CN104553006A - 一种轮胎钢圈包布装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎钢圈包布装置及方法，包括主驱动模块、主缠绕模块、钢圈前进驱动模块、胶布切断模块、胶布夹紧模块、钢圈压紧模块，主驱动模块用于驱动主缠绕模块完成对胶布的缠绕；钢圈前进驱动模块用于当钢圈的某一部分胶布包好时，提供给钢圈作用力，使得钢圈转过一定的角度，从而进行下一部分的缠绕；胶布切断模块用于当一个钢圈所需的胶布全部进入缠绕头内部时，切断胶布；胶布夹紧模块用于控制当胶布进入夹紧头下需要夹紧或松开的状态；钢圈压紧模块用于当上一钢丝圈包布完成进入下一道工序后，使下一钢圈进入，当下一钢圈进入后，压紧钢圈。本发明装置自动化程度高、减少人工换料次数，只需外部的卷料不断供给便能够完成钢丝圈的连续包布。

Description

一种轮胎钢圈包布装置及方法

技术领域

本发明涉及一种子午轮胎制造装备，更具体的说，涉及一种轮胎钢圈胶布的自动缠绕装置及方法。

背景技术

汽车轮胎对汽车整体性能的影响非常大，轮胎钢丝圈为了保证钢丝圈的一体性通常需要在表面包裹一层胶布，这已成为一项轮胎生产必不可少的工序。人工胶布缠绕的方式不仅松紧不一致，胶布排列也不均匀，影响钢丝圈质量，同时劳动量较大，生产效率低。专利CN101342791B阐述了一种巨型轮胎包布缠绕机，包括支撑架，支撑架的下部安装有底座，支架上部设有两根导柱，两根导柱之间设有支撑箱体，支撑箱体的中间位置设有环形的齿盘，齿盘通过连接盘支撑在支撑箱体上，齿盘与安装在支撑箱体内的第一动力驱动装置传动连接，底座内安装有用来驱动钢丝圈转动的齿形辊，齿形辊与第二动力驱动装置传动连接。支撑箱体下部设有开口，齿盘和连接盘上分别设有与支撑箱体上的开口宽度一致的开口，连接盘上装有用来放置尼龙胶布卷的卷轴。此类缠绕机维护麻烦，自动化程度比较低，操作复杂，对工人的熟练程度要求较高，尤其是在缠绕过程中，胶布卷必须跟随缠绕运动一起转动，必须频繁更换胶布卷，降低了设备效率以及自动化程度。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种轮胎钢圈包布装置及方法，具有自动化程度高、减少人工换料次数、调节灵活、提高生产效率的优点，只需外部的卷料不断供给便能够完成钢丝圈的连续包布。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种轮胎钢圈包布装置，包括主驱动模块、主缠绕模块、钢圈前进驱动模块、胶布切断模块、胶布夹紧模块、钢圈压紧模块，主驱动模块通过齿轮与主缠绕模块相连，且均连接在箱体上，钢圈前进驱动模块通过固定在箱体侧面上的一电机驱动，胶布切断模块安装在箱体顶部，胶布夹紧模块包括两部分，分别是右侧固定在箱体上的部分和左侧装在中间大轮盘上的部分，钢圈夹紧模块固定在箱体上，在钢圈两侧各有一个，所述主驱动模块用于驱动所述主缠绕模块完成胶布对钢圈的缠绕；所述钢圈前进驱动模块用于当钢圈的某一部分胶布包好时，提供给钢圈作用力，使得钢圈转过一定的角度，从而进行下一部分的缠绕；所述胶布切断模块用于当一个钢圈所需的胶布全部进入缠绕头内部时，切断胶布；所述胶布夹紧模块用于控制当胶布进入夹紧头下需要夹紧或松开的状态控制；所述钢圈压紧模块用于当上一钢丝圈包布完成进入下一道工序后，使下一钢圈进入，当下一钢圈进入后，压紧钢圈。

