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摘 要：本文提出了一种双模轮胎定型硫化机机械手的优化设计，可直接应用在新机的制造上，又可用在老机的改造上，因此具有极大的推广价值和显著的经济效益。
关键词：双模轮胎定型硫化机， 机械手，双行程气缸，爪片
双模轮胎定型硫化机机械手的用途是将生胎从存胎器提起送至下模上定位，充汽定型。机械手的设计是针对胚胎的形状，使其在抓胎时能形成一筒形钩爪，在中心机构的配合下，能够防止胶囊外逃和给予胶囊导向，使胶囊一边下降，一边充汽膨胀，顺利地输入内腔，进行装胎和预定型。
因据日本神户制钢所在桂林的技术交流会上介绍，在影响轮胎均匀性的因素中，与硫化机机械手有关的占15%左右，由此可见，机械手对轮胎质量的影响相当大，所以桂林橡胶机机械厂作为硫化机专业生产厂家，特别看重机械手的性能、质量，把机械手的改进单独立项，成立开发小组。在设计过程中，主要作了以下改进：
1、单行程气缸改为双行程气缸。传统的机械手所用的张开、闭合气缸的型号为：SLQG50130，即气缸行程为130mm,见图A。 （图片） 计算气缸张开、闭合时，爪片张开、闭合尺寸a的变化。
由图A可知：气缸头C点运动到B点时，转动盘所转过的角度为17°。
由ρ=-2.5θ+375，
得△a=2△ρ=2X２.5Ｘ１７＝８5mm。
以蒲田轮胎公司硫化16″子午胎所用的胶囊上卡盘为例,该盘的最大外径为φ370 mm，16 ″坯胎的内径为406.4 mm。
根据经验，机械手的爪片即能抓住坯胎又不会把坯胎上缘的钢丝撑变形，尺寸a=φ410 mm为宜
则：b=a-370-2X4.5=31mm，而△a=85mm。
结论： ① 当机械手的爪片收缩时，爪片夹住胶囊上卡盘，爪片片退出困难，若强行退出，则冲击其相关部件，造成机械手的重复精度低并影响设备的寿命。
若保证：b≤31mm,则有：a=△a+370=85+370=455＞410mm。
结论：②当机械手的爪片张开时，很容易把坯胎上缘的钢丝撑变形，从而影响成品轮胎的质量。
传统硫化机的机械手不能解决①、②所出现的问题，要寻求该问题的最优解，需突破常规的设计理念，把单行程气缸改为双行程气缸，见图B，即机械手放胎时，气缸走S1行程,爪片不会与胶囊上卡盘干涉，较好地保护了设备;机械手上升时，气缸走S2-S1行程，机械手抓胎时，气缸走S2行程，缩到最小，便于抓胎。（图片） 机械手的张开、闭合气缸选用国产三位部进气缸（即双行程气缸），型号：10A-5（N）SD50X40X130（带开关型）。
计算气缸张开、闭合走S1行程时，爪片张开、闭合尺寸a的变化。
由图A可知：气缸头C点运动到B′点时，转动盘所转过的角度为5.6°。
由ρ=-2.5θ+375，
得△a=2△ρ=2X２.5Ｘ5.6＝28mm。比较△a与尺寸b
即△a=28＜b=31
结论：③ 当机械手的爪片收缩时，爪片内侧与胶囊上卡盘不相干涉。
计算气缸张开、闭合走S2行程时，爪片张开、闭合尺寸a的变化。
由图A可知：气缸头C点运动到B点时，转动盘所转过的角度为17°，
由前面的结论：△a=85mm，
则爪片张开、闭合尺寸a的变化为φ325～φ410mm。
结论：④当机械手的爪片张开时，不会把坯胎上缘的钢丝撑变形，从而保证了成品轮胎的质量。
所选气缸是带开关型的（图C处）。机械手的圆度、对中度、同轴度分别达到≤0.5mm,这样的精度，在同行业，处于领先地位。（图片） 3、采用T型导轨式。导轨用QT50，滑块用45#，这样，抓胎器既耐磨又稳定、可靠。
4、采用三个(六片式抓胎器)或四个(八片式抓胎器)轴承悬挂式，使转动盘转动灵活，维护、维修方便。
5、把单立柱改为双立柱，增加机械手上下运动的可靠性、平稳性。
6、整个机械手的调整均取消传统用的顶丝，在上支架上采用拖板结构，调节双立柱的垂直度，调节好后，打上定位销。提高了重复精度。
整个机械手的改进后，提高了精度，便于装配、调整、维修。（图片） 通过以上该进的机械手，桂林橡胶机机械厂进行了检验：
按照 《轮胎硫化机的检测方法》的有关规定执行。
机械手卡爪轴线在装胎位置与中心机构中心或下热板内孔中心的同轴度≤0.5。(项目重要程度为B)
装胎机构的垂直度≤0.5(项目重要程度为B)
抓胎器抓胎部位与下蒸汽室（热板）的平行度≤0.5。(项目重要程度为B)
抓胎器抓胎部位与中心机构的同轴度的重复精度≤0.2。(项目重要程度为B)
抓胎器抓胎部位的圆度（在400mm时）≤0.5。(项目重要程度为C)
以上的改进，我厂己于1999年、2000年批量生产，在向台湾建大、广洲宝力、蒲田佳通等轮胎公司提供的１０５０双模轮胎定型硫化机上，配套的都是改进后的机械手。
改进后的机械手从用户生产使用至今，性能良好，操作间单，使用方便，劳动强度减轻；采用了双行程气缸后，机械手的爪片易于在放胎后退出，解决多年用户头疼的问题；特别是由于机械手精度的提高，更进一步提高了轮胎的均匀性，从而保证轮胎的质量和成品率。
经过桂林橡胶机械厂对硫化机机械手的开发研究和技术攻关，取得了设计和为用户调试的具体经验，能根据用户的不同要求，进行不同的设计，来满足于用户，从而提高轮胎品质。
5/25/2005
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