引言

國內(nèi)生產(chǎn)包布V帶通常需采用雙鼓纏繞機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)芯的成型由多臺設備分步完成,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(以下簡稱"分切機")集底膠自動送料、底膠自動貼合、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。搭頭對接精度由原設備的誤差±2.0mm提高到±0.5mm,減少了材料浪費,是橡膠V帶行業(yè)機器代工的理想設備。

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送裝置的放料銀上,襯布拉出卷取在底膠儲送裝置的襯布銀上,襯布銀上的電機拖動料卷上的襯布驅(qū)動料卷轉(zhuǎn)動送料,防止底膠拉伸變形,成組底膠送入帶胚修正引導裝置,底膠儲送裝置上安裝糾偏機構(gòu)左右調(diào)整機架,使底膠與帶胚修正引導裝置的導向銀對齊。底膠由帶胚修正引導裝置整形后送出,送出的底膠進入主機壓合和分切前先進行儲備,以免主機快速工作時拉伸底膠引起變形,影響分切精度。輸送至主機的底膠與主、被動銀上的成組帶芯進行壓合、分切,主機上設有底膠熱切裝置、壓桿、伸張裝置、分切裝置,實現(xiàn)底膠與帶芯的貼合與分切。

2技術與性能指標

技術與性能指標如表1所示。

3結(jié)構(gòu)與原理

分切機由底膠儲送裝置、帶胚修正引導裝置、主機及控制系統(tǒng)組成,可實現(xiàn)底膠儲送、整形、拉伸、測長、送膠、帶芯平實貼合、帶芯等寬分切、底膠定長熱切、成型分切收尾、停機復位回縮等工序,完成底膠與帶芯的貼合與成組等寬分切。

3.1底膠儲送裝置

由機架、底盤、糾偏機構(gòu)等組成,機架上安裝有放料裝置、收布裝置、托銀、電機減速機等,機架下方安裝滾輪軸承,可在底盤的軌道上左右移動,機架和底盤通過糾偏機構(gòu)執(zhí)行器連接,當糾偏裝置的光電傳感器檢測到底膠出料過程產(chǎn)生偏移時,PLC可控制執(zhí)行器適時調(diào)正機架。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裝置輸送,收布裝置的電機轉(zhuǎn)動收卷襯布,同時拉出底膠,底膠經(jīng)托銀送至帶胚修正引導裝置。

3.2帶胚修正引導裝置

由機架、氣缸、直線導軌、壓銀支架、壓銀、導向槽銀、校正槽銀、電機、減速機等組成,左側(cè)壓銀與導向槽銀引導底膠進入校正槽銀,成組底膠進入校正槽銀后,氣缸動作、壓銀下壓,電機驅(qū)動校正槽銀對成組底膠進行整形,校正底膠在冷卻、流轉(zhuǎn)及出胚時產(chǎn)生的變形。

3.3主機

由主機身、托銀、底膠輸送裝置、熱切刀裝置、壓合裝置、分切裝置、測長裝置、伸張裝置、張緊裝置、絲桿傳動裝置等組成。

(1)主機身:采用框架結(jié)構(gòu),用于支撐各功能部件、管路、氣動元件。主機身安裝有主動銀、伺服電機、分切底銀、直線導軌、絲桿、絲桿驅(qū)動伺服電機。主動銀與伸張裝置的被動軸支撐帶芯,并驅(qū)動帶芯轉(zhuǎn)動。主動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分切圓盤刀。絲桿驅(qū)動伺服電機通過絲桿拖動張緊裝置,適用于不同長度的帶芯。

(2)托銀:由軸承座和托銀組成,用于引導底膠進入底膠輸送裝置。托銀下方安裝對射式光電傳感器,使底膠在托銀前方進行底膠儲備,保持松弛狀態(tài),減少輸送過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、直線導軌、滑塊、下壓氣缸、壓板、導向槽板、壓銀裝置等組成。下壓氣缸、壓板、導向槽板、壓銀裝置安裝在滑板上,底膠送料時,壓板下壓,底膠與導向槽板在氣缸作用下向前送料到帶芯位置,待主機的壓合裝置壓銀動作將底膠與帶芯壓合后,壓板上升,氣缸帶動滑板收回,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控制氣缸對底膠進行切割。

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?shù)啄z輸送裝置送料到位后,壓合裝置動作,壓銀的壓力通過氣壓來調(diào)節(jié),確保成組底膠與線芯平實貼合定型。

