打磨头在胎侧设定范围内的打磨精度。实现一种全自动打磨设备，对于胎侧打磨不再依靠操作者手工完成，以提高针对胎侧的打磨质量，改善打磨后胎侧外观效果。胎侧打磨装置设置在打磨机主框架的顶部，其电缸安装在主框架上，电缸的驱动杆连接于一滑架，滑架活动地套设在一垂向设置的光轴上。2组对称的滑板的顶端分别通过一铰轴连接于滑架，每一个滑板的底端设有一打磨钢丝轮，打磨钢丝轮套设在电机的驱动轴上。根据操作者人工设定的胎侧打磨范围，由电缸带动滑架整体垂向移动至待工位置，由电机驱动上述打磨钢丝轮完成对胎侧的打磨、清扫。

Description

轮胎翻新胎侧打磨装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种应用于轮胎翻新制造设备的胎侧打磨装置，以及在设定的胎侧区域范围内实现精确打磨的控制方法，属于橡胶机械领域。

背景技术

现在每年汽车、飞机等运载器所使用的轮胎数量较大，相应地带来了一系列因处理报废轮胎而产生的资源浪费和环境污染问题。目前针对胎面花纹被磨损的旧轮胎，一般采取打磨处理、再次硫化成型的处理方法以投入循环利用，因而能够较大程度地节约橡胶材料和保护环境。

国内现有的轮胎翻新设备，其生产工艺的自动化程度较低。所采用的打磨机械主要针对旧轮胎的胎面进行打磨处理。当旧轮胎的胎侧出现外观问题时，一般是通过操作工人的手动清扫处理方式，因而工作负荷较大、而且处理效果不明显。

若采用配套设备进行胎侧区域的打磨，对于现有技术中公开或使用的打磨装置来说，如何精确地控制打磨头的进给距离、以及如何划定沿胎侧垂向区域的打磨范围也是无法解决的，因此实现胎侧部位的精确打磨始终是一个未加以解决的课题。

发明内容

本发明所述的轮胎翻新胎侧打磨装置及其方法，在于解决上述问题而提供一种配套于整机打磨设备的胎侧打磨装置，以及提高打磨头在胎侧设定范围内的打磨精度。

本发明的目的在于，实现一种全自动打磨设备，对于胎侧打磨不再依靠操作者手工完成，以提高针对胎侧的打磨质量，改善打磨后胎侧外观效果。

另一发明目的在于，实现一种胎侧精确打磨控制方法，即打磨头进给距离和沿胎侧打磨范围是通过输入设定参数值而精确可调的，彻底地解除了操作者的劳动负荷，保证了打磨工序的自动化控制，有利于提高整体轮胎翻新加工的生产效率。

为实现上述发明目的，所述轮胎翻新胎侧打磨装置的主要方案是：

胎侧打磨装置设置在打磨机主框架的顶部，其电缸安装在主框架上，电缸的驱动杆连接于一滑架，滑架活动地套设在一垂向设置的光轴上。

2组对称的滑板的顶端分别通过一铰轴连接于滑架，每一个滑板的底端设有一打磨钢丝轮，打磨钢丝轮套设在电机的驱动轴上。

如上述基本特征，根据操作者人工设定的胎侧打磨范围，由电缸带动滑架整体垂向移动至待工位置，由电机驱动上述打磨钢丝轮完成对胎侧的打磨、清扫。

为进一步改善对胎侧的夹持和打磨深度，防止打磨钢丝轮高速旋转时在胎侧表面形成窜动而影响到打磨效果，可以采取如下改进方案：

所述的每一个滑板的侧部通过一耳座对应地连接于一气缸的驱动杆，气缸安装在滑架上。

当电缸带动滑架整体垂向移动至待工位置后，由气缸驱动两侧滑板沿其铰轴向胎侧摆转一定的角度，进而通过滑板将两侧打磨钢丝轮夹紧在胎侧表面。即使打磨钢丝轮高速旋转时，也不会在胎侧表面出现窜动现象，因此打磨钢丝轮在胎侧表面施加一稳定的作用力而保证足够的打磨深度。

