一種大型全功能膠輥纏繞覆面的製造方法
2023-09-23 00:39:40
一種大型全功能膠輥纏繞覆面的製造方法
【專利摘要】本發明具體公開了一種大型全功能膠輥纏繞覆面機，包括工件旋轉伺服結構、覆面壓膠機構、冷餵料擠出機和智能加熱冷卻單元；所述的工件旋轉伺服結構安裝工件並驅動工件做旋轉運動，所述的覆面壓膠機構、冷餵料擠出機和厚度測量儀均安裝在行走方向與工件軸線相平行的軌道行走平臺上，該平臺能在動力驅動下沿著工件軸線方向做直線往復運動；所述的覆面壓膠機構在驅動裝置的驅動下，實現接近或遠離工件的進給移動，且移動的方向與工件軸線垂直；所述的冷餵料擠出機擠出的膠條進入分段送料筒，所述的智能加熱冷卻單元通過若干組不同溫度的管路連接到分段送料筒的控溫分段中。
【專利說明】一種大型全功能膠輥纏繞覆面機
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種大型全功能膠輥纏繞覆面機。
【背景技術】
[0003]目前的膠輥纏繞覆面機一般都是針對直徑比較小的膠輥進行處理，在專利號為(2013201066990)的專利中公開了一種新型的膠輥纏繞覆面機，該纏繞覆面機的軸向面覆膠裝置和端面覆膠裝置為兩套不同的裝置，這樣控制起來就會比較複雜；且該專利無法通過改變膠條與覆膠平面的斜度實現對包膠厚度的控制，而且覆膠厚度的測量，採用暫停作業、人工測量的方法，且這種測量方式，測量的效率及精度比較低，如果換作是超大直徑的膠輥就更加難以操作了 ；另外無法實現對膠條溫度的智能控制。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術存在的缺點，本發明公開了一種大型全功能膠輥纏繞覆面機，實現了對直徑在多1000mm到2500mm範圍、重量在5 — 50噸、長度不限尺寸的大型造紙、礦山、鋼鐵等行業的特大膠輥進行纏繞包覆加工的大型全功能膠輥纏繞覆面機。
[0005]本發明採用的技術方案如下:
一種大型全功能膠輥纏繞覆面機，包括工件旋轉伺服結構、覆面壓膠機構、冷餵料擠出機、厚度測量裝置和智能加熱冷卻單元；所述的工件旋轉伺服結構安裝工件並驅動工件做旋轉運動，所述的覆面壓膠機構、冷餵料擠出機、厚度測量裝置和智能加熱冷卻單元均安裝在行走方向與工件軸線相平行的軌道行走平臺上，該平臺能在動力驅動下沿著工件軸線方向做直線往復運動；所述的`覆面壓膠機構在驅動裝置的驅動下，實現接近或遠離工件的進給移動，進而實現對工件的軸向面和端面覆膠；且覆面壓膠機構的移動的方向與工件軸線垂直；所述的冷餵料擠出機擠出的膠條進入分段送料筒，所述的智能加熱冷卻單元通過若干組不同溫度的管路連接到分段送料筒的控溫分段中，實現作業過程中膠條成型工藝對溫度的不同要求。
[0006]在所述的覆面壓膠機構的一側設有厚度測量裝置，該裝置中通過一個始終緊貼工件表面的滑動輪帶動測量基板移動，從而使雷射測距儀得出覆膠厚度讀數。
[0007]所述的厚度檢測裝置包括一個雷射測距儀、滑動輪、測量基板和伸縮杆，所述的測量基板固定在一個底座上，且伸縮杆穿過測量基板的安裝底座，所述的底座固定在機體上，伸縮杆的一端安裝一個滑動輪，另一端連接雷射測距儀，所述的滑動輪是依附在工件表面的，因工件直徑變大時，帶動後部的測量基板做遠離工件軸心的向外運動，從而使雷射測量儀得到測量基板相應的移動距離；且雷射測距儀的讀數與電氣控制系統相連，所述的電氣控制系統根據雷射測距儀測得的厚度值的大小控制角度控制器，再由角度控制器控制主壓膠輪控制膠條與膠輥表面的角度，從而實現了包膠厚度的智能控制。[0008]所述的厚度檢測裝置與厚度顯示儀相連，不僅可以顯示被測距離的變化量，把測量的數據輸出到控制系統與事先設定的數據進行比較，以便使壓膠輪再次修正覆夾角，以確保理想的覆膠厚度。