（6)分切裝置:如圖4所示,座板上安裝有氣缸、直線導軌,滑板上安裝滑塊、調(diào)節(jié)座,刀架經(jīng)銷軸與調(diào)節(jié)座連接,調(diào)節(jié)座上安裝定位塊限制刀座的擺動幅度,刀架上安裝軸、刀墊、圓盤刀。刀墊用于控制圓盤刀的中心距,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,不同型號的帶胚寬度選用相應厚度的刀墊。當?shù)啄z與帶芯壓合后,主機的主動銀轉(zhuǎn)動帶動帶芯的底膠頭部轉(zhuǎn)動到分切刀的上方時,分切裝置的氣缸動作,將圓盤刀壓入底膠與帶芯中,主機的主動銀繼續(xù)轉(zhuǎn)動,將底膠與帶芯等寬成組分切。

圖4分切裝置結(jié)構(gòu)圖

(7)測長裝置:如圖5所示,當?shù)啄z頭部與帶芯貼合后,氣缸收回光控擺臂軸承,使其與帶芯距離控制在5mm,PLC根據(jù)輸入的V帶長度控制伺服電機轉(zhuǎn)動,主動銀上的旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC配合計算底膠的移動位移量,底膠頭部移動到光控擺臂并使光控擺臂擺動,安裝在擺臂支架上的光電開關檢測到底膠接頭時,主動軸的伺服電機停止,熱切刀裝置切斷底膠,并確保底膠長度,控制底膠接頭長度公差在±0.5mm。

圖5測長裝置結(jié)構(gòu)圖

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

(9)張緊裝置:如圖6所示,氣缸底座通過滑塊與主機的直線導軌連接,可沿直線導軌做往復運動?；褰?jīng)螺母支架、螺母與主機的絲桿連接,主機的伺服電機、減速機帶動絲桿轉(zhuǎn)動使滑板移動。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,氣缸伸縮帶動伸張裝置移動,使被動軸張緊或放松帶芯。

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、變頻器、光電開關、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動控制系統(tǒng)及施耐德低壓電氣元件等組成。人機界面可存儲生產(chǎn)工藝,觸摸屏上可設定V帶型號、規(guī)格、貼膠速度、底膠接頭長度修正系數(shù)、主/被動銀中心距校正系數(shù)及報警參數(shù)等,能手動或自動完成底膠與帶芯的壓合和等寬成組分切。

設備自動工作順序:觸摸屏人機對話系統(tǒng)調(diào)用準備進行切割的線繩組規(guī)格、型號一PLC自動控制主機絲桿的伺服電機一裝有被動軸的張緊裝置位移至指定位置一張緊裝置的氣缸自動推出一人工將線繩帶芯套到主、被動銀上一按"工作開始"按鈕一張緊裝置氣缸自動縮回張緊帶芯一主動銀轉(zhuǎn)動一自動檢測帶芯的實際長度一主動銀自動停止一底膠輸送電機工作進行底膠儲料(儲料不足,底膠儲料裝置自動供料)一底膠輸送裝置夾持底膠頭部至帶芯一底膠壓合裝置動作將底膠與線繩組貼合一底膠輸送裝置復位一底膠壓合裝置復位一成組切割刀動作一主動銀轉(zhuǎn)動一進行底膠貼合及帶芯成組切割一PLC根據(jù)檢測數(shù)據(jù)控制主動銀停止一底膠熱切裝置動作切斷底膠一主動銀轉(zhuǎn)動完成底膠貼合及底膠線繩組切割一主動銀自動停止一氣缸自動伸出松弛線繩組一完成。

4測試

樣機試制完成后委托第三方根據(jù)企業(yè)標準進行檢驗,符合設計要求,檢測報告如表2所示。

5結(jié)語

本文所述分切機集底膠貼合、帶芯成組切割等功能于一體,設計理念先進,填補了目前國內(nèi)包布式V帶成型工藝的空白,具有使用方便、可靠性高、抗干擾性強等特點。整機運行協(xié)調(diào)平穩(wěn),操作人員僅需在兩銀之間套上繩芯線坯,點動開關即可完成上膠及成組切割工序,自動化程度高,勞動強度低,成型精度好,生產(chǎn)效率高,可減少勞動密集型企業(yè)對熟練工的依賴,緩解企業(yè)招工難的問題。