所述装置以垂直面对称分布，对称面两侧均包括主缠绕模块、钢圈前进驱动模块、胶布切断模块、胶布夹紧模块、钢圈压紧模块，以及除主驱动模块中的驱动电机外的主驱动模块。

所述装置还包括自动零位调节结构，用于每次起头时胶布的位置固定。

所述主驱动模块包括固定在箱体上的驱动电机、两个传动齿轮以及位于箱体中间设置的大轮盘，所述电机轴上装有一齿轮，电机轴齿轮与两个传动齿轮啮合，两个传动齿轮再与大轮盘上设置的大圆弧齿轮啮合，将电机的转动传递到中间大轮盘的转动。

所述主缠绕模块包括内侧滚轮和外侧滚轮，所述内侧滚轮通过轴固定在箱体上，共设置7个，中间齿轮内侧套在内侧滚轮外侧，再通过主驱动模块的传动齿轮带动中间齿轮旋转，齿轮连接在中间大轮盘上从而带动中间大轮盘的转动，所述外侧滚轮通过螺栓固定在中间大轮盘上，共设置11个。

所述钢圈前进驱动模块包括前进驱动电机，所述前进驱动电机通过锥齿轮分成用联轴器连接的两部分动力，分别由两侧传入箱体中，驱动轴两边通过滚动轴承再加上轴承座连接在箱体上，在驱动轴中间套上具有粘性力的圆筒，用来带动钢圈的转动。

所述胶布切断模块包括气缸，所述气缸固定在箱体上，左侧通过连接件连上切刀，用来切断胶布，并在左侧装有切道和引导胶布进入箱体的滚子。

所述胶布夹紧模块包括其右侧安装的胶布夹紧气缸，并通过两个引导杆用来引导设置在左侧、作为执行元件的矩形框的移动，所述矩形框和气缸相连接，固定在圆盘上，能偶随圆盘绕圆盘中心转动。

所述钢圈夹紧模块包括设置在其右侧的钢圈夹紧气缸，气缸推动杆末端通过转动副连接一个三角架，所述三角架再通过两杆与固连在箱体上的矩形框连接，并在其中一个转动副上连接输出杆。

一种轮胎钢圈包布方法，通过上述装置完成，其工作过程如下：

1、由上一工序将胶布引至装置的入口，此时入口为打开状态，钢圈压紧模块的工作轴与地面垂直，在钢圈进入指定位置后，钢圈压紧模块的工作轴在钢圈夹紧气缸的推动下慢慢向上旋转，从而从下面夹住钢圈，钢圈便被锁在工作轴之间；

2、胶布夹紧模块的工作头模块远离钢圈，此后在外力的作用下，胶布垂入箱体中，进入胶布夹紧模块工作头和钢圈之间，之后在胶布夹紧气缸的作用下，带动工作头贴紧钢圈，使胶布贴紧钢圈；

3、主驱动模块的驱动电机通过齿轮传动带动大轮盘顺时针旋转一个角度，从而使得胶布粘附在钢圈上；

4、驱动电机再带动大轮盘逆时针旋转，直到保证胶布绕满钢圈小部分的一圈，驱动电机停止旋转，当胶布在中心处向钢圈上缠绕时，胶布也在大轮盘外圈的外侧滚轮上进行缠绕；

5、当缠足一个钢圈所需的胶布后，装置通过胶布切断模块切断胶布的供应，之后该钢圈缠绕所需的布料便是从外圈上所取。

6、当钢圈某一部分在缠绕时，钢圈前进驱动模块的前进驱动电机同时开始作用，通过齿轮传动驱动其工作轴转动，从而利用摩擦力使钢圈转过一定的角度，进入下一部分的缠绕，直到缠满整个钢圈为止。

本发明所提供的包布装置，在进行胶布缠绕时，缠绕头先顺时针旋转完成胶布贴紧工作，然后再逆时针旋转完成胶布的缠绕工作，与此同时在驱动机构的带动下钢圈也在转动，从而完成整个钢圈的缠绕，同时也可带有回零位功能。本发明具有自动化程度高，减少人工换料次数，调节灵活，提高生产效率等优点，只需外部的卷料不断供给，便能够完成钢丝圈的连续包布。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图；

