技术领域

本发明涉及一种应用于轮胎制造的胎体组件传 递装置，属于橡胶机械制造领 域。

背景技术

在橡胶轮胎的制造过程中，轮胎的均匀性是影 响机动车安全使用和性能稳定 的主要技术参数。 现有轮胎成型工艺， 胎圈和胎体的拾取、 夹持、 传递对于成型 轮胎的质量有着至关重要的影响。在轮胎成型 加工过程中， 往往会出现胎圈平面 度和垂直度的偏差， 以及胎体传递的偏移， 从而直接影响到轮胎的均匀性。

中国专利 201120505567.6公开了一种胎体组件传递装置， 该传递装置包括 通过底部或顶部的滑行轨道往复运动的胎体中 心环、左胎圈环、右胎圈环和胎侧 扩充环。在工作过程中， 四个环体通常会作为一个整体沿滑行轨道同时 移动到胎 体鼓， 左胎圈环、右胎圈环将各自携带的左、右胎圈 释放到已经在胎体鼓上完成 贴合的圆筒状胎体组件上，接取胎体组件，然 后继续沿滑行轨道移动到成型鼓处， 将胎体组件传递给成型鼓。 四个环体既要实现各自的夹持功能， 又要沿滑行轨道 移动来实现进出工位，多种功能需要造成了此 种结构的胎体组件传递装置体积过 于庞大。

该专利文件中还公开了胎体中心环的具体结构 ： 胎体中心环具有一环体、设 置在环体上的驱动装置和数组胎体移取装置； 驱动装置与数组胎体移取装置之间 设置转盘轴承，转盘轴承的内圈设置周向分布 的驱动齿； 驱动装置包括轴设于环 体上的主动齿轮、 以及驱动主动齿轮轴向旋转的旋转气缸， 主动齿轮啮合连接于 驱动齿； 胎体移取装置包括连接于环体上的滑架和一组 从动齿轮， 在滑架末端安 装胎体移取爪， 滑架上有径向齿条， 从动齿轮啮合连接于驱动齿和齿条， 胎体移 取爪内端面上设置有吸附胎体件的磁块； 旋转气缸驱动主动齿轮轴向旋转， 通过 主动齿轮于驱动齿之间的啮合， 带动转盘轴承在环体内径进行轴向旋转， 驱动齿 和从动齿轮旋转，带动齿条径向运动，从而带 动胎体移取爪沿环体径向往复运动， 以实现胎体件的定位、 夹持和移取。

该专利文件中还公开了胎圈环、胎侧扩充环均 采用与胎体中心环相同的转盘 轴承结构，将驱动力传递转化为沿径向推动移 取执行机构的推力； 胎圈环具有一 胎圈环体， 设置在胎圈环体上的驱动装置和数组胎圈移取 装置； 胎侧扩充环具有 一胎侧环体， 设置在胎侧环体上的驱动装置和数组胎侧扩充 装置。

上述结构通过转盘轴承结构，将驱动力传递并 转化为径向力。此种结构由于 长期高频率的摆转运动和直线运动，运动结合 部位极易造成磨损缺陷， 从而影响 到胎体组件的夹持和传递精度， 进而对轮胎的性能产生影响。

发明内容

本发明所述的胎体组件传递装置， 胎体中心环、左胎圈传递环、右胎圈传递 环、胎侧扩充环设置在一机架上， 该机架为长方体框架结构， 通过机架的移动实 现胎体组件传递装置整体进出工位， 减小该装置的整体体积。

本发明的另一目的是通过同步带驱动齿轮以及 齿轮齿条的啮合将驱动力转 化为径向力，解实现传递的同步性， 减小了各环节的运动磨损对轮胎成型质量的 不利影响。

本发明的又一目的是胎圈传递环上设置有吸附 瓦块和夹持爪，即采用吸附为 主、 夹持为辅的结构， 提高了传递的精度和稳定性。

为实现上述目的， 所述的胎体组件传递装置采用以下技术方案：

包括机架， 机架上设置有用于传递胎体组件的胎体中心环 、用于传递左、右 胎圈的左胎圈传递环和右胎圈传递环， 以及用于实施胎侧扩充的胎侧扩充环， 与 现有技术的区别在于：

所述机架为长方体框架结构，其顶部或底部设 置有滑行轨道，左胎圈传递环、 右胎圈传递环、 胎侧扩充环通过滑行轨道与机架滑动连接。

如上述基本方案， 区别于现有技术， 设置长方体框架结构的机架， 通过驱动 机架移动来实现该装置整体进出各工作工位， 而且机架可以根据需要吊设在上方 横梁上， 实现沿上方轨道的移动， 或者安装在地面上， 实现沿下方轨道的移动。 当轮胎规格发生变化需要调节左、右胎圈之间 的距离时， 或者胎侧扩充环进入胎 体组件内部实施胎侧扩充时， 可以通过左胎圈传递环、右胎圈传递环、胎侧 扩充 环沿机架顶部或底部的滑行轨道移动来实现。

