智能型橡膠V帶成型分切機(jī)的研發(fā)

引言

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)包布V帶通常需采用雙鼓纏繞機(jī)把浸膠線繩纏繞成繩組,然后在繩組的正反面貼上伸張層膠片和緩沖層膠片,再手工分條切割成單根帶芯,之后還需要操作人員在包布機(jī)上手工把單根帶芯和底膠貼合成V帶內(nèi)芯。內(nèi)芯的成型由多臺(tái)設(shè)備分步完成,成型質(zhì)量不穩(wěn)定、速度慢、操作難度大。在生產(chǎn)過(guò)程中,人工操作人為因素較多,易造成內(nèi)芯寬窄不一,底膠膠條與繩芯位置偏移,繩芯根數(shù)不準(zhǔn)確,難以滿足高品質(zhì)包布V帶的生產(chǎn)要求。智能型橡膠V帶成型分切機(jī)(以下簡(jiǎn)稱"分切機(jī)")集底膠自動(dòng)送料、底膠自動(dòng)貼合、帶芯成組等寬切割等功能于一體,一次可分切B型帶芯20條,生產(chǎn)效率高。搭頭對(duì)接精度由原設(shè)備的誤差±2.0mm提高到±0.5mm,減少了材料浪費(fèi),是橡膠V帶行業(yè)機(jī)器代工的理想設(shè)備。

1總體方案

如圖1所示,將由襯布和底膠卷取而成的成組底膠料卷置于底膠儲(chǔ)送裝置的放料銀上,襯布拉出卷取在底膠儲(chǔ)送裝置的襯布銀上,襯布銀上的電機(jī)拖動(dòng)料卷上的襯布驅(qū)動(dòng)料卷轉(zhuǎn)動(dòng)送料,防止底膠拉伸變形,成組底膠送入帶胚修正引導(dǎo)裝置,底膠儲(chǔ)送裝置上安裝糾偏機(jī)構(gòu)左右調(diào)整機(jī)架,使底膠與帶胚修正引導(dǎo)裝置的導(dǎo)向銀對(duì)齊。底膠由帶胚修正引導(dǎo)裝置整形后送出,送出的底膠進(jìn)入主機(jī)壓合和分切前先進(jìn)行儲(chǔ)備,以免主機(jī)快速工作時(shí)拉伸底膠引起變形,影響分切精度。輸送至主機(jī)的底膠與主、被動(dòng)銀上的成組帶芯進(jìn)行壓合、分切,主機(jī)上設(shè)有底膠熱切裝置、壓桿、伸張裝置、分切裝置,實(shí)現(xiàn)底膠與帶芯的貼合與分切。

2技術(shù)與性能指標(biāo)

技術(shù)與性能指標(biāo)如表1所示。

3結(jié)構(gòu)與原理

分切機(jī)由底膠儲(chǔ)送裝置、帶胚修正引導(dǎo)裝置、主機(jī)及控制系統(tǒng)組成,可實(shí)現(xiàn)底膠儲(chǔ)送、整形、拉伸、測(cè)長(zhǎng)、送膠、帶芯平實(shí)貼合、帶芯等寬分切、底膠定長(zhǎng)熱切、成型分切收尾、停機(jī)復(fù)位回縮等工序,完成底膠與帶芯的貼合與成組等寬分切。

3.1底膠儲(chǔ)送裝置

由機(jī)架、底盤(pán)、糾偏機(jī)構(gòu)等組成,機(jī)架上安裝有放料裝置、收布裝置、托銀、電機(jī)減速機(jī)等,機(jī)架下方安裝滾輪軸承,可在底盤(pán)的軌道上左右移動(dòng),機(jī)架和底盤(pán)通過(guò)糾偏機(jī)構(gòu)執(zhí)行器連接,當(dāng)糾偏裝置的光電傳感器檢測(cè)到底膠出料過(guò)程產(chǎn)生偏移時(shí),PLC可控制執(zhí)行器適時(shí)調(diào)正機(jī)架。放料裝置上安裝有摩擦式離合器,使放料線速始終與襯布卷曲線速度相同并保持放料有一定阻力,避免因慣性而自轉(zhuǎn)。工作時(shí)底膠料卷置于放料裝置的方型銀上,拉出襯布卷取在收布架的銀上,底膠經(jīng)托銀向帶胚修正引導(dǎo)裝置輸送,收布裝置的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)收卷襯布,同時(shí)拉出底膠,底膠經(jīng)托銀送至帶胚修正引導(dǎo)裝置。

