一种带回卷的紧凑型墙板式杠杆导开小车装置及工作方法与流程

1.本发明属于轮胎供料装置技术领域，特别涉及一种带回卷的紧凑型墙板式杠杆导开小车装置及工作方法。


背景技术：

2.工程胎成型机由于轮胎制品规格尺寸和生产工艺的因素，相对于载重、乘用胎成型机而言做胎效率要低，而且胶料尺寸、重量均较大。在轮胎厂的生产工艺要求中及其与成型机设备供应商的技术协议要求中均有对胶料拉伸率的明确要求，因此在成型机供料系统上料的过程中控制胶料的拉伸是影响最终做胎质量的关键。而在供料系统上料过程中从导开小车的料卷到供料架尾端会存在一个料兜，目的是为保证供料系统启动停止过程中胶料不被强制拉伸。其余在供料过程中胶料一直处于供料架的输送带上。即使料兜有减缓胶料被强制拉伸的效果，但是由于胶料的自重（尤其工程胎胶料）原因，料兜在静止状态下也会造成胶料受自重作用而下坠拉伸，料兜越长这种影响越大，因此控制料兜在一个合理长度是解决胶料拉伸问题的关键点。
3.现有解决方案如图1所示，是在供料架横梁上安装高低位装置，高低位立柱上下方位安装两个反射式光电开关的发射端：导开装置上安装两个对射接收端反光板，以此检测料兜的长度，当料兜的底部高于高低位装置上方的对射光电时，导开装置的电机启动胶料向前输送以增加料兜的长度；当料兜的底部低于高低位装置下方的对射光电时，导开装置的电机停止运行。受料卷转动惯量的影响，胶料会继续向前输送一段距离，这时会造成料兜变得更长，甚至胶料落到地上或挂在设备的某些部件上。另外，轮胎厂生产任务的做胎数量不会每次都恰好赶上料卷的料使用完成，因此会存在某一料卷的胶料使用一半时，需要更换做胎的规格，这时就需要将供料架上未使用完的胶料重新卷回到料卷上，现有的解决方案下需要手动控制供料架的伺服电机将供料架输送带上的胶料退回，同时手工转动导开小车料卷将胶料回卷，这种方式下一方面影响生产效率，增加操作人员的劳动强度，另外一方面在人员操作过程中也存在安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明为解决公知技术中存在的技术问题提供一种带回卷的紧凑型墙板式杠杆导开小车装置，能够替代手工回卷，降低劳动强度，提高做胎效率和质量，减少人工操作过程中的操作风险。
5.本发明包括如下技术方案：一种带回卷的紧凑型墙板式杠杆导开小车装置，包括导开装置和回卷装置；所述导开装置包括底部带有滚轮的机架；所述机架顶部安装上料滚轴组，中部安装垫布卷轴，下部安装料卷轴；所述上料滚轴组外侧设置料兜；所述垫布卷轴端部通过垫布卷刹车盘连接垫布卷结合子，所述料卷轴端部通过料卷刹车盘连接料卷结合子；所述回卷装置包括墙板架、变频电机、垫布卷气动离合器、料卷气动离合器以及气
动制动离合器；所述墙板架朝向导开装置一侧安装变频电机、气动制动离合器、垫布卷结合子以及料卷结合子；所述垫布卷结合子由垫布卷气动离合器控制转动，所述料卷结合子由料卷气动离合器控制转动；所述墙板架上安装高低位装置来检测所述料兜底部的位置；所述高低位装置向plc输出信号，plc控制导开装置和回卷装置的动作。所述plc控制变频电机、垫布卷气动离合器、料卷气动离合器以及气动制动离合器的工作。
6.所述气动制动离合器通过抱紧连接料卷轴的料卷结合子和料卷刹车盘实现料卷制动，防止料卷受转动惯量影响继续转动。在料卷导开的过程中，料卷直径会越来越小，而垫布卷直径越来越大；垫布卷轴和料卷轴的转动角速度相同，但由于料卷和垫布卷直径的变化，线速度不一样；因此就需要通过两个气动离合器来分别控制垫布卷轴和料卷轴的转动。
7.进一步的，所述垫布卷气动离合器和料卷气动离合器均为气动齿形离合器。齿式接合传递扭矩稳定，轴向位置精确，无滑差、扭矩损失；齿形离合器体积小，传递力矩是其他相同体积的数倍，齿合同轴度较高，可传递高转速，转动惯量小。工程胎胶料尺寸、重量均较大，选择气动齿形离合器能够更好的提高做胎效率。
8.进一步的，所述高低位装置包括高位水平杆和低位水平杆；所述高位水平杆伸出端安装第一传感器，所述低位水平杆的伸出端安装第二传感器；所述第一传感器和第二传感器均为对射型光电传感器的发射端；所述机架上对应安装两个对射接收端反光板。
9.当料兜的底部高于第一传感器时，第一传感器的接收端接受光束并向plc输出高位信号，plc控制变频电机启动带动垫布卷转动，胶料向前输送以增加料兜的长度；当料兜的底部低于第二传感器时，第二传感器光路遭到阻挡，第二传感器的接收端未接受光束并向plc输出低位信号，plc控制变频电机停止运行，待垫布卷和料卷均制动后变频电机再次启动使料卷和垫布卷反方向转动从而将料兜底部的高度提升。所述料兜位于传送带和上料滚轴组之间；所述料兜具有弹性。