基于应用上述胎侧打磨装置而实现下述轮胎翻新胎侧打磨方法：

在使用打磨装置对胎面进行打磨的过程中，通过所述的胎侧打磨装置对设定的胎侧进行打磨和清扫。其中，

电缸的驱动杆从初始位置垂直伸出，带动滑架沿光轴向下移动并将打磨钢丝轮输送至待工位置，此时电缸驱动杆的向下伸出距离为f；

气缸的驱动杆驱动两侧滑板绕铰轴相对地摆转，而将2个打磨钢丝轮从待工位置移动至胎侧表面的夹紧打磨工位，此时2个打磨钢丝轮从两侧夹紧在胎侧表面；

电缸的驱动杆回缩，带动滑架沿光轴向上移动，打磨钢丝轮在电机驱动下高速旋转，从而在胎侧区域进行打磨和清扫；

关闭电机，打磨钢丝轮停止旋转，气缸的驱动杆回缩，两侧滑板绕铰轴反向摆转，以将2个打磨钢丝轮从胎侧表面返回至初始位置。

胎侧打磨过程结束。

进一步的细化方案是，为实现精确控制打磨钢丝轮的进给距离，以及在能够在胎侧设定范围内实现打磨钢丝轮的精确打磨，电缸的驱动杆在垂向上往返移动距离是解决此类问题的关键。

这一距离f符合下述表达式，

$f=e+a-\frac{\mathrm{\φ}+\sqrt{4L^2-w^2}}{2}+\cos \mathrm{\α}*L$

其中，a是打磨钢丝轮从其初始位置至被打磨轮胎圆心的垂直距离；

w是被打磨轮胎胎面实际宽度，由操作者输入；

φ是被打磨轮胎的直径，通过侧周长装置进行测量或操作者输入；

e是打磨钢丝轮在胎侧进行打磨和清扫的垂直距离，由操作者输入；

α是打磨钢丝轮处于待工位置时，其底部与被打磨轮胎纵向中心线之间夹角；

L是铰轴与打磨钢丝轮之间的直线距离。

从上述表达式中可以看出，只要由操作者人工输入e和w值，或是根据被打磨轮胎的规格尺寸而输入φ值，电缸的驱动杆在垂向上往返移动距离即是精确可控的，无论被打磨轮胎的型号、规格尺寸如何变化，无论轮胎胎侧出现怎样的外观质量问题。