图2是本发明中主驱动模块的主视图；

图3是图2的侧视图；

图4是图2的俯视图；

图5是本发明中主缠绕模块的主视图；

图6是图5沿A-A的剖面图；

图7是本发明中钢圈前进驱动模块的主视图；

图8是图7沿B-B的剖面图；

图9是本发明中胶布切断模块的主视图；

图10是图9沿C-C的剖面图；

图11是本发明中胶布夹紧模块的主视图；

图12是图11的侧视图；

图13是图11的俯视图；

图14是本发明中钢圈压紧模块的主视图；

图15是图14的侧视图。

具体实施方式

以下通过具体实施例结合说明书附图对本发明技术方案做进一步详细的说明。

图1所示，本发明所提供的轮胎钢圈包布装置整体结构示意图。包括主驱动模块、主缠绕模块、钢圈前进驱动模块、胶布切断模块、胶布夹紧模块、钢圈压紧模块。

图2～图4所示，主驱动模块包括驱动电机17，通过内六角螺钉15连接在箱体1上，为齿轮提供转动力矩。两个传动齿轮13通过螺栓固联件14也固定在箱体上。电机轴装有一齿轮12，中间的大轮盘也通过内六角螺钉装有大圆弧齿轮16，通过齿轮之间的啮合，将电机的转动传递到中间大轮盘的转动，完成胶布的缠绕。

图1、图5、图6所示，主缠绕模块包括内侧滚轮21，通过轴固定在箱体1上，一共7个内侧滚轮，再通过齿轮12、13传动带动中间齿轮16旋转(该齿轮无中间轴，通过齿轮内侧的滚轮固定使其只有转动这一个自由度)，中间齿轮16通过螺钉2连接在中间大轮盘上从而带动中间大轮盘的转动，在中间大轮盘上，通过方形柱3装有角形连接架4，且装有外侧滚轮6，共11个外侧滚轮。主缠绕模块在同轴中间齿轮的带动下，在中间大轮盘的外圈和中心处的钢丝圈上同时完成缠绕。

图7、图8所示，钢圈前进驱动模块包括前进驱动电机5，作为驱动元件，通过锥齿轮结构36，37，38，39将其分成两部分动力，联轴器11传递两侧间的动力，分别由两侧传入箱体中，并用联轴器35连接，驱动轴33两边通过滚动轴承32再加上轴承座31连接在箱体上，在驱动轴中间套上具有粘性力的圆筒34，用来带动钢圈的转动。钢圈前进驱动模块由前进驱动电机提供动力，并在两边(两边同时输出可增强系统的稳定性)通过联轴器连接电机的输出轴与驱动杆，当钢丝圈的某一部分包布包好时，由控制系统控制气缸提供作用力，使得钢圈转过一定的角度，从而进行下一部分的缠绕。

图9、图10所示，胶布切断模块包括气缸42，通过内六角螺钉43固定在箱体1上，左侧通过连接件47通过内六角螺钉44固定，连上一个切刀46，用来切断胶布，并在左侧装有切道45和引导胶布进入箱体的滚子。当一个钢圈所需的胶布已经全部进入缠绕头内部时，由控制端发出信号，控制气缸42顶出，从而切断胶布。

图11～图13所示，胶布夹紧模块包括最右侧装有气缸51，并有2个引导杆52，用来引导左侧矩形框53的移动，矩形框和气缸相连接，矩形框左侧是执行元件54，固定在中间大轮盘上，可转动，并随中间大轮盘绕中间大轮盘中心转动，当胶布进入夹紧头下需要夹紧时，控制端控制对应的气缸顶出，并通过一系列的机构推动夹紧头夹紧胶布；当需要夹紧头松开时，气缸便缩回，即带动夹紧头松开。