10.进一步的，所述上料滚轴组包括至少三个滚轴，所述滚轴分成上下两组安装在所述机架上，以便于将胶料和垫布进行分离。
11.进一步的，所述料卷轴上安装有料卷，所述垫布卷轴上随着装置上料的运行形成垫布卷。料卷上的胶料经上料滚轴组的第一个滚轴时与垫布分离并沿直线向料兜运送；垫布头卷在垫布卷轴上，垫布在上料滚轴组中经折线运送与胶料分离，随着上料输送的进行，料卷逐渐变小的同时垫布卷逐渐增大。
12.进一步的，所述垫布卷气动离合器和料卷气动离合器安装在墙板架另一侧；所述垫布卷气动离合器的输出端安装垫布卷链轮并连接垫布卷结合子，所述料卷气动离合器的输出端安装料卷链轮并连接料卷结合子。
13.进一步的，所述变频电机、垫布卷链轮以及料卷链轮之间通过链条连接。
14.一种带回卷的紧凑型墙板式杠杆导开小车装置的工作方法，包括以下步骤：s1上料准备，安装料卷后将料布末端的胶料与垫布分开，垫布头卷在垫布卷轴上，胶料头放在传送带上并在料兜中预留部分胶料，防止头部胶料被过度拉伸；s2进行上料，传送带开始输送胶料，气动制动离合器松开，垫布卷气动离合器吸合，料卷气动离合器松开，变频电机带动垫布卷逆时针转动进行垫布收卷，（由于垫布和胶料在料卷上时是粘在一起的）在垫布卷的带动下料卷被动进行顺时针转动；
s3暂停或结束供料，传送带停止输送胶料，变频电机停止转动，同时气动制动离合器抱紧连接料卷轴的料卷结合子和料卷刹车盘实现料卷制动，使料卷及垫布卷同时停止；s4进行回卷，垫布卷气动离合器松开，气动制动离合器松开，料卷气动离合器吸合，变频电机启动带动料卷轴逆时针转动，通过垫布回拉使垫布卷顺时针转动。
15.进一步的，所述s2中高低位装置检测到料兜底部处于高位时（即位于第一传感器上方，第一传感器光路无阻挡，其接收端接受光束并向plc输出高位信号），高低位装置向plc发送高位信号，plc向变频电机、垫布卷气动离合器、料卷气动离合器以及气动制动离合器输出动作信号使导开装置开始上料。
16.进一步的，所述s2和s3过程中，高低位装置检测到料兜底部处于低位时（即位于第二传感器下方，第二传感器光路被阻挡，其接收端未接受光束并向plc输出低位信号），高低位装置向plc发送低位信号，plc向变频电机、垫布卷气动离合器、料卷气动离合器以及气动制动离合器输出动作信号使回卷装置开始回卷。
17.本发明具有的优点和积极效果：1、本发明通过高低位装置检测料兜底部位置并及时通过plc控制变频电机、垫布卷气动离合器、料卷气动离合器以及气动制动离合器进行上料或回卷，从而控制做胎过程中胶料的拉伸量在合理范围内，提升做胎质量及稳定性。
18.2、本发明采用对射型光电传感器实时监测并向plc发送高位信号或低位信号， plc及时控制设备自动调整，提高了设备的自动化程度，提高生产效率，降低操作工人的劳动强度，减少操作过程中的安全隐患。
19.3、本发明采用变频电机控制垫布卷气动离合器和料卷气动离合器，结合气动制动离合器进行组合控制，实现料兜长度的精确控制，并具备回卷功能。
20.4、本发明采用气动制动离合器对料卷制动，所述气动制动离合器通过抱紧连接料卷轴的料卷结合子和料卷刹车盘实现料卷制动，防止料卷受转动惯量影响继续转动。
21.5、本发明中的垫布卷气动离合器和料卷气动离合器均为气动齿形离合器；齿形离合器体积小，可传递高转速，转动惯量小；工程胎胶料尺寸、重量均较大，选择气动齿形离合器能够更好的提高做胎效率。
附图说明
22.图1是现有结构示意图。
23.图2是本发明在生产线上的工作状态示意图。
24.图3是本发明的导开装置的立体结构示意图。
25.图4是本发明的回卷装置的立体结构示意图。
26.图5是回卷装置的后视示意图。
27.图6是垫布卷结合子的剖面示意图。
28.图7是料卷结合子的剖面示意图。
29.图8是导开装置主视示意图。
30.图9是导开装置上料示意图。
31.图中，1
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导开装置；101
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机架；2
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垫布卷轴；3
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变频电机；4
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高低位装置；401
