技术领域

本发明涉及一种轮胎成型机上使用的压辊结构 和胎胚滚压方法，属于橡胶机 械领域。 背景技术

在现有全钢子午线和半钢轿车轮胎的制造过程 中，胎胚在成型鼓上反包成型 后需采用组合滚压装置进行压合操作， 以实现多层带束层结构与胎面、胎筒部件 的贴合。 胎胚滚压质量的好坏将直接影响到后续硫化工 艺和轮胎使用性能。

附图 1为胎胚截面轮廓图，目前常用的结构是由多� �压辊机构同时滚压胎胚 的 A、 B、 C区域。 如在先公开的专利 200910020251.5， 名称为轮胎成型机组合 滚压装置及其方法，该装置具有多套滚压胎胚 不同区域的压辊机构，具体方案为: 具有安装于底座上的机架， 第一辊装置、第二辊装置、第三辊装置和第四 辊装置 分别通过各自的支架连接于机架。其中第一辊 装置滚压胎面中间部位（图 1中的 A区域）， 第二辊装置滚压带束层两侧端的胎肩部位（图 1中的 B区域）， 第三辊 装置用于滚压胎侧部位 （图 1中的 c区域）， 第四辊装置用于滚压从胎面中心到 胎肩的部位 （图 1中的 A区域左或右半部分 +C区域）。

第二辊装置具有压辊、 驱动压辊实施滚压作业的气缸、滚珠花键、 以及驱动 压辊做水平位移的驱动装置。其中压辊采用活 片式结构， 保证压辊滚压胎肩部位 的外圆锥面时， 多片辊轮表面同时压合与胎肩； 多片辊轮之间具有无间隙切面， 保证沿胎肩的外圆锥面滚压过程中， 多片辊轮各自独立、 自由地伸缩。

上述在先技术中压辊的运动采用气缸为动力， 气缸充气时一推到底， 因此滚 压运动的中间过程难以控制，滚压时尤其是滚 压曲率较大的 B区域时， 易造成缺 胶或存有气泡。另一方面，活片式结构虽然可 以保证滚轮表面可以与 B区域的表 面压合， 但是没有做到完全仿形， 影响滚压质量； 而且活片式结构制作复杂， 成 本较高。 发明内容

本发明所述的轮胎胎胚压辊机构及使用该机构 的装置和滚压方法，旨在解决 上述在先技术存在的缺陷，主要采用伺服驱动 方式控制压辊沿滚压区域处胎胚的 轮廓线做仿形滚压运动。

本发明的目的在于，提高胎胚的滚压质量，使 压辊沿胎胚轮廓线做仿形运动， 在一次滚压工艺中压辊能均匀地滚压胎胚，避 免滚压空白区， 将滚压区域的气泡 完全排出。压辊的仿形运动采用 PLC系统控制的伺服驱动， 其运动轨迹曲线中的 每个点都能得到精确控制。

本发明的另一目的在于， 提高了装置的通用性， 通过更改 PLC程序可获得不 同的压辊运动轨迹曲线， 从而可以应用在不同规格轮胎的胎胚滚压作业 中。

本发明的目的还在于， 提供一种组合压辊装置， 具有能分别同时滚压胎胚不 同区域的多个压辊机构， 提高滚压效率。

为实现上述发明，所述的轮胎胎胚压辊机构包 括连接架，连接架上设置辊轮、 以及驱动辊轮完成滚压动作的驱动机构， 与现有技术的区别在于：

所述驱动机构包含将辊轮送入滚压工位的径向 驱动机构、以及驱动辊轮沿所 述滚压区域的胎胚轮廓做仿形滚压运动的摆转 驱动机构， 所述摆转驱动机构由 PLC系统控制， 并通过枢轴连接件与辊轮连接， 所述连接架上设置有使辊轮和摆 转驱动机构进出辊压工位的径向滑轨。

如上述基本方案，摆转驱动机构提供的驱动力 直接作用于枢轴连接件， 通过 枢轴连接件转化为辊轮的摆转运动，辊轮的摆 转轨迹同滚压区域的胎胚轮廓线相 一致。摆转驱动机构所输出的驱动力的大小由 PLC系统进行实时控制， 此驱动力 同辊轮的摆转轨迹相对应。 因此可以根据滚压区域的胎胚轮廓线设置 PLC程序， 从而控制辊轮的摆转轨迹， 实现仿形滚压运动。

对上述方案做进一步优化，所述的径向驱动机 构可采用气缸， 所述的摆转驱 动机构可采用伺服电缸。

本发明针对上述压辊机构的结构改进， 同时实现了一种新的滚压方法， 具体 如下：

实施滚压作业时先由径向驱动机构将辊轮送入 滚压工位，然后由摆转驱动机 构驱动辊轮沿所滚压区域的胎胚轮廓做仿形滚 压运动， 与现有技术的区别在于： 所述的摆转驱动机构由 PLC系统控制，可以按照滚压区域的轮廓做出滚 压曲 线， 从而控制滚压运动中的每一个点。

