CN104309147A - 一种双工位轮胎打磨机的机械结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工位轮胎打磨机的机械结构，包括两个用于装夹轮胎并能使轮胎沿其轴线旋转的轮胎旋转组件，运动方向相互垂直的底层直线运动组件、上层直线运动组件，摆动组件，锉刀旋转组件，控制装置；两个轮胎旋转组件安装在底层直线运动组件两端的预设位置上，底层直线运动组件带动上层直线运动组件做直线运动，上层直线运动组件带动锉刀摆动组件做直线运动；锉刀摆动组件与锉刀旋转组件固定连接；锉刀摆动组件带动锉刀旋转组件摆角。本发明与双工位二连杆结构轮胎打磨机相比成本低、精度高、精度保持寿命长、维护成本低、组装搬运方便、安装方便。能降低轮胎再制造自动化设备的成本，有利于自动化轮胎再制造设备的推广。

Description

一种双工位轮胎打磨机的机械结构

技术领域

 本发明涉及一种双工位轮胎打磨机的机械结构，属于轮胎翻新中的磨胎设备技术领域。

背景技术

轮胎70%的成本在胎体上，磨损的只是接触地面的胎面部分，一条花纹磨平的轮胎与一条同类型的新轮胎相比，其胎体的强度几乎完全相同。轮胎翻新就是将花纹磨平的胎面通过打磨从胎体上磨削下来，再将经高压成型的胎面胶包覆于经打磨处理的旧轮胎的胎体表面，经硫化粘合成为一体而重新恢复其使用价值的过程。

打磨是轮胎翻的重要环节，直接关系到整个翻新轮胎的质量。胎体必须打磨至规定的形状、尺寸和纹路，以便贴合上新的胎面，并使胎面对地面有一个最佳接触面，否则翻新后的轮胎在使用中就容易出现不规则磨损、脱胶、脱空、爆胎现象，从而造成安全事故。传统打磨设备精度差，人为因素影响较大，导致翻胎不能用于高速运行车辆。为解决该问题，翻胎趋向于自动化高精度打磨，避免人为因素影响。如何使打磨更高效呢？

在打磨轮胎时，要把打磨完毕的轮胎排气、卸胎、轮胎升降、把轮胎放到输送轨道挂钩上、把待打磨轮胎滚到设备旁边、升降、装胎、充气、设定参数、启动。准备过程所消耗的时间约是打磨时间的一半。准备过程中，打磨装置处于停滞状态。为解决这一问题，双工位轮胎打磨机设置两个轮胎夹持装置，在前一夹持装置上的轮胎被打磨完成后，打磨装置立即对后一夹持装置上的轮胎打磨，与此同时，更换前一夹持装置上的轮胎，使轮胎打磨装置始终处于工作状态，便可以实现连续打磨，节省时间。并且主电机以及风机都不用停止转动，还可减少频繁启动大功率主电机。延长电机、继电器、传动皮带寿命。另外翻胎工厂每天需要打磨多种规格轮胎，需要频繁拆换轮辋，拆装过程劳动强度大，对轮辋和轮毂都产生磨损。随着磨损加剧会影响精度。两个夹持装置能减少夹持装置的更换频率。

当前，双工位轮胎打磨机的机械结构主要存在以下问题。

1、造价高、精度差

目前双工位打磨机采用二连杆结构，连杆摆动带动锉刀按预设的轨迹打磨轮胎，因连杆较长，连杆摆动需要较大扭矩，目前连杆摆动靠伺服电机加减速机驱动，或者由昂贵的直驱电机直接驱动。即便是采用高精度大扭矩的直驱电机仍然有几十角秒的角度误差，因连杆长度较大，角度误差造成在连杆末端位移误差被放大。因此连杆末端的锉刀运行轨迹精度受到影响，影响打磨轮廓的准确度。