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高位水平杆；402
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低位水平杆；403
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第一传感器；404
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第二传感器；5
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料兜；6
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料卷轴；7
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垫布卷；
8
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料卷；9
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垫布卷结合子；10
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料卷结合子；11
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气动制动离合器；12
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链条；13
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垫布卷链轮；14
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料卷链轮；15
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垫布卷气动离合器；16
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料卷气动离合器；17
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回卷装置；171
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墙板架；18
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上料滚轴组；19
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垫布卷刹车盘；20
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料卷刹车盘；21
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传送带。
具体实施方式
32.为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图详细说明如下。
33.实施例1：参阅附图2
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9，一种带回卷的紧凑型墙板式杠杆导开小车装置，包括导开装置1和回卷装置17；所述导开装置1包括底部带有滚轮的机架101；所述机架101顶部安装上料滚轴组18，中部安装垫布卷轴2，下部安装料卷轴6；所述上料滚轴组18外侧设置料兜5；所述垫布卷轴2端部通过垫布卷刹车盘19连接垫布卷结合子9，所述料卷轴6端部通过料卷刹车盘20连接料卷结合子10；所述回卷装置17包括墙板架171、变频电机3、垫布卷气动离合器15、料卷气动离合器16以及气动制动离合器11；所述墙板架171朝向导开装置1一侧安装变频电机3、气动制动离合器11、垫布卷结合子9以及料卷结合子10；所述垫布卷结合子9由垫布卷气动离合器15控制转动，所述料卷结合子10由料卷气动离合器16控制转动；所述墙板架171上安装高低位装置4来检测所述料兜5底部的位置；所述高低位装置4向plc输出信号，plc控制导开装置1和回卷装置17的动作。所述plc控制变频电机3、垫布卷气动离合器15、料卷气动离合器16以及气动制动离合器11的工作。