本发明所述的轮胎胎胚组合压辊装置，包括机 架， 机架上设置有滚压胎面中 间部分的胎面压辊机构、滚压胎肩内侧和胎侧 的胎肩压辊机构、 以及滚压胎面两 侧和胎肩的反包压辊机构， 其中反包压辊机构采用前述结构的压辊机构。

对上述组合压辊装置的技术方案做进一步优化 ，所述的反包压辊机构、胎面 压辊机构、 胎肩压辊机构在空间上呈上、 中、 下布置。

对上述组合压辊装置的技术方案做进一步优化 ，所述机架上设置两组反包压 辊机构、 以及调节该两组反包压辊机构之间横向间距的 调节装置。两组反包压辊 机构分别同时滚压胎胚两侧的相应区域，二者 之间的横向距离对应胎胚的轴向宽 度， 通过调节此距离来适应滚压不同规格的轮胎。

所述调节装置可以采用以下结构： 包括电机， 电机输出端连接丝杠， 丝杠上 设置两个丝母， 丝母分别同两组反包压辊机构相连接。丝杠上 对应两个丝母的位 置处设置方向相反的两部分螺纹，电机驱动丝 杠旋转时通过螺纹传动使两个丝母 产生相向或相对位移， 达到调节两组反包压辊机构横向距离的目的。

本发明针对上述组合压辊装置的结构改进， 同时实现了一种新的滚压方法， 具体如下：

胎面辊压机构、胎肩辊压机构、以及反包辊压 机构分别滚压胎胚的不同部位， 胎面辊压机构滚压胎面中间部分，胎肩辊压机 构滚压胎肩内侧和胎侧， 反包辊压 机构滚压胎面两侧和胎肩， 与现有技术的区别在于：

实施滚压作业时， 胎面辊压机构、 胎肩辊压机构、 反包辊压机构同时动作。 综上内容， 本发明所述的轮胎胎胚压辊机构及使用该机构 的装置和滚压方 法， 具有以下优点和有益效果：

1、 滚压过程中压辊沿胎胚轮廓线做仿形滚压运动 ， 在一次滚压工艺中能均 匀地滚压胎胚，避免滚压空白区，将滚压区域 的气泡完全排出，提高了滚压质量。

2、 压辊的滚压运动轨迹能覆盖到整个滚压区域， 简化了压辊结构。

3、 压辊的仿形运动轨迹由 PLC系统控制的伺服驱动， 其运动轨迹曲线中的 每个点都能得到精确控制， 提高了滚压质量的均匀性。

4、 可以通过设置 PLC控制程序来设定压辊的仿形运动轨迹， 提供了装置的 通用性。

5、 组合压辊装置能同时滚压胎胚的不同区域， 提高了滚压效率。 附图说明

图 1为轮胎胎胚截面轮廓示意图

图 2为轮胎胎胚组合压辊装置立体图

图 3为轮胎胎胚组合压辊装置侧视图

图 4为轮胎胎胚组合压辊装置中反包压辊机构的� �构示意图

如图 1至图 4所示， 1-机架， 2-反包压辊机构， 3-胎肩压辊机构， 4-胎面压 辊机构，

21-辊轮， 22-径向驱动机构， 23-摆转驱动机构， 24-枢轴连接件， 25-连接架， 26-调节装置， 27-调节驱动机构，

221-径向气缸， 222-径向滑轨， 241-枢轴连接板， 242-旋转轴，

261-轴向滑轨， 262-滚珠丝杠， 263-丝母， 264-滑板，

271-电机， 272-张紧轮， 273-同步带， 274-同步带轮 具体实施方式

如图 1至图 3所示， 轮胎胎胚组合压辊机构装置包含机架 1， 机架 1上设置 有反包压辊机构 2、 胎面压辊机构 4、 胎肩压辊机构 3， 三者在垂向上呈上、 中、 下分布， 均具有设置在前端的辊轮， 辊轮后端设置有将其送入与胎胚外表面相接 触的滚压工位并实施滚压作业的驱动机构。

如图 1所示，胎胚组合压辊装置包括两套反包压辊� �构， 分别负责滚压胎面 两侧和胎肩部位， 即胎胚左右两侧的 B区域； 一套胎面压辊机构 2负责滚压胎面 部位， 即 A区域； 两套胎肩压辊机构 3， 分别负责滚压胎肩内侧及胎侧部位， 即 胎胚左右两侧的 C区域。

