工程机械轮胎胎面缠绕质量与形状控制

    传统层贴法与套简法上胎面生产的工程机械 轮胎 密实性差、产品单一，特别是生产较大规格 轮胎 时，劳动强度极大。国外大多采用工程机械 轮胎 胎面缠绕机缠绕胎面，典型的胎面缠绕机有意大利马朗贡尼公司的ALPHA-R胎面缠绕机等。国内的斜交 轮胎 胎面缠绕机尚不能缠绕胎侧，而且在形状、质量以及生产效率上还有差距。本文简要介绍化工百川自动控制有限公司生产的BTXC-3工程机械 轮胎 胎面缠绕质量与形状控制。

   1 生产流程

   胎面缠绕一般由胶料挤出、传送、压型、冷却和缠绕5个工序组成。国内的斜交 轮胎 胎面缠绕机的流程和控制系统均比较相似。

    2缠绕质量控制

    胎面的缠绕质量是非常重要的参数之一，若质量较小，硫化时胎坯可能无法充满模具或出现多孔甚至中空的现象；若质量太大，则浪费缠绕时间和胶料。BTXC-3工程机械化 轮胎 胎面缠绕机可以控制胎面质量误差在2%~5%内。胎面缠绕质量主要由上位机和PLC控制。

    打开BTXC-3工程机械 轮胎 胎面缠绕机的上位机控制软件Twister，选择菜单工艺参数管理/工艺参数，弹出如图2所示的配方选择对话框，选择已存在的配方并修改或新建配方。考虑胎面缠绕工艺应由专门人员修改和增删，为保证工艺参数的安全，在选择或新建工艺参数后，会弹出密码检验对话框，由用户输入正确的帐号和密码，然后才能设置参数。输入正确的密码后进入如图3所示的工艺参数设置界面。

    在工艺参数设置界面中可以设置胎面缠绕形状，缠绕形状主要由缠绕段数、高度及层数决定（内层左右极限点必须被外层的左右极限点包含），图3中厚度的零线为胎体外径，最外层的形状曲线和胎坯直径决定缠绕的体积，胶料配方稳定时，根据胶料密度就可以出求出理论缠绕质量。

    点击对话框上部分的蓝色部分，弹出曲线节点对话框，输入厚度值和与中点的距离及厚度修正值，然后点击对话框下面的添加、修改和删除按钮完成添加、修改或删除节点（点击已有节点才可以修改或者删除已有节点，否则修改和删除按钮自动灰化失效）。由于曲线是以 轮胎 中线对称的，因此只需设置 轮胎 一边的曲线即可。多层缠绕时，程序会根据第一层的曲线自动生成下一层的相似曲线，若自动生成的节点不太理想，还可以点击该点修改数值。与ALPHA-R胎面缠绕机仅利用指令输入操作相比，BTXC-3胎面缠绕机形状参数设置更加简单、方便和直观。

    大概形状确定之后，需要微调时，可调整厚度补偿参数，实际缠绕厚度为输入厚度补偿参数的差值。特别是在生产线工作一段时间后，由于气候变化、机械磨损等原因，缠绕质量可能与最初的设定相比有较大变化，此时仅需稍微修改厚度补偿参数，无需重新修改工艺曲线节点。

    上位机软件根据客户输入的缠绕曲线形状、胎坯及胶料密度等参数，可以估算出缠绕胶料的质量。密度参数在改变胶料配方时可以修改，以便正确估算缠绕质量。

    3 缠绕形状控制

    精确测量实际缠绕厚度是保证缠绕形状和质量的关键，BTXC-3工程机械 轮胎 胎面缠绕机采用 气缸 、滑盖滚珠 轴承 和测量机构计算缠绕厚度，测量机构如图4所示。当胶条缠绕一周时，胎坯直径变大，支撑测量头的滑块后退，测量机构产生的模拟量变化通过高速计数器反馈到计算机并计算出厚度变化。当胶条质量稳定时，缠绕质量与缠绕体积成正比，保证缠绕厚度就可以保证缠绕质量。PLC实时比较缠绕鼓轴向某点的要求厚度和测量厚度，厚度未达到要求时，缠绕机慢速运行，厚度达到要求时立刻移动到下一个缠绕点。

    为保证缠绕精度，有以下几点需要注意。

   （1） 测量头伸缩 气缸 压力

    测量头伸缩 气缸 压力较大时，测量头的滚轮压进胶条较多，会使实际缠绕厚度比测量值大，因此测量头越易伸缩越好。如果伸缩容易，厚度稍有变化时就可使测量头后退或前伸，能立即将厚度变化反馈给计算机。试验结果表明：测量头伸缩气压应不高于4.5Mpa,且越小越好。

   （2） 测量头与测量头中心位置的偏移量

    测量头的偏置 方向 与缠绕 方向 相反，因此测量头测量值比实际厚度滞后一段时间，偏移量越大则滞后越大，上下坡时厚度测量值滞后更大，甚至可能出现由于偏移量太大导致测量头被前面已缠绕的胶条挡住而不能沿缠绕鼓轴向运动，在缠绕的胎面上压沟甚至拉弯测量头滑轨的情况；但偏移量太小时测量效果也不理想。若胶条宽度为60~80mm，则偏移量为25~40mm，此时缠绕效果较好。

   （3）胶条靠边

    缠绕时胶条靠边是指为保证缠贴效果，后面缠绕的胶条需贴在前面胶条上面，胶条必须在宽度 方向 上一边高一边低。如图6所示，胶条较低的一边每次都应该在导向辊的最左边。为保证胶条靠边，导向辊应有合适的锥度。

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   （4）缠绕鼓轴向运动速度

    若缠绕车沿缠绕轴向运动速度太慢，则缠绕单条 轮胎 的时间长，生产效率较低，且可能出现由于排气辊压在胶条上面太久，出现很多小沟，缠绕胎面形状不平滑和连贯；但若速度太快，则压实和排气效果不好。

   （5）胶条厚度、宽度、温度和飞边

    胶条厚度、宽度和飞边对缠绕质量和形状影响也非常大。如图6所示，胶条太厚时体积误差较大，且排气效果不好；胶条厚度小时缠绕细密，多余的胶条就少，因而缠绕质量计算也更准确，排气效果也较好，但缠绕时间长，缠绕效率下降。胶条宽度越大，缠绕效率越高，但越不易控制质量和形状，因此胶条宽度一般为60~80mm。胶条温度太高则胶料太软，会使排气辊压进胶条内部，同时缠绕完毕后胎坯收缩较大，易变形；胶条温度太低则无法贴合。挤出的胶条有飞边时，缠绕形状会很粗糙，影响胎坯的整体质量。

    4 结语

    控制工程机械 轮胎 胎面缠绕机的测量头及缠绕机的缠绕速度及滞后量，根据试验和数学模型确定缠绕速度，实时测量缠绕厚度并计算出胎坯厚度和质量，可以控制缠绕胎面的总质量，并使胎面形状满足工艺要求。缠绕时的胶条厚度、宽度和温度对缠绕质量和形状有一定影响，同时胶条飞边也会影响缠绕胎坯的整体质量。