该胎体组件传递装置的胎体中心环具有同机架 底部相连接的底座，底座上设 置有用于支撑圆筒状胎体组件的 2组弧形胎体瓦块，其内表面处于同一圆柱面� �， 在驱动装置的作用下沿径向运动。 上述驱动装置优选同胎体瓦块相连接的锁紧气 缸。

胎体瓦块的表面与圆筒状胎体组件的外表面相 对应， 当传送胎体组件时， 锁 紧气缸的气缸杆伸出，胎体瓦块沿径向朝着胎 体中心线的方向运动， 将胎体组件 的外表面抱住。 当胎体组件传送到位时， 锁紧气缸的气缸杆缩回， 胎体瓦块释放 胎体组件。

该胎体组件传递装置的左胎圈传递环、右胎圈 传递环均包括架体， 架体上设 置若干个沿圆周分布的吸附夹持装置、以及驱 动吸附夹持装置沿径向运动的吸附 驱动装置，所述吸附夹持装置包括具有磁性材 料且能吸附胎圈的吸附瓦块、对所 吸附的胎圈进行夹持的夹持爪、 以及驱动夹持爪实现夹持作用的夹持驱动装置 。

所述的吸附驱动装置优选以下结构： 包括设置在架体上的气缸、 以及若干个 被动齿轮、 齿条、 齿条导轨， 被动齿轮同齿条啮合， 齿条通过齿条滑轨实现与架 体的滑动连接； 气缸的输出端连接一同被动齿轮啮合的同步带 ， 每个吸附夹持装 置连接一齿条。所述夹持驱动装置为设置在吸 附夹持装置上且同夹持爪向连接的 夹持驱动气缸。

基于上述结构， 同步带与被动齿轮相啮合， 气缸驱动同步带运动使带动被动 齿轮转动，进而带动齿条沿径向设置的齿条滑 轨滑动， 因而带动与其相连接的吸 附夹持装置实现径向运动。当吸附夹持装置沿 朝着胎体中心线的方向运动时， 吸 附瓦块将含有钢丝的胎圈吸附住， 同时锁紧气缸驱动夹持爪将胎圈夹持住。

该胎体组件传递装置的胎侧扩充环包括框体， 框体上设置若干个沿圆周分布 的 L型扩充爪、 以及驱动扩充爪沿径向运动的扩充驱动装置。

所述的扩充驱动装置优选以下结构： 包括设置在框体上的气缸、 以及若干个 被动齿轮、 齿条、 齿条滑轨， 被动齿轮同齿条啮合， 齿条通过齿条滑轨实现与框 体的滑动连接； 气缸的输出端连接一同被动齿轮啮合的同步带 ， 每个扩充爪连接 一齿条。

L型扩充爪径向运动的驱动方式同上述胎圈传� �环中吸附夹持装置相同。 为了调节左胎圈传递环、 右胎圈传递环之间的距离， 所述的左胎圈传递环、 右胎圈传递环之间贯穿设置有滚珠丝杠， 滚珠丝杠上设置有方向相反的左螺纹、 右螺纹， 分别同左胎圈传递环、右胎圈传递环相配合， 在驱动系统的作用下使左 胎圈传递环、 右胎圈传递环沿滑行轨道做相对或相向运动。 为了使胎侧扩充环进入胎体组件内部，即实现 胎侧扩充环朝向右胎圈传递环 的运动，所述胎侧扩充环上设置有胎侧扩充气 缸， 该气缸活塞杆贯穿胎侧扩充环 和右胎圈传递环，气缸活塞杆的自由端同右胎 圈传递环固定连接。 当气缸活塞杆 伸出时，胎侧扩充环沿机架顶部或底部的滑行 轨道朝向远离右胎圈传递环的方向 移动， 当气缸活塞杆收缩时， 胎侧扩充环朝向靠近右胎圈传递环的方向移动 ， 从 而将 L型扩充爪伸入筒状胎体组件的内部， 将胎体组件圆筒口撑开， 以便将胎体 组件套在成型鼓的外圆周上。