2、运行不平稳、精度保持寿命短。

双工位轮胎打磨机现有机械结构为二连杆结构。二连杆不仅带动锉刀按预设轨迹运动，而且承担锉刀运动组件、锉刀旋转组件及连杆自身重量。因总质量很大，而且重心离连杆的旋转轴线太远，自重产生较大破坏力矩，严重影响连杆摆动轴承的寿命。并且连杆末端的轮胎旋转组件高速旋转产生的震动，也会影响连杆摆动轴承的寿命。一旦轴承有间隙，在连杆的末端就放大成较大幅度的震动。继而又进一步破坏连杆摆动轴承，形成恶性循环。最终导致打磨的轮廓变形。影响轮胎质量。

3、机架容易变形影响打磨精度。

双工位轮胎打磨机现有机械结构有一个大底板，轮胎旋转组件、锉刀运动组件、锉刀旋转组件都固定在底板上。底板在加工、搬运、组装时容易变形。机械变形影响打磨轮廓精度，从而影响轮胎质量。

4、锉刀摆动角度大，影响电缆寿命增加维护成本。

现有的双工位轮胎打磨机，当锉刀对其中一条轮胎打磨时，锉刀摆动最大180度，当打磨另一条轮胎时锉刀摆动角度达到360度。锉刀驱动电机电缆、锉刀护罩上的传感器电缆、吸尘管、其他管道及电缆都要跟随旋转360度。影响电缆及管道寿命，增加设备维护的人工及材料成本。

5、运输不便。

双工位轮胎打磨机现有机械结构体积庞大，有一个大底板，轮胎旋转组件、锉刀运动组件、锉刀旋转组件都固定在底板上。因底板强度不够容易变形不能整体运输，机械部分必须拆解运输。控制装置及其连接电缆必须全部拆下。造成人工成本增加。

6、增加再次组装成本

拆散的机械结构和控制装置需要机械及电器专业人员到现场重新二次组装，重新校验精度。尤其是设备出口时，组装成本更高。

7、安装成本高。

双工位轮胎打磨机现有机械结构有一个大底板，轮胎旋转组件、锉刀运动组件、锉刀旋转组件都固定在底板上。要减少底板变形，地面平整度就要很高，造成安装时间和成本增加。

发明内容

现有技术中，双工位轮胎打磨机一般用到一个底板或底座，底板或底座上安安装有轮胎旋转装置、锉刀运动装置、锉刀旋转装置，要消除传统的打磨机机械结构弊端，需要解决的问题如下。

1、改变锉刀运动装置及运动形式，减少锉刀运动轨迹误差。

2、改变锉刀运动装置及运动形式，消除自身质量形成的破坏力矩，使锉刀运动装置的精度保持长寿命。

3、改变机架结构，解决机架容易变形，影响打磨精度的问题。

4、解决锉刀摆动角度太大，电缆、管道寿命短和维护成本过高问题。

5、克服运输不便、去掉二次组装环节，减少安装时间和成本。

本发明考虑了以上各方面，提供一种双工位轮胎打磨机的机械结构。

本发明采用的技术方案如下。

一种双工位轮胎打磨机的机械结构，包括两个用于装夹轮胎并能使轮胎沿其轴线旋转的轮胎旋转组件，运动方向相互垂直的底层直线运动组件、上层直线运动组件，锉刀摆动组件，锉刀旋转组件，控制装置，锉刀旋转组件上设有锉刀；

两个轮胎旋转组件安装在底层直线运动组件两端的预设位置上，底层直线运动组件带动上层直线运动组件做直线运动，上层直线运动组件带动锉刀摆动组件做直线运动；锉刀摆动组件带动锉刀旋转组件摆角。

进一步，底层直线运动组件包括两根平行排列且上表面在同一平面内的梁；两个轮胎旋转组件安装在其中一根梁的侧面上，该侧面垂直于梁的上表面；两个梁的上表面各自安装有一根直线导轨，两根直线导轨平行排列，直线导轨上装有滑块；两个梁相互连接形成一个整体框架；整体框架上装有驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座；整体框架底部装有高度调整装置。 