[0009]所述的工件旋轉伺服結構包括一個機架，所述的機架上設有工件固定裝置，所述的工件固定裝置包括一個床頭和尾座，所述的床頭固定在機架上，並設有主軸和夾持工件的卡盤，該主軸與驅動裝置連接，可驅動工件旋轉，尾座是一個帶伸縮頂尖的機械部件，設置在機架表面的軌道上，並可沿著該軌道直線滑動，以適應長度不同的工件，安裝笨重工件時，可使用設置於機架上的滾動式承重架頂在膠輥軸下方，輔助舉升和定位工件。
[0010]所述的覆面壓膠機構包括導向輪組、主壓膠輪，膠條經過導向輪組到達所述的主壓膠輪，所述的主壓膠輪與一個連接板相連，所述的連接板與一個傳動杆相連，所述的傳動杆由角度控制器控制其旋轉角度，所述的主壓膠輪，能根據膠條的寬度、以及作業中的實際覆膠厚度，自動改變相對於輥芯軸線的角度，使得覆膠厚度隨著膠條與工件之間夾角的大小而變化。
[0011]所述的智能加熱冷卻單元包括兩套獨立的加熱、冷卻系統，所述的加熱系統包括加熱水箱，所述的加熱水箱與熱水管道連接，所述的熱水管道通過一個熱水循環泵與分水站連接，所述的冷卻系統包括製冷壓縮機、冷凝器。通過製冷管道連接冷凝器到所述的冷卻水箱(內置蒸發器)，所述的冷卻水箱通過冷卻水循環泵與分水站相連。
[0012]所述的分水站通過多個迴路將熱水或冷水連接到分段送料筒中，且各個迴路之間相互獨立，其溫度獨立控制。
[0013]本發明的整體的工作過程如下:把混煉好的橡膠，經過冷餵料擠出機不斷地提供有一定截面、溫度和密實度的膠條；且膠條的溫度通過智能加熱冷卻單元實現分段控制；將被纏膠加工的工件放在機身的床頭和尾座之間，利用滾動式承重架頂在膠輥軸下方，輔助舉升和定位工件，通過床頭的驅動裝置實現工件沿軸心旋轉；同時，覆面壓膠機構使冷餵料擠出機擠出的膠條和導向輪進行配合，把膠條擠壓到被纏繞的工件上，同時，提供膠條的工作檯帶動導向輪及主壓膠輪沿被纏繞工件軸心線方向移動，使膠條均勻纏繞在膠輥表面。同時厚度檢測裝置實時檢測作業過程中的膠條的厚度，然後將參數反饋至壓膠機構，及時調整主壓膠輪角度，使覆膠厚度符合設定的工藝要求；且通過一套覆面壓膠機構同時實現了端面覆膠、徑向面覆膠兩個功能。
[0014]本發明的有益效果如下:
1.為實現大型膠輥作業有一個合理的布局和結構。
[0015]2.為實現多功能纏繞覆膠有一個智能化的機臺。
[0016]3.通過擠出機、分段送料筒、智能加熱冷卻單元的配合，能夠實現分段調控溫度，真正實現了有效控制膠條擠出端的工藝質量，避免了高硬度混煉膠在擠出時的風險，對不同門尼粘度混煉膠的纏繞包覆加工工藝提供了可靠的保障。
[0017]4.提供了一個智能化調控角度的主壓膠輪，能根據作業中測量出的實際覆膠厚度，自動改變相對於輥芯軸線的角度，使得覆膠厚度一次性達到設定的工藝要求。
[0018]5.通過一套覆面壓膠機構同時實現了端面覆膠、徑向面覆膠兩種作業要求。
[0019]6.通過厚度檢測裝置和覆面壓膠機構的配合實現了包膠厚度的智能控制。所述的厚度檢測裝置與厚度顯示儀相連，不僅可以顯示被測距離的變化量，還可以把實際測量的數據與事先設定的數據進行比較後，反饋到角度控制器以再次修正壓膠輪的夾角，以確保理想的覆膠厚度。在提高生產效率的同時，降低了原材料的消耗，減輕了勞動強度，提高了成品率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1整機的結構圖；
圖2覆面壓膠機構部分的結構圖；
圖3厚度檢測裝置的結構圖；
圖4覆膠裝置的工作原理圖；
圖5端面覆膠時的結構圖；
圖6加熱冷卻裝置；
圖中:1工件旋轉伺服結構；1-1工件，1-2機架，1-3尾座，1-4承重架，1-5床頭，1-6軸芯；2覆面壓膠機構；2-1導向輪組、2-2主壓膠輪，2-3角度控制器，2-4傳動杆，2-5主壓力氣缸，2-6測壓氣缸，2-7連接板；3電氣控制系統，3_1作業系統；3_2觸控螢幕，4分段送料筒；5智能加熱冷卻單元；5-1加熱水箱，5-2熱水管道，5-3熱水循環管，5-4冷卻水箱，5-5製冷管道，5-6冷凝器，5-7冷卻水循環泵，5_8製冷壓縮機，5_9分水站；6擠出機；6-1膠條；7行走的工作檯，7-1主電機；8厚度測量裝置，8-1滑動輪，8_2伸縮杆，8-3雷射測距儀，8-4測量基板，8-5厚度顯示儀。