图14、图15所示，钢圈压紧模块包括最右侧的气缸61，气缸推动杆末端通过转动副连接一个三角架62，三角架又通过两杆固连载箱体上的U形框架63连接，并在其中一个转动副上连接输出杆，当上一钢丝圈包布完成进入下一道工序后，在气缸的推动下，该钢圈压紧模块向下转动直至与地面垂直，以使下一钢圈进入；当下一钢圈进入后，再在气缸的推动下向上转动，直至与地面平行，从而压紧了钢圈。先正转再反转，胶布夹紧模块一直和轮盘一起转动。

本发明装置工作流程如下，由上一工序将胶布引至上面的入口，此时开口为打开状态，此时钢圈压紧模块的工作轴也与地面垂直，在装置的推动下，钢圈进入指定位置，此后钢圈压紧模块的工作轴在气缸的推动下慢慢向上旋转，从而从下面夹住钢圈，钢圈便被锁在四个工作轴之间，此时胶布夹紧模块的工作头模块也是远离钢圈的，此后在外力的作用下，胶布垂入箱中，进入胶布夹紧模块工作头和钢圈之间，之后在气缸的作用下，一系列的传动机构便带动工作头贴紧钢圈，即使胶布贴紧钢圈；此时在控制系统的控制下，主驱动模块的驱动电机通过齿轮传动带动大轮盘顺时针旋转一个角度(大约180度)，从而使得胶布粘附在钢圈上，此后，驱动电机再带动大轮盘逆时针旋转，直到保证胶布绕满钢圈小部分的一圈，该驱动电机停止旋转，需要指出的是，当胶布在中心处向钢圈上缠绕时，胶布也在大轮盘外圈的小轮子上进行缠绕，该缠绕将缠足一个钢圈所需的胶布后，系统通过胶布切断模块切断其胶布的供应，之后该钢圈缠绕所需布料便是从外圈上所取。当钢圈某一部分在缠绕时，钢圈前进驱动模块的前进驱动电机同时开始作用，通过齿轮传动驱动其工作轴转动，从而利用摩擦力使钢圈转过一定的角度，进入下一部分的缠绕，直到缠满整个钢圈为止。

本发明装置能够完成轮胎钢丝圈的包布任务，缠绕时缠绕头先顺时针旋转完成胶布贴紧工作，然后再逆时针旋转完成胶布的缠绕工作，与此同时在其它机构的带动下钢圈也在转动，从而完成整个钢圈的缠绕，且带有回零位功能。起头部分由两个滚轮动作，先紧贴胶布和钢圈并绕其转180度左右，然后再正常反转完成缠绕，定位分钢圈的定位和中间大轮盘的定位，钢圈的定位通过钢圈夹紧模块完成，中间大轮盘的定位则通过胶布夹紧模块的一个零位机构来完成，当中间大轮盘转到一定的角度时会压下夹紧头从而将中间大轮盘卡在一个固定的角度，即零位。

上述实施例仅用于说明本发明，但并不用于限定权利要求的保护范围。凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种轮胎钢圈包布装置，其特征在于，包括主驱动模块、主缠绕模块、钢圈前进驱动模块、胶布切断模块、胶布夹紧模块、钢圈压紧模块，主驱动模块通过齿轮与主缠绕模块相连，且均连接在箱体上，钢圈前进驱动模块通过固定在箱体侧面上的一电机驱动，胶布切断模块安装在箱体顶部，胶布夹紧模块包括两部分，分别是右侧固定在箱体上的部分和左侧装在中间大轮盘上的部分，钢圈夹紧模块固定在箱体上，在钢圈两侧各有一个，所述主驱动模块用于驱动所述主缠绕模块完成胶布对钢圈的缠绕；所述钢圈前进驱动模块用于当钢圈的某一部分胶布包好时，提供给钢圈作用力，使得钢圈转过一定的角度，从而进行下一部分的缠绕；所述胶布切断模块用于当一个钢圈所需的胶布全部进入缠绕头内部时，切断胶布；所述胶布夹紧模块用于控制当胶布进入夹紧头下需要夹紧或松开的状态控制；所述钢圈压紧模块用于当上一钢丝圈包布完成进入下一道工序后，使下一钢圈进入，当下一钢圈进入后，压紧钢圈。