进一步，轮胎旋转组件包括立柱，立柱与底层直线运动组件的梁的侧面用螺栓固定连接；立柱上装有减速机、轮胎旋转电机、减速机与轮毂配合、轮毂上装有轮辋，减速机旋转轴线垂直于立柱上与底层直线运动组件连接的安装面。

进一步，底层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，包括两根梁及若干连接杆，梁的侧面相互平行，梁的侧面开有若干孔，连接杆穿入孔中，连接杆与梁用螺栓固定；在整体框架两个梁的相邻侧面的其中一个侧面上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

进一步，底层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，包括两根梁及一个底板，梁的下底面在同一个平面上，梁与底板通过螺栓或焊接固定；底板上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

进一步，上层直线运动组件包括两根梁，两梁上表面在同一平面内、两梁底面也在同一平面内；两个梁上表面各自安装有一根直线导轨，两根直线导轨相互平行，直线导轨上装有滑块；两梁相互连接形成一个整体框架；上层直线运动组件的整体框架与下层直线运动组件的丝杠螺母付的螺母螺栓连接；上层直线运动组件的整体框架与下层直线运动组件的滑块螺栓连接；上层直线运动组件的整体框架上装有驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

进一步，上层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，整体框架包括两根梁及一个底板，梁与底板通过螺栓或焊接固定；底板上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

进一步，上层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，包括两根梁及若干连接杆；梁的侧面相互平行，梁的侧面开有若干孔，连接杆穿入孔中，连接杆与梁用螺栓固定；在整体框架上两个梁的相邻侧面的其中一个侧面上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

进一步，锉刀摆动组件包括转台安装座、转台、转台驱动电机，转台安装座与上层直线运动组件的丝杠螺母付的螺母螺栓连接；转台安装座与上层直线运动组件的滑块螺栓连接。

进一步，锉刀旋转组件包括锉刀架、锉刀旋转轴承座、锉刀旋转轴、锉刀、锉刀罩、锉刀驱动电机、传动皮带、皮带轮、皮带罩。

进一步，锉刀罩正对着轮辋的两个侧面上设有活门，活门由气缸推动其开合，电磁阀控制气缸动作、电磁阀由控制装置控制，锉刀罩上设有吸尘孔。

进一步，控制装置包括控制箱、可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器通过线路与底层直线运动组件驱动电机，上层直线运动组件驱动电机、转台驱动电机、锉刀旋转驱动电机、电磁阀、人机界面相连。

进一步，控制箱固定在立柱上或底层直线运动组件上或地面上；人机界面固定在立柱上或固定在底层直线运动组件上或控制箱上或地面上。

本发明的有益效果是：运动方向相互垂直的底层直线运动组件、上层直线运动组件组成十字滑台，每层都用较小伺服电机直接驱动丝杠，带动螺母做直线运动，位置精度高。与二连杆结构使用伺服电机加减速机转动连杆摆臂或者使用昂贵直驱电机转动连杆摆臂相比，成本更低，精度更高。

锉刀摆动组件及锉刀旋转组件重力作用在十字滑台上，自身重力不会形成破坏力矩，比现有的二连杆结构精度保持寿命长。

采用组合式的框架结构，摒弃大底板，与现有使用大底板的结构相比，框架结构强度更高，不容易变形。而且不用做时效处理，造价低廉。

锉刀罩两侧开门，锉刀只需摆动180度，就可以打磨两个工位的轮胎。与二连杆结构锉刀旋转360度相比，不会造成电缆及管道的大角度扭转。不会影响线缆管道寿命，减少维护工作量及维护成本。