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發明整體包括工件旋轉伺服結構1、覆面壓膠機構2、冷餵料擠出機6、厚度測量裝置8和智能加熱冷卻單元5 ;所述的工件旋轉伺服結構I驅動工件1-1旋轉，所述的覆面壓膠機構2、冷餵料擠出機6、厚度測量儀8和智能加熱冷卻單元5均安裝在行走方向與工件軸線相平行的且縱向行走的工作檯7上，所述的覆面壓膠機構2在驅動裝置的驅動下，實現其橫向移動，且移動的方向與工件軸線方向垂直；所述的冷餵料擠出機6擠出的膠條進入分段送料筒4，所述的分段送料筒4通過管路連接到智能加熱冷卻單元5中，實現對膠條的加熱和冷卻；在所述的覆面壓膠機構8的一側還設有厚度測量裝置8。
[0022]所述的工件旋轉伺服結構I包括一個機架1-2，所述的機架1-2上設有安裝有工件1-1固定裝置，所述的工件固定裝置包括一個床頭1-5和尾座1-3，所述的床頭1-5固定在機架的上，尾座1-3設置在機架的軌道上，所述的尾座沿著軌道滑動，所述的床頭夾持工件的一端，並可驅動工件旋轉，工件的另一端固定在尾座上，且在機架上安裝有滾動式承重架
1-4。
[0023]床頭1-5和尾座1-3的中心線與工件1-1的軸芯在一同一條直線上。
[0024]所述的覆面壓膠機構2包括導向輪組2-1、主壓膠輪2-2，膠條6_1經過導向輪組
2-1到達所述的主壓膠輪2-2，所述的主壓膠輪2-2與一個連接板2-7相連，所述的連接板2-7與一個傳動杆2-4相連，所述的傳動杆2-4由角度控制器2-3控制其旋轉角度，所述的主壓膠輪，能根據膠條的寬度、以及作業中的實際覆膠厚度，自動改變相對於輥芯軸線的角度，使得覆膠厚度隨著膠條與工件之間夾角的大小而變化，從而通過這一套裝置同時實現了端面覆膠、徑向面覆膠和平面覆膠。且覆面壓膠機構2由主壓力氣缸2-5、測壓氣缸2-6驅動其實現橫向移動，且移動的方向與工件軸線方向垂直。
[0025]所述的厚度檢測裝置8包括一個雷射測距儀8-3、滑動輪8-1、測量基板8_4和伸縮杆8-2，所述的測量基板8-4固定在一個底座上，且伸縮杆8-2穿過測量基板8-4的安裝底座，所述的底座固定在機體上，所述的伸縮杆8-2的一端安裝一個滑動輪8-1，另一端連接雷射測距儀8-3，所述的滑動輪8-1隨著工件表面滑動的，因工件直徑變化時，帶動後部的伸縮杆8-2伸縮，進而雷射測距儀8-3隨著伸縮杆8-2移動，從而使雷射測量儀檢測其與測量基板的移動距離；且雷射測距儀與電氣控制系統3相連，所述的電氣控制系統3根據雷射測距儀測得的厚度值的大小控制角度控制器，所述的角度控制器控制主壓膠輪的角度。
[0026]所述的厚度檢測裝置與厚度顯示儀8-5相連，不僅可以顯示被測距離的變化量，把測量的數據輸出到控制系統與事先設定的數據進行比較，以便使壓膠輪再次修正覆夾角，以確保理想的覆膠厚度。
[0027]電氣控制系統3與一個作業系統3-1相連，且在作業系統3-1上安裝有一個觸控螢幕 3-2。
[0028]智能加熱冷卻單元5實現對膠條的冷卻、加熱；所述的智能加熱冷卻單元包括兩套獨立的加熱、冷卻系統，所述的加熱系統包括加熱水箱5-1，所述的加熱水箱5-1與熱水管道5-2連接，所述的熱水管道5-2通過一個熱水循環泵5-3與分水站5-9連接，所述的冷卻系統包括冷卻水箱5-4，所述的冷卻水箱5-4連接製冷管道5-5，製冷管道5-5連接冷凝器5-6，所述的冷卻水箱5-4通過冷卻水循環泵5-7與分水站5-9相連。分水站出來的冷卻水和熱水通過四條管路連接到分段送料筒，實現對膠條的冷卻、加熱。
[0029]冷餵料擠出機擠出的膠條通過覆面壓膠機構，使得擠出的膠條6-1到達工件表面並按照設定參數進行纏繞及覆膠作業，其整體的工作原理如下:
由冷餵料擠出機擠出膠條6-1，通過導向託輪組2-1不斷地把膠條6-1輸送給主壓膠輪2-2，主壓膠輪2-2先是由機械滑組和主氣缸的作用下沿著被覆膠輥18的徑向