综上内容， 本发明所述的胎体组件传递装置具有以下优点 和有益效果：

1、具有长方体框架结构，减小了胎体组件� �递装置的体积，运动更加灵活， 可根据需要安装在成型机的上部横梁或地面轨 道上。

2、 左胎圈传递环、 右胎圈传递环对胎圈的夹持作用通过磁性吸附 为主、 机 械夹持为辅的机构来实现， 防止胎体组件发生滑移、 变形， 提高成型轮胎质量。

3、 胎体中心环采用两组胎体瓦块环形支撑， 结构简单， 防止胎体塌陷。

4、 左胎圈传递环、 右胎圈传递环以及胎侧扩充环的径向运动采用 同步带驱 动齿轮以及齿轮齿条的啮合将驱动力转化为径 向力，确保了传递的同步性， 减小 了各环节的运动磨损对轮胎成型质量的不利影 响。

附图说明

图 1为胎体组件传递装置的整体结构示意图

图 2为左 /右胎圈传递环的结构示意图

图 3为左 /右胎圈传递环中吸附夹持装置的结构示意图

图 4为左 /右胎圈传递环的后视图

图 5为胎体中心环结构示意图

图 6为胎侧扩充环结构示意图

图 7为胎侧扩充环的后视图

图 8为左 /右胎圈传递环、 胎侧扩充环之间的连接结构示意图

如图 1-8所示， 1-机架， 11-滑行轨道， 12-底部横梁， 13-顶部吊环；

2-胎体中心环， 21-底座， 22-胎体瓦块， 23-锁紧气缸；

31-左胎圈传递环， 32-右胎圈传递环， 33-吸附夹持装置， 331-吸附瓦块， 332- 夹持爪， 333-夹持驱动气缸， 334-枢接轴； 341-气缸， 342-被动齿轮， 343-齿条， 344-齿条滑轨， 345-同步带， 346-涨紧轮， 35-架体；

4-胎侧扩充环， 41-框体， 42-扩充爪；

5-滚珠丝杠， 51-左螺纹， 52-右螺纹， 53-同步带轮， 54-传动带；

6-导向杆， 7-胎侧扩充气缸。

具体实施方式

如图 1所示，所述的胎体组件传递装置包括有具有� �方体框架结构的机架 1， 其内部从左到右依次设置有左胎圈传递环 31、胎体中心环 2、右胎圈传递环 32、 以及胎侧扩充环 4， 胎体中心环 2固定设置在机架 1的底部横梁 12上， 左胎圈 传递环 31、右胎圈传递环 32、胎侧扩充环 4通过机架 1顶部的滑行轨道 11与机 架 1滑动连接。 机架 1上设置有若干个顶部吊环 13， 用于将胎体组件传递装置 连接在成型机的上部横梁上，使其在上部横梁 上滑动， 实现胎体组件传递装置进 出各工位。机架 1沿成型机上部横梁的滑动可采用驱动系统驱� �滚珠丝杠、 同步 带或伺服电机驱动齿轮齿条运动的方式。

如图 2至图 4所示， 左胎圈传递环 31、 右胎圈传递环 32的结构相同， 均包 括架体 35， 架体上设置有 4个沿圆周分布的吸附夹持装置 33。 每个吸附夹持装 置 33均包括吸附瓦块 331、 夹持爪 332、 以及夹持驱动气缸 333。 吸附瓦块 331 中包含磁性材料， 能将包含钢丝的胎圈吸附住， 吸附瓦块 331成弧形， 位于同一 圆周面上。夹持驱动气缸 333的气缸杆同夹持爪 332相连接， 当气缸杆做伸缩运 动时，驱动夹持爪 332绕枢接轴 334上下摆动，完成对吸附瓦块 332所吸附的胎 圈的辅助夹持作用。 吸附夹持装置 33的数量可以根据所传递的胎体组件的规格 以及加工制造成本来综合考虑， 不仅局限于 4个。

架体 35上设置有气缸 341、 以及若干个被动齿轮 342、 齿条 343、 齿条滑轨 344， 气缸 341输出端连接同步带 345， 同步带 345同被动齿轮 342啮合， 通过 同步带 345将气缸 341的伸缩运动转化为被动齿轮 342的旋转运动。 被动齿轮 342同齿条 343啮合， 齿条 343同吸附夹持装置 33相连接， 齿条 343在被动齿 轮 342的驱动下带动吸附夹持装置 343沿齿条滑轨 344做径向伸缩运动，从而实 现对左、 右胎圈的夹持吸附和释放。 此外， 如图 4所示， 为确保同步带具有一定 的张力， 架体 35上还设置有若干个涨紧轮 346。

在实际操作中， 左、 右胎圈预先放置在左胎圈传递环 31、 右胎圈传递环 32 中， 当机架 1进入贴合鼓工位时， 将左、 右胎圈释放到胎体组件上， 然后整个胎 体组件传递装置通过机架 1 沿成型机上部横梁的滑动将胎体组件从贴合鼓 上移 走， 尔后传递到成型鼓工位。 在上述过程中， 左胎圈传递环 31、 右胎圈传递环 32通过吸附瓦块 331的吸附作用以及夹持爪 332的辅助夹持作用， 将左、 右胎 圈固定在其上。