整机结构紧凑、强度高可以直接用叉车搬运，运输不用拆卸，无需在使用现场二次组装，对安装地面平整度要求不高。比二连杆结构节省安装、搬运成本和时间。

附图说明

图1是本发明双工位轮胎打磨机的机械结构的一种结构立体示意图。

图2是图1所示双工位轮胎打磨机的机械结构隐藏了控制装置后的机械结构立体示意图

图3是本发明双工位轮胎打磨机的机械结构的一种结构立体示意图。

图4是是本发明双工位轮胎打磨机的机械结构的一种结构的示意图。

图5是是本发明双工位轮胎打磨机的机械结构的一种结构的示意图。

图6是本发明双工位轮胎打磨机的机械结构的锉刀旋转组件的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1。如图1、图2、图6所示，一种双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：包括两个用于装夹轮胎并能使轮胎沿其轴线旋转的轮胎旋转组件，运动方向相互垂直的底层直线运动组件、上层直线运动组件，锉刀摆动组件，锉刀旋转组件，控制装置；锉刀旋转组件上设有锉刀；

两个轮胎旋转组件安装在底层直线运动组件两端的预设位置上，底层直线运动组件带动上层直线运动组件做直线运动，上层直线运动组件带动锉刀摆动组件做直线运动；锉刀摆动组件与锉刀旋转组件固定连接；锉刀摆动组件带动锉刀旋转组件摆角。

轮胎旋转组件包括立柱11、12， 立柱11、12上装有减速机13，轮胎旋转电机14，减速机13与轮毂15配合、轮毂15上装有轮辋16，轮辋上装有轮胎17。

底层直线运动组件包括两根平行排列且上表面在同一平面内的梁21、22。两立柱11、12用螺栓安装在梁21的侧面上，该侧面与梁21的上表面垂直。减速机13的旋转轴线垂直于立柱11、12上与底层直线运动组件配合的安装面，即梁21的侧面。

梁21的上表面安装有直线导轨23，梁22的上表面安装有直线导轨24。两根直线导轨23、24平行排列，直线导轨23上装有滑块25、直线导轨24上装有滑块26；两个梁21、22及若干连接杆214，形成一个整体框架，梁21、22的侧面相互平行并开有若干孔，连接杆214穿入孔中，连接杆214与梁21、22用螺栓固定；在整体框架的梁22的内侧面上安装有驱动电机27、丝杠螺母付28、联轴器29、轴承支承座210。整体框架底部装有高度调整装置211。

上层直线运动组件包括两根平行排列梁31、32，两梁31、32的上表面在同一平面内、两梁31、32底面也在同一平面内；梁31的上表面安装有直线导轨33，梁32的上表面安装直线导轨34；两根直线导轨33、34相互平行，直线导轨33上装有滑块35，直线导轨34上装有滑块36；两根梁31、32与底板311通过螺栓固定连接形成整体框架；底板311上安装驱动电机37、丝杠螺母付38、联轴器39、轴承支承座310；上层直线运动组件的整体框架与下层直线运动组件的丝杠螺母付28的螺母螺栓连接；上层直线运动组件的整体框架与下层直线运动组件的滑块25、26螺栓连接。

锉刀摆动组件包括转台安装座43、转台41、转台驱动电机42，转台安装座43与上层直线运动组件的丝杠螺母付38的螺母螺栓连接；转台安装座43与上层直线运动组件的滑块35、36螺栓连接。

锉刀旋转组件包括锉刀架51、锉刀旋转轴承座52、锉刀53、锉刀罩54、锉刀驱动电机55、传动皮带56、皮带罩57。锉刀旋转轴承座52安装在锉刀架51上，锉刀旋转轴承座52上安装锉刀旋转轴58，轴58上安装有锉刀53、传动轮59，传动轮59通过传动皮带56与锉刀驱动电机55的输出轮510相连。锉刀驱动电机55安装在锉刀架51上。

锉刀罩54上设有吸尘孔512。锉刀罩正对着两个轮胎旋转组件的轮辋16的两个侧面上设有活门511，活门由气缸513推动其开合，电磁阀控制气缸513动作、电磁阀由控制装置控制，当一个活门开启，另一个活门关闭。