2.根据权利要求1所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述装置以垂直面对称分布，对称面两侧均包括主缠绕模块、钢圈前进驱动模块、胶布切断模块、胶布夹紧模块、钢圈压紧模块，以及除主驱动模块中的驱动电机外的主驱动模块。

3.根据权利要求1所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述装置还包括自动零位调节结构，用于每次起头时胶布的位置固定。

4.根据权利要求1所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述主驱动模块包括固定在箱体上的驱动电机、两个传动齿轮以及位于箱体中间设置的大轮盘，所述电机轴上装有一电机轴齿轮，电机轴齿轮与两个传动齿轮啮合，两个传动齿轮再与大轮盘上设置的大圆弧齿轮啮合，将电机的转动传递到中间大轮盘的转动。

5.根据权利要求4所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述主缠绕模块包括内侧滚轮和外侧滚轮，所述内侧滚轮通过轴固定在箱体上，共设置7个，中间齿轮内侧套在内侧滚轮外侧，再通过主驱动模块的传动齿轮带动中间齿轮旋转，齿轮连接在中间大轮盘上从而带动中间大轮盘的转动，所述外侧滚轮通过螺栓固定在中间大轮盘上，共设置11个。

6.根据权利要求1所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述钢圈前进驱动模块包括前进驱动电机，所述前进驱动电机通过锥齿轮分成用联轴器连接的两部分动力，分别由两侧传入箱体中，驱动轴两边通过滚动轴承再加上轴承座连接在箱体上，在驱动轴中间套上具有粘性力的圆筒，用来带动钢圈的转动。

7.根据权利要求1所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述胶布切断模块包括气缸，所述气缸固定在箱体上，左侧通过连接件连上切刀，用来切断胶布，并在左侧装有切道和引导胶布进入箱体的滚子。

8.根据权利要求1所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述胶布夹紧模块包括其右侧安装的胶布夹紧气缸，并通过两个引导杆用来引导设置在左侧的作为执行元件的矩形框的移动，所述矩形框和气缸相连接，固定在中间大轮盘上，能够随中间大轮盘绕中间大轮盘中心转动。

9.根据权利要求1所述的轮胎钢圈包布装置，其特征在于，所述钢圈夹紧模块包括设置在其右侧的钢圈夹紧气缸，气缸推动杆末端通过转动副连接一个三角架，所述三角架再通过两杆与固连在箱体上的U形框架连接，并在其中一个转动副上连接输出杆。

10.一种轮胎钢圈包布方法，其特征在于，通过如权利要求1至9中任一所述的装置完成，其工作过程如下：

1、由上一工序将胶布引至装置的入口，此时入口为打开状态，钢圈压紧模块的工作轴与地面垂直，在钢圈进入指定位置后，钢圈压紧模块的工作轴在钢圈夹紧气缸的推动下慢慢向上旋转，从而从下面夹住钢圈，钢圈便被锁在工作轴之间；

2、胶布夹紧模块的工作头模块远离钢圈，此后在外力的作用下，胶布垂入箱体中，进入胶布夹紧模块工作头和钢圈之间，之后在胶布夹紧气缸的作用下，带动工作头贴紧钢圈，使胶布贴紧钢圈；

3、主驱动模块的驱动电机通过齿轮传动带动大轮盘顺时针旋转一个角度，从而使得胶布粘附在钢圈上；

4、驱动电机再带动大轮盘逆时针旋转，直到保证胶布绕满钢圈小部分的一圈，驱动电机停止旋转，当胶布在中心处向钢圈上缠绕时，胶布也在大轮盘外圈的小轮子上进行缠绕；

5、当缠足一个钢圈所需的胶布后，装置通过胶布切断模块切断胶布的供应，之后该钢圈缠绕所需的布料便是从外圈上所取；

6、当钢圈某一部分在缠绕时，钢圈前进驱动模块的前进驱动电机同时开始作用，通过齿轮传动驱动其工作轴转动，从而利用摩擦力使钢圈转过一定的角度，进入下一部分的缠绕，直到缠满整个钢圈为止。