34.所述气动制动离合器11通过抱紧连接料卷轴6的料卷结合子10和料卷刹车盘20实现料卷8制动，防止料卷8受转动惯量影响继续转动。在料卷8导开的过程中，料卷8直径会越来越小，而垫布卷7直径越来越大；垫布卷轴2和料卷轴6的转动角速度相同，但由于料卷8和垫布卷7直径的变化，二者线速度不一样；因此就需要通过两个气动离合器来分别控制垫布卷轴2和料卷轴6的转动。
35.所述垫布卷气动离合器15和料卷气动离合器16均为气动齿形离合器。齿式接合传递扭矩稳定，轴向位置精确，无滑差、扭矩损失；齿形离合器体积小，传递力矩是其他相同体积的数倍，齿合同轴度较高，可传递高转速，转动惯量小。工程胎胶料尺寸、重量均较大，选择气动齿形离合器能够更好的提高做胎效率。
36.如图3所示，所述上料滚轴组18包括五个滚轴，所述滚轴分成上下两组安装在所述机架101上，上方组有三个滚轴，下方组有两个滚轴，以便于将胶料和垫布进行分离。所述料卷轴6上安装有料卷8，所述垫布卷轴2上随着装置上料的运行形成垫布卷7。料卷8上的胶料经上料滚轴组18的第一个滚轴时与垫布分离并沿直线向料兜5运送；垫布头卷在垫布卷轴2上，垫布在上料滚轴组18中经折线运送与胶料分离，随着上料输送的进行，料卷8逐渐变小的同时垫布卷7逐渐增大。
37.如图4所示，所述高低位装置4包括高位水平杆401和低位水平杆402；所述高位水平杆401伸出端安装第一传感器403，所述低位水平杆402的伸出端安装第二传感器404；所述第一传感器403和第二传感器404均为对射型光电传感器的发射端；所述机架101上对应安装两个对射接收端反光板。
38.当料兜5的底部高于第一传感器403时，第一传感器403的接收端接受光束并向plc
输出高位信号，plc控制变频电机3启动带动垫布卷7转动，胶料向前输送以增加料兜5的长度；当料兜5的底部低于第二传感器404时，第二传感器404光路遭到阻挡，第二传感器404的接收端未接受光束并向plc输出低位信号，plc控制变频电机3停止运行，待垫布卷7和料卷8均制动后变频电机3再次启动使料卷8和垫布卷7反方向转动从而将料兜5底部的高度提升。所述料兜5位于传送带21和上料滚轴组18之间；所述料兜5具有弹性。
39.如图5
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7所示，所述垫布卷气动离合器15和料卷气动离合器16安装在墙板架171另一侧；所述垫布卷气动离合器15的输出端安装垫布卷链轮13并连接垫布卷结合子9，所述料卷气动离合器16的输出端安装料卷链轮14并连接料卷结合子10。所述变频电机3、垫布卷链轮13以及料卷链轮14之间通过链条12连接。
40.实施例2，参阅附图2
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9，一种带回卷的紧凑型墙板式杠杆导开小车装置的工作方法，基于实施例1中的小车装置，包括以下步骤：s1上料准备，安装料卷8后将料布末端的胶料与垫布分开，垫布头卷在垫布卷轴2上，胶料头放在传送带21上并在料兜5中预留部分胶料，防止头部胶料被过度拉伸；s2进行上料，传送带21开始输送胶料，气动制动离合器11松开，垫布卷气动离合器15吸合，料卷气动离合器16松开，变频电机3带动垫布卷7逆时针转动进行垫布收卷，（由于垫布和胶料在料卷上时是粘在一起的）在垫布卷7的带动下料卷8被动进行顺时针转动；s3暂停或结束供料，传送带21停止输送胶料，变频电机3停止转动，同时气动制动离合器11抱紧连接料卷轴6的料卷结合子10和料卷刹车盘20实现料卷8制动，使料卷8及垫布卷7同时停止；s4进行回卷，垫布卷气动离合器15松开，气动制动离合器11松开，料卷气动离合器16吸合，变频电机3启动带动料卷轴6逆时针转动，通过垫布回拉使垫布卷7顺时针转动。
41.所述s2中高低位装置4检测到料兜5底部处于高位时（即位于第一传感器403上方，第一传感器403光路无阻挡，其接收端接受光束并向plc输出高位信号），高低位装置4向plc发送高位信号，plc向变频电机3、垫布卷气动离合器15、料卷气动离合器16以及气动制动离合器11输出动作信号使导开装置1开始上料。
42.所述s2和s3过程中，高低位装置4检测到料兜5底部处于低位时（即位于第二传感器404下方，第二传感器404光路被阻挡，其接收端未接受光束并向plc输出低位信号），高低位装置4向plc发送低位信号，plc向变频电机3、垫布卷气动离合器15、料卷气动离合器16以及气动制动离合器11输出动作信号使回卷装置17开始回卷。
43.尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围之内。