立柱11、 12顶端设有短梁215，轮胎旋转轴线位于短梁215端部。保证锉刀旋转装置旋转时不碰到立柱。

控制装置包括控制箱61，控制箱安装在轮胎旋转组件的立柱上。可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器通过线路与上层直线运动组件的驱动电机37、底层直线运动的驱动电机27、转台驱动电机42、轮胎旋转电机14、锉刀驱动电机55、电磁阀、人机界面62相连，人机界面安装在底层直线运动组件的梁上。

在打磨过程中，通过底层直线运动组件、上层直线运动组件，摆动组件，锉刀旋转组件的运动，不断地调整锉刀的姿态使其始终与轮胎的打磨轮廓相切，实现打磨。

本实施例的有益效果主要如下。

1、运动方向相互垂直的底层直线运动组件、上层直线运动组件组成十字滑台，底层伺服电机27和上层伺服电机37扭矩较小，并且不用减速机可直接驱动丝杠，实现直线运动，位置精度高。现有的二连杆结构，连杆摆动需要大扭矩，必须使用伺服电机加减速机带动连杆摆动或者使用昂贵的大扭矩直驱电机带动连杆摆动，而且因旋转角度有误差，连杆较长造成连杆末端位移误差变大，锉刀运动轨迹误差变大。因此本方案制造成本更低，精度更高。

2、锉刀摆动组件的转台安装座43、转台41、转台驱动电机42及锉刀旋转组件的锉刀架51、锉刀旋转轴承座52、锉刀53、锉刀罩54、锉刀驱动电机55、传动皮带56、皮带罩57、锉刀旋转轴58、皮带轮59、510，其重力作用在底层直线运动组件与上层直线运动组件形成的十字滑台上，自重不会形成破坏力矩。而二连杆结构，自重形成较大的破坏力矩，损坏连杆摆动轴承。因此十字滑台比二连杆结构运行更平稳，精度保持寿命长。

3、底层直线运动组件的梁21和22及连接杆214组合成整体框架。摒弃大底板。大底板焊接加固及铸造都存在时效处理问题、加工、搬运、安装、使用过程中容易变形。相比而言组合式的框架结构强度更高，不容易变形保证机械部分的稳固。而且组合的框架不用做时效处理，造价低廉，

4、锉刀罩54两侧开门，两侧设有活门511，当一个工作时另一个关闭，锉刀只需摆动180度，就可以打磨两个工位的轮胎。与二连杆结构锉刀旋转360度才能打磨两个工位的轮胎相比，不会造成电缆及管道的大角度扭转。不会影响线缆管道寿命，减少维护工作量及维护成本。

5、整机结构紧凑，强度高，设有高度调节装置211，当地面不平整时，调整高度调节装置211即可。可以直接用叉车搬运，不用拆卸，无需在使用现场二次组装。而现有的双工位二连杆结构打磨机，不能直接搬运，必须拆卸搬运、安装前需重新二次组装、安装时地面平整度要求高。

实施例2。如图3 所示，本实施例与实施例1唯一的不同在于：立柱11、 12之间有横梁600连接，采用本方案，用于在横梁上安装其他装置。

实施例3。如图4所示，本实施例与实施例1唯一的不同在于：底层直线运动组件的两个梁21、22相互连接形成一个整体框架，整体框架包括两根梁21、22及一个底板212，梁21、22的下底面在同一个平面上，梁21、22与底板212通过螺栓或焊接固定；底板212上安装有驱动电机27、丝杠螺母付28、联轴器29、轴承支承座210。

实施例5。如图5所示，本实施例与实施例1唯一的不同在于：立柱11、 12倾斜安装。采用本方案，保证锉刀旋转装置工作时不碰立柱。

以上所述的仅是本发明的优先实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可以做出若干改进和变型，这也视为本发明的保护范围。 

Claims (13)

