Page 95 - 《橡塑技术与装备》2025年9期

机械与模具
MACHINERY AND MOLD

按照 PLC 发出的指令高效的实现各种设定功能。 有自锁功能。
2.2 自动上下工位自动同步调节特点 2.3 轮胎自动装载机械手特点
由于轮胎的尺寸不同，后充气装置的上下轮辋间 装卸轮胎的机械手主要功能是在硫化机与后充气
距需要实时调整。传统结构有机械式半自动调节间距 之间进行轮胎位置转移。机械手按照 PLC 发出的指令，
和液压式自动调节间距两种方式。机械式结构调节需 从轮胎硫化机内抓取轮胎，然后将轮胎自动装载在后
要人工配合。每次手动驱动调节螺纹，然后通过测量 充气工位。充气结束后。机械手将轮胎从充后气装置
工具再次现场确认调节尺寸，耗时很长，调节尺寸也 上搬到轮胎主机的输送线辊道上。机械手根据配方要
难以保证一致性。德国 HF 发明的框架式后充气装置 求也能够自动把硫化后的轮胎直接搬送到主机的输送
采用油缸驱动活动轮辋，只要 PLC 控制好液压阀的开 线辊道上。机械手竖直方向升降采用伺服电机驱动齿
闭节点就可以实现控制液压油缸的启停。唯一的缺点 轮齿条结构运动，同时采用直线导轨导向，运行速率
是液压油长时间使用会出现乳化和变质，容易造成活 平稳，响应频率快速。轮胎抓取的机械手往返于后充
塞杆定位偏差大。因此我们开发的新型后充气装置集 气装置和轮胎机之间的频率最高。每次抓取轮胎，机
结了原有设备的优势，结合实际使用情况做出创新， 械手转动一次动作最大耗时仅 2 s。如表 2 所示。
开发了上下工位同步自动调节间距结构如图 4 所示。 表 2 机械手水平运动伺服驱动系统参数表
主要参数 符号 数值 单位
电机功率 p 2.9 kW
电机而定转速 n 1 000 rpm
定位角度 θ= 90 °
定位时间 t= 1 s
加减速时间比 A= 0.1
减速机减速比 i= 100
机械手转臂度 L 1 200 mm
负载重量 M 100 kg
电机输出转速 N m 1.85 rpm
负载全惯量 J l 88.095 kgm 2
.
电机必须转矩 t= 2.05 N m
安全系数 2
电机惯量 Jm 0.003 4 kgm 2
经计算惯量比 J l /(i 2 J m )=2.56。满足使用条件。机
械手可与后充气装置高度融合，又与硫化机主机紧密
图 4 新型后充气装置调模结构 联动，相比其他结构节能提高 20% 以上。
2.4 新型轮胎后处理装置参数与配置
该结构使用了伺服电机驱动蜗杆带动蜗轮正反
后充气装置设备参数如表 3 所示。
转，蜗轮的中心穿插一根螺杆，螺杆两头的螺纹旋向
表 3 后充气装置设备参数表
采用反向加工。当电机转动时螺杆正好驱动固定端的
主要项目 参数
螺母前进，反之后退。螺杆强度足够，能够抵抗 40 t 适应轮胎外径 / ＂ 18~35
拉应力。如下表 1 所示。 适应轮辋直径 / ＂ 14~20
适应轮辋宽度 / ＂ 5~15
表 1 调模螺杆设计计算参数表 轮胎充气压力 /bar 2~5
主要参数 数值 单位 PCI 结构型式 竖直方向 2 工位叠加
公称直径 D 56 mm 机械手降 电动驱动
螺距 P 6.5 mm 机械手转入转出驱动方式 电动驱动
导程 S 6.5 mm 抓片张开闭合驱动方式 / ＂ 自适应驱动（14~24）
摩擦系数 f 0.1 - 机械手单个循环动作时间 /s ≤ 7
载荷 F 400 000 N 机械手出入硫化机时间 /s ≤ 2.5
牙型半角 α 1.5 度 上下轮辋同心度 /mm Φ0.2
中径 d 51.125 mm 上下轮辋平行度 /mm 0.2
导程角 γ 2.317 479 323 度 抓 器与中心机构同心度 /mm Φ0.35
当量摩擦角 ρ 5.712 537 741 度 抓 器与轮辋同心度 /mm Φ0.3
.
驱动力 T=F 144 249.308 7 N mm 抓 器与轮辋同心度重复精度 /mm 0.4
空气压力 /bar 4.5~6
表中，γ ＜ ρ，所以满足结构强度的同时，螺纹具 控制电源 380 V\220 V,50 Hz 或 24 DC

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