对于操作者来说，只需按上述表达式输入相应的控制参数，余下的工作可由打磨机的伺服控制系统来完成。

如上所述，本发明轮胎翻新胎侧打磨装置及其方法具有以下优点和有益效果：

1、提供一种配套于全自动打磨设备和全程自动化控制的胎侧打磨装置，实现胎体的全方位打磨质量、提高翻新后轮胎的使用性能。

2、针对胎侧外观问题进行打磨清扫处理，彻底地解除人工操作的劳动负荷。

3、实现一种胎侧精确打磨控制方法，保证了打磨工序的自动化控制，有利于提高整体轮胎翻新加工的生产效率。

附图说明

现结合附图对本发明做进一步的说明。

图1是本发明所述全自动打磨机的结构示意图；

图2是全自动打磨机的侧向示意图；

图3是全自动打磨机的俯向示意图；

图4是所述胎侧打磨装置的结构示意图；

图5是图4的侧向示意图；

图6是精确控制电缸驱动杆的垂向往返移动距离的分解示意图。

如图1至图6所示具有，主框架1，起升装置2，夹紧装置3，胎侧打磨装置4，侧打磨装置5，驱动装置6，滑动装置7，打磨装置8，测厚装置9；

电缸41，滑架42，滑板43，耳座431，铰轴432，电机44，打磨钢丝轮45，光轴46，气缸47；

在图6中的虚线表示的是，打磨钢丝轮45在滑板43带动下的摆转状态过程。

具体实施方式

实施例1，如图1至图3所示，应用所述胎侧打磨装置4的轮胎翻新全自动打磨机主要具有一主框架1。

在主框架1上安装有起升装置2、驱动装置6、滑动装置7和测厚装置9，打磨装置8旋转地连接在滑动装置7上，在主框架1的两侧分别安装有一组夹紧装置3。

如图4和图5所示，胎侧打磨装置4设置在打磨机主框架1的顶部。其中，

电缸41安装在主框架1上，电缸41的驱动杆连接于一滑架42，滑架42活动地套设在一垂向设置的光轴46上，

2组对称的滑板43的顶端分别通过一铰轴432连接于滑架42，每一个滑板43的底端设有一打磨钢丝轮45，打磨钢丝轮45套设在电机44的驱动轴上。

每一个滑板43侧部通过一耳座431对应地连接于一气缸47的驱动杆，气缸47安装在滑架42上。

应用上述胎侧打磨装置4而实现一种全新的轮胎翻新胎侧打磨方法，具体地，

在使用打磨装置8对胎面进行打磨的过程中，通过所述的胎侧打磨装置对设定的胎侧进行打磨和清扫；

电缸41的驱动杆从初始位置垂直伸出，带动滑架42沿光轴46向下移动并将打磨钢丝轮45输送至待工位置，此时电缸41驱动杆的向下伸出距离为f；

气缸47的驱动杆驱动两侧滑板43绕铰轴432相对地摆转，而将2个打磨钢丝轮45从待工位置移动至胎侧表面的夹紧打磨工位，此时2个打磨钢丝轮45从两侧夹紧在胎侧表面；

电缸41的驱动杆回缩，带动滑架42沿光轴46向上移动，打磨钢丝轮45在电机44驱动下高速旋转，从而在胎侧区域进行打磨和清扫；

关闭电机44，打磨钢丝轮45停止旋转，气缸47的驱动杆回缩，两侧滑板43绕铰轴432反向摆转，以将2个打磨钢丝轮45从胎侧表面返回至初始位置。胎侧打磨过程结束。

如图6所示，为精确地控制打磨钢丝轮45的进给距离，即实现在胎侧设定范围内进行精确打磨，就要通过伺服系统控制电缸41的驱动杆垂向往返移动距离f。

f符合下述表达式：

$f=e+a-\frac{\mathrm{\φ}+\sqrt{4L^2-w^2}}{2}+\cos \mathrm{\α}*L$

其中，a是一常数值，即是打磨钢丝轮(45)从其初始位置至被打磨轮胎圆心的垂直距离；

w是被打磨轮胎胎面实际宽度，由操作者输入；

φ是被打磨轮胎的直径，通过侧周长装置进行测量或操作者输入；

e是打磨钢丝轮(45)在胎侧进行打磨和清扫的垂直距离，由操作者输入；

α是一常数值，即是打磨钢丝轮(45)处于待工位置时，其底部与被打磨轮胎纵向中心线之间夹角；

L是一常数值，即是铰轴(432)与打磨钢丝轮(45)之间的直线距离。

在这里先假设被打磨轮胎的断面为一矩形。

除上述表达式中的参数以外，还需使用到以下运算过程中的控制参数。例如：

a′是打磨钢丝轮45从其待工位置至被打磨轮胎圆心的垂直距离；

c是打磨钢丝轮45从其待工位置至夹紧打磨工位的垂直距离；

b是打磨钢丝轮45从其初始位置至被打磨轮胎胎面的垂直距离；

β是打磨钢丝轮45在其夹紧打磨工位与被打磨轮胎纵向中心线之间的夹角，即打磨钢丝轮45开始清扫的角度。

上述表达式的运算过程如下：

f＝a-a′＝e+b-c；

$b=a-\frac{\mathrm{\φ}}{2};$

c＝(cosβ-cosα)L；

$\mathrm{\β}=\arcsin \frac{w}{2L};$ 因此运算得到，

$f=e+a-\frac{\mathrm{\φ}}{2}-(\cos \arcsin \frac{w}{2L}-\cos \mathrm{\α})*L$

$=e+a-\frac{\mathrm{\φ}}{2}-(\sqrt{1-{\left(\frac{w}{2L}\right)}^2}-\cos \mathrm{\α})*L$