1.一种双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：包括两个用于装夹轮胎并能使轮胎沿其轴线旋转的轮胎旋转组件，运动方向相互垂直的底层直线运动组件、上层直线运动组件，锉刀摆动组件，锉刀旋转组件，控制装置，锉刀旋转组件上设有锉刀；

两个轮胎旋转组件安装在底层直线运动组件两端的预设位置上，底层直线运动组件带动上层直线运动组件做直线运动，上层直线运动组件带动锉刀摆动组件做直线运动；锉刀摆动组件带动锉刀旋转组件摆角。

2.如权利要求1所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：底层直线运动组件包括两根平行排列且上表面在同一平面内的梁；两个轮胎旋转组件安装在其中一根梁的侧面上，该侧面垂直于梁的上表面；两个梁的上表面各自安装有一根直线导轨，两根直线导轨平行排列，直线导轨上装有滑块；两个梁相互连接形成一个整体框架；整体框架上装有驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座；整体框架底部装有高度调整装置。

3.如权利要求2所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：轮胎旋转组件包括立柱，立柱与底层直线运动组件的梁的侧面用螺栓固定连接；立柱上装有减速机、轮胎旋转电机、减速机与轮毂配合、轮毂上装有轮辋，减速机旋转轴线垂直于立柱上与底层直线运动组件连接的安装面。

4.如权利要求2所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：底层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，包括两根梁及若干连接杆，梁的侧面相互平行，梁的侧面开有若干孔，连接杆穿入孔中，连接杆与梁用螺栓固定；在整体框架两个梁的相邻侧面的其中一个侧面上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

5.如权利要求2所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：底层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，包括两根梁及一个底板，梁的下底面在同一个平面上，梁与底板通过螺栓或焊接固定；底板上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

6.如权利要求1所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：上层直线运动组件包括两根梁，两梁上表面在同一平面内、两梁底面也在同一平面内；两个梁上表面各自安装有一根直线导轨，两根直线导轨相互平行，直线导轨上装有滑块；两梁相互连接形成一个整体框架；上层直线运动组件的整体框架与下层直线运动组件的丝杠螺母付的螺母螺栓连接；上层直线运动组件的整体框架与下层直线运动组件的滑块螺栓连接；上层直线运动组件的整体框架上装有驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

7.如权利要求6所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：上层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，整体框架包括两根梁及一个底板，梁与底板通过螺栓或焊接固定；底板上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

8.如权利要求6所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：上层直线运动组件的两个梁相互连接形成一个整体框架，包括两根梁及若干连接杆；梁的侧面相互平行，梁的侧面开有若干孔，连接杆穿入孔中，连接杆与梁用螺栓固定；在整体框架上两个梁的相邻侧面的其中一个侧面上安装驱动电机、丝杠螺母付、联轴器、轴承支承座。

9. 如权利要求1所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：锉刀摆动组件包括转台安装座、转台、转台驱动电机，转台安装座与上层直线运动组件的丝杠螺母付的螺母螺栓连接；转台安装座与上层直线运动组件的滑块螺栓连接。

10.如权利要求1所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：锉刀旋转组件包括锉刀架、锉刀旋转轴承座、锉刀旋转轴、锉刀、锉刀罩、锉刀驱动电机、传动皮带、皮带轮、皮带罩。

11.如权利要求10所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：锉刀罩正对着轮辋的两个侧面上设有活门，活门由气缸推动其开合，电磁阀控制气缸动作、电磁阀由控制装置控制，锉刀罩上设有吸尘孔。

12.如权利要求1所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：控制装置包括控制箱、可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器通过线路与底层直线运动组件驱动电机，上层直线运动组件驱动电机、转台驱动电机、锉刀旋转驱动电机、电磁阀、人机界面相连。

13.如权利要求12所述的双工位轮胎打磨机的机械结构，其特征在于：控制箱固定在立柱上或底层直线运动组件上或地面上；人机界面固定在立柱上或固定在底层直线运动组件上或控制箱上或地面上。