3.2帶胚修正引導(dǎo)裝置

由機(jī)架、氣缸、直線導(dǎo)軌、壓銀支架、壓銀、導(dǎo)向槽銀、校正槽銀、電機(jī)、減速機(jī)等組成,左側(cè)壓銀與導(dǎo)向槽銀引導(dǎo)底膠進(jìn)入校正槽銀,成組底膠進(jìn)入校正槽銀后,氣缸動(dòng)作、壓銀下壓,電機(jī)驅(qū)動(dòng)校正槽銀對(duì)成組底膠進(jìn)行整形,校正底膠在冷卻、流轉(zhuǎn)及出胚時(shí)產(chǎn)生的變形。

3.3主機(jī)

由主機(jī)身、托銀、底膠輸送裝置、熱切刀裝置、壓合裝置、分切裝置、測(cè)長(zhǎng)裝置、伸張裝置、張緊裝置、絲桿傳動(dòng)裝置等組成。

(1)主機(jī)身:采用框架結(jié)構(gòu),用于支撐各功能部件、管路、氣動(dòng)元件。主機(jī)身安裝有主動(dòng)銀、伺服電機(jī)、分切底銀、直線導(dǎo)軌、絲桿、絲桿驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。主動(dòng)銀與伸張裝置的被動(dòng)軸支撐帶芯,并驅(qū)動(dòng)帶芯轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)銀為底膠與帶芯壓合的支撐銀,分切底銀為帶芯成組分切的支撐銀,分切底銀采用尼龍材料保護(hù)分切圓盤(pán)刀。絲桿驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)通過(guò)絲桿拖動(dòng)張緊裝置,適用于不同長(zhǎng)度的帶芯。

(2)托銀:由軸承座和托銀組成,用于引導(dǎo)底膠進(jìn)入底膠輸送裝置。托銀下方安裝對(duì)射式光電傳感器,使底膠在托銀前方進(jìn)行底膠儲(chǔ)備,保持松弛狀態(tài),減少輸送過(guò)程中受拉力影響造成的底膠變形。

(3)底膠輸送裝置:如圖2所示,由氣缸、滑板、直線導(dǎo)軌、滑塊、下壓氣缸、壓板、導(dǎo)向槽板、壓銀裝置等組成。下壓氣缸、壓板、導(dǎo)向槽板、壓銀裝置安裝在滑板上,底膠送料時(shí),壓板下壓,底膠與導(dǎo)向槽板在氣缸作用下向前送料到帶芯位置,待主機(jī)的壓合裝置壓銀動(dòng)作將底膠與帶芯壓合后,壓板上升,氣缸帶動(dòng)滑板收回,等待下一次工作。

圖2底膠輸送裝置結(jié)構(gòu)圖

(4)熱切刀裝置:如圖3所示,熱切刀裝置與底膠成459安裝,加熱板裝有電熱管,由溫控系統(tǒng)控制刀體溫度為100℃,PLC控制氣缸對(duì)底膠進(jìn)行切割。

圖3熱切刀裝置結(jié)構(gòu)圖

(5)壓合裝置:由氣缸、光軸、直線軸承、壓銀支架、壓銀、軸等組成。當(dāng)?shù)啄z輸送裝置送料到位后,壓合裝置動(dòng)作,壓銀的壓力通過(guò)氣壓來(lái)調(diào)節(jié),確保成組底膠與線芯平實(shí)貼合定型。

（6)分切裝置:如圖4所示,座板上安裝有氣缸、直線導(dǎo)軌,滑板上安裝滑塊、調(diào)節(jié)座,刀架經(jīng)銷(xiāo)軸與調(diào)節(jié)座連接,調(diào)節(jié)座上安裝定位塊限制刀座的擺動(dòng)幅度,刀架上安裝軸、刀墊、圓盤(pán)刀。刀墊用于控制圓盤(pán)刀的中心距,即控制成組切割的加工精度,將帶芯分切刀具中心距公差控制在±0.02mm,不同型號(hào)的帶胚寬度選用相應(yīng)厚度的刀墊。當(dāng)?shù)啄z與帶芯壓合后,主機(jī)的主動(dòng)銀轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)帶芯的底膠頭部轉(zhuǎn)動(dòng)到分切刀的上方時(shí),分切裝置的氣缸動(dòng)作,將圓盤(pán)刀壓入底膠與帶芯中,主機(jī)的主動(dòng)銀繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),將底膠與帶芯等寬成組分切。

圖4分切裝置結(jié)構(gòu)圖

(7)測(cè)長(zhǎng)裝置:如圖5所示,當(dāng)?shù)啄z頭部與帶芯貼合后,氣缸收回光控?cái)[臂軸承,使其與帶芯距離控制在5mm,PLC根據(jù)輸入的V帶長(zhǎng)度控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)銀上的旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC配合計(jì)算底膠的移動(dòng)位移量,底膠頭部移動(dòng)到光控?cái)[臂并使光控?cái)[臂擺動(dòng),安裝在擺臂支架上的光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到底膠接頭時(shí),主動(dòng)軸的伺服電機(jī)停止,熱切刀裝置切斷底膠,并確保底膠長(zhǎng)度,控制底膠接頭長(zhǎng)度公差在±0.5mm。