$=e+a-\frac{\mathrm{\φ}+\sqrt{4L^2-w^2}}{2}+\cos \mathrm{\α}*L$

从上述表达式的运算过程和结果可以看出，只要由操作者人工输入e和w值，或是根据被打磨轮胎的规格尺寸而输入φ值，电缸的驱动杆在垂向上往返移动距离即是精确可控的，无论被打磨轮胎的型号、规格尺寸如何变化，无论轮胎胎侧出现怎样的外观质量问题。输入相应控制参数后的余下工作，则可由打磨机的伺服控制系统来完成。

Claims (4)

1.一种轮胎翻新胎侧打磨装置，其特征在于：胎侧打磨装置设置在打磨机主框架(1)的顶部，其中，

电缸(41)安装在主框架(1)上，电缸(41)的驱动杆连接于一滑架(42)，滑架(42)活动地套设在一垂向设置的光轴(46)上，

2组对称的滑板(43)的顶端分别通过一铰轴(432)连接于滑架(42)，每一个滑板(43)的底端设有一打磨钢丝轮(45)，打磨钢丝轮(45)套设在电机(44)的驱动轴上。

2.根据权利要求1所述的轮胎翻新胎侧打磨装置，其特征在于：每一个滑板(43)的侧部通过一耳座(431)对应地连接于一气缸(47)的驱动杆，气缸(47)安装在滑架(42)上。

3.一种轮胎翻新胎侧打磨方法，其特征在于：在使用打磨装置(8)对胎面进行打磨的过程中，通过所述的胎侧打磨装置对设定的胎侧进行打磨和清扫，其中，

电缸(41)的驱动杆从初始位置垂直伸出，带动滑架(42)沿光轴(46)向下移动并将打磨钢丝轮(45)输送至待工位置，此时电缸(41)驱动杆的向下伸出距离为(f)；

气缸(47)的驱动杆驱动两侧滑板(43)绕铰轴(432)相对地摆转，而将2个打磨钢丝轮(45)从待工位置移动至胎侧表面的夹紧打磨工位，此时2个打磨钢丝轮(45)从两侧夹紧在胎侧表面；

电缸(41)的驱动杆回缩，带动滑架(42)沿光轴(46)向上移动，打磨钢丝轮(45)在电机(44)驱动下高速旋转，从而在胎侧区域进行打磨和清扫；

关闭电机(44)，打磨钢丝轮(45)停止旋转，气缸(47)的驱动杆回缩，两侧滑板(43)绕铰轴(432)反向摆转，以将2个打磨钢丝轮(45)从胎侧表面返回至初始位置，胎侧打磨过程结束。

4.根据权利要求3所述的轮胎翻新胎侧打磨方法，其特征在于：电缸(41)的驱动杆在垂向上往返移动的距离(f)符合下述表达式，

$f=e+a-\frac{\mathrm{\φ}+\sqrt{4L^2-w^2}}{2}+\cos \mathrm{\α}*L$

其中，a是一常数值，即是打磨钢丝轮(45)从其初始位置至被打磨轮胎圆心的垂直距离；

w是被打磨轮胎胎面实际宽度，由操作者输入；

φ是被打磨轮胎的直径，通过侧周长装置进行测量或操作者输入；

e是打磨钢丝轮(45)在胎侧进行打磨和清扫的垂直距离，由操作者输入；

α是一常数值，即是打磨钢丝轮(45)处于待工位置时，其底部与被打磨轮胎纵向中心线之间夹角；

L是一常数值，即是铰轴(432)与打磨钢丝轮(45)之间的直线距离。

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