胎肩压辊机构 3 的压辊具有较宽的轴向长度， 其长度和外表面轮廓线同 A 区域的外部轮廓线相匹配，确保在滚压过程中 整个 A区域都能受到辊轮均匀的压 合力。胎肩压辊机构 3的辊轮在滚压过程中沿 C区域的外部轮廓线移动，在移动 过程中使整个 C区域都受到压辊比较均匀的压合力，其中该� �轮沿 C区域轮廓线 的移动通过气缸驱动的方式来实现。 对于反包压辊机构 2， 由于 B区域的曲率较 大， 使用气缸驱动的话， 辊轮的运动轨迹同 B区域外部轮廓线很难匹配， 因此辊 轮滚压 B区域外表面时， B区域的受力不均匀，影响轮胎质量。为克服� �一缺点， 反包压辊机构 2采用由 PLC系统控制的伺服驱动，通过设置 PLC程序来实时控制 伺服驱动机构的驱动力， 即滚压过程中辊轮的运动轨迹， 实现仿形滚压。 该伺服 驱动机构优选电缸， 反包压辊机构 2优选附图 4中所示的结构， 具体如下： 具有左、右两套反包压辊机构 2， 每套反包压辊机构 2都包括辊轮 21、摆转 驱动机构 23， 摆转驱动机构 23优选伺服电缸， 通过枢轴连接件 24将伺服电缸 的直线运动转化为辊轮 21的摆转运动。 枢轴连接件 24包括枢轴连接板 241、 旋 转轴 242， 枢轴连接板 241的一端连接伺服电缸的输出端， 另一端连接辊轮 21， 当伺服电缸的气缸杆伸出或缩回时， 辊轮 21绕旋转轴 242做摆转运动。 摆转驱 动机构 23、枢轴连接件 24设置在连接架 25上，该连接架 25同径向驱动机构 22 相连接， 该径向驱动机构 22包括径向气缸 221。径向气缸 221和连接架 25设置 在滑板 264上， 滑板 264上设置有径向滑轨 222， 在径向气缸 221的作用下， 连 接板 25可沿径向滑轨 222来回滑动。

实施滚压作业时， 径向气缸 221的气缸杆向前伸出， 驱动连接板 25在径向 滑轨上向胎胚方向滑动， 直到辊轮 21到达与胎胚压力接触的位置； 然后摆转驱 动机构的气缸杆伸出， 在枢轴连接件 24的作用下做摆转运动， 其摆转轨迹同 B 区域的轮廓线基本一致。 与此同时， 轮胎胎胚在成型鼓上做旋转运动， 从而使胎 胚的整个 B区域都能受到辊轮 21的非常均匀的压合作用。

反包压辊机构 2还可采用以下结构： 去掉滑板 264， 仅使用连接板 25， 径向 气缸 221、摆转驱动机构 23、枢轴连接件 24均设置在连接板 25上， 径向驱动气 缸 221同摆转驱动机构 23相连接， 摆转驱动气缸 23、 枢轴连接件 24同连接板 25滑动连接， 在驱动气缸 221的作用在连接板 25上滑动来实现进出滚压工位。

由于左、右反包压辊机构 2分别用来滚压胎胚左、右两侧的 B区域， 对于不 同规格的轮胎， 左、 右两侧 B区域的横向 （轴向）距离是不同的， 为提高该组合 压辊装置的通用性， 该装置上设有调节装置 26、 调节驱动机构 27， 二者均设置 在机架 1上。 调节装置 26包括轴向滑轨 261、 滚珠丝杠 262、 丝母 263， 调节驱 动机构 27包括电机 271、 张紧轮 272、 同步带 273、 同步带轮 274。 电机 271的 输出端通过同步带 273同同步带轮 274相连接， 驱动同步带轮 274做旋转运动， 机架 1上还设置有用于调节同步带 273涨紧力的张紧轮 272。同步带轮 274同滚 珠丝杠 262固定连接， 滚珠丝杠 262上设置左、 右两组方向相反的螺纹， 左、 右 螺纹处设置左、 右两个丝母 263， 左、 右丝母 263分别同左、 右反包压辊机构 2 上的滑板 264相连接。 机架 1上设置有两组轴向滑轨 261， 滑板 264横跨两组轴 向滑轨 261， 与轴向滑轨 261滑动连接。

当轮胎规格增大时， 左、 右两侧 B区域的横向距离增大， 此时需要调整左、 右反包压辊机构 2之间的距离， 使两个辊轮 21之间的轴向距离增大， 可通过以 下方法来实现： 电机 271驱动驱动同步带轮 274转动， 使滚珠丝杠 262转动， 通 过螺纹传动左、右丝母在滚珠丝杠 262上相向移动， 从而带动左、右反包压辊机 构沿轴向滑轨 261相向滑动， 二者之间的距离达到预设值时电机 271停止转动。 当轮胎规格减小时， 电机 271反转即可。

使用该组合压辊装置实施滚压作业时， 反包压辊机构 2、 胎肩压辊机构 3、 胎面压辊机构 4同时向前伸出至滚压工位， 同时对胎胚的不同区域实施滚压。根 据各滚压区域对滚压时间的不同需求，三者可 以在不同时期退出滚压工位， 停止 滚压。