如图 5所示， 胎体中心环 2具有具有底座 21， 安装在机架 1的底部横梁 21 上， 底座 21上设置有两个弧形瓦块 22， 其弧形表面位于同一圆柱面上。 每个弧 形瓦块 22连接一个锁紧气缸 23， 当锁紧气缸 23的气缸杆伸出时， 弧形瓦块 23 沿径向朝着胎体组件中心的方向运动， 将圆筒状的胎体组件抱住； 当锁紧气缸 23的气缸收缩时， 弧形瓦块 23释放胎体组件。

如图 6-7所示， 胎侧扩充环 4具有框体 41， 框体 41上沿圆周方向设置有 4 个截面为 L型的 L型扩充爪 42。 框体 41上设置有气缸 341、 以及若干个被动齿 轮 342、 齿条 343、 齿条滑轨 344， 气缸 341输出端连接同步带 345， 同步带 345 同被动齿轮 342啮合， 通过同步带 345将气缸 341的伸缩运动转化为被动齿轮 342的旋转运动。 被动齿轮 342同齿条 343啮合， 齿条 343同 L型扩充爪 42相 连接， 齿条 343在被动齿轮 342的驱动下带动 L型扩充爪 42沿齿条滑轨 344做 径向伸缩运动。 此外， 如图 4所示， 为确保同步带具有一定的张力， 架体 35上 还设置有若干个涨紧轮 346。 L型扩充爪 42的数量可以根据所传递的胎体组件的 规格以及加工制造成本来综合考虑， 不仅局限于 4个

如图 8所示，左胎圈传递环 31、右胎圈传递环 32的上部贯穿有滚珠丝杠 5， 其上具有螺纹方向相反的左螺纹 51、 右螺纹 52， 分别同左胎圈传递环 31、 右胎 圈传递环 32相连接。 滚珠丝杠 5上还固设有同步带轮 53， 其表面环绕设置的传 动带 54与一伺服驱动电机的输出端相连接， 在电机的驱动作用下带动滚珠丝杠 5旋转， 从而通过螺纹传动实现左胎圈传递环 31、 右胎圈传递环 32沿机架 1顶 部的滑行轨道 11在滚珠丝杠上移动。 通过控制电机的转向来控制左胎圈传递环 31、 右胎圈传递环 32之间的相向或相对运动， 从而调节二者之间的距离， 以适 应与不同规格的轮胎制造。

左胎圈传递环 31、 胎体中心环 2、 右胎圈传递环 32的下部还贯穿有导向杆 6， 在左胎圈传递环 31、 右胎圈传递环 32在滚珠丝杠 5上做相向或相对运动时 提供导向作用， 防止发生倾斜， 使二者的运动更加顺畅。

胎侧扩充环 4的上部设置有两个扩充气缸 7， 其气缸杆的端部同右胎圈传递 环 32固定连接。 当气缸杆做伸缩运动时， 会带动胎侧扩充环 4沿机架 1顶部的 滑行轨道 11相对于右胎圈传递环 32做靠近或远离运动。

所述胎体组件传递装置的工作过程如下：机架 1进入贴合鼓工位接取胎体组 件， 同时释放左、 右胎圈到胎体组件。 然后胎体中心环 2的胎体瓦块 22做径向 运动将胎体组件外圆周抱住， 此时 L型扩充爪 42在驱动装置作用下做径向收缩 运动， 使其所在的圆周半径小于筒状胎体组件的内径 。 扩充气缸 7做收缩运动， 带动胎侧扩充 4沿机架 1顶部的滑行轨道 11相对于右胎圈传递环 32做靠近运动， 从而使 L型扩充爪 42的爪部深入到胎体组件内部，然后 L型扩充爪 42在驱动装 置作用下做径向扩张运动，将胎体组件的边缘 扩张。在胎体瓦块 22的抱紧作用、 胎圈传递环 31/32的夹持吸附作用、 以及 L型扩充爪 42将胎体组件圆筒口撑开 的共同作用下， 将胎体组件送入成型鼓工位时并使其套设在成 型鼓的外圆周上。 胎体组件完全放置到成型鼓上之后， L型扩充爪 42做径向收缩运动， 随后扩充 气缸 7做伸出运动， 使胎侧扩充环 4远离右胎圈传递环 32。 最后 L型扩充爪 42 做径向扩张运动， 胎体瓦块 22朝远离胎体组件中心的方向运动， 吸附瓦块 331 径向扩张同时夹持爪 332松开左、右胎圈，在机架 1的作用下整个胎体组件传递 装置离开成型鼓。