圖5測(cè)長(zhǎng)裝置結(jié)構(gòu)圖

(8)伸張裝置:如圖6所示,氣缸動(dòng)作經(jīng)被動(dòng)箱底板通過(guò)氣缸頂座、前滑塊座板、滑塊使被動(dòng)箱、被動(dòng)軸沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)。被動(dòng)箱可繞被動(dòng)箱定位軸轉(zhuǎn)動(dòng),調(diào)節(jié)被動(dòng)軸張緊后仍與主動(dòng)銀平行,頂桿可調(diào)節(jié)氣缸工作行程。

(9)張緊裝置:如圖6所示,氣缸底座通過(guò)滑塊與主機(jī)的直線導(dǎo)軌連接,可沿直線導(dǎo)軌做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。滑板經(jīng)螺母支架、螺母與主機(jī)的絲桿連接,主機(jī)的伺服電機(jī)、減速機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)使滑板移動(dòng)。氣缸底座上的氣缸座安裝的氣缸與伸張裝置氣缸頂座連接,氣缸伸縮帶動(dòng)伸張裝置移動(dòng),使被動(dòng)軸張緊或放松帶芯。

3.4控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由可編程控制器、觸摸屏、伺服電機(jī)、變頻器、光電開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動(dòng)控制系統(tǒng)及施耐德低壓電氣元件等組成。人機(jī)界面可存儲(chǔ)生產(chǎn)工藝,觸摸屏上可設(shè)定V帶型號(hào)、規(guī)格、貼膠速度、底膠接頭長(zhǎng)度修正系數(shù)、主/被動(dòng)銀中心距校正系數(shù)及報(bào)警參數(shù)等,能手動(dòng)或自動(dòng)完成底膠與帶芯的壓合和等寬成組分切。

設(shè)備自動(dòng)工作順序:觸摸屏人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)調(diào)用準(zhǔn)備進(jìn)行切割的線繩組規(guī)格、型號(hào)一PLC自動(dòng)控制主機(jī)絲桿的伺服電機(jī)一裝有被動(dòng)軸的張緊裝置位移至指定位置一張緊裝置的氣缸自動(dòng)推出一人工將線繩帶芯套到主、被動(dòng)銀上一按"工作開(kāi)始"按鈕一張緊裝置氣缸自動(dòng)縮回張緊帶芯一主動(dòng)銀轉(zhuǎn)動(dòng)一自動(dòng)檢測(cè)帶芯的實(shí)際長(zhǎng)度一主動(dòng)銀自動(dòng)停止一底膠輸送電機(jī)工作進(jìn)行底膠儲(chǔ)料(儲(chǔ)料不足,底膠儲(chǔ)料裝置自動(dòng)供料)一底膠輸送裝置夾持底膠頭部至帶芯一底膠壓合裝置動(dòng)作將底膠與線繩組貼合一底膠輸送裝置復(fù)位一底膠壓合裝置復(fù)位一成組切割刀動(dòng)作一主動(dòng)銀轉(zhuǎn)動(dòng)一進(jìn)行底膠貼合及帶芯成組切割一PLC根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)控制主動(dòng)銀停止一底膠熱切裝置動(dòng)作切斷底膠一主動(dòng)銀轉(zhuǎn)動(dòng)完成底膠貼合及底膠線繩組切割一主動(dòng)銀自動(dòng)停止一氣缸自動(dòng)伸出松弛線繩組一完成。

4測(cè)試

樣機(jī)試制完成后委托第三方根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),符合設(shè)計(jì)要求,檢測(cè)報(bào)告如表2所示。

5結(jié)語(yǔ)

本文所述分切機(jī)集底膠貼合、帶芯成組切割等功能于一體,設(shè)計(jì)理念先進(jìn),填補(bǔ)了目前國(guó)內(nèi)包布式V帶成型工藝的空白,具有使用方便、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。整機(jī)運(yùn)行協(xié)調(diào)平穩(wěn),操作人員僅需在兩銀之間套上繩芯線坯,點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)即可完成上膠及成組切割工序,自動(dòng)化程度高,勞動(dòng)強(qiáng)度低,成型精度好,生產(chǎn)效率高,可減少勞動(dòng)密集型企業(yè)對(duì)熟練工的依賴,緩解企業(yè)招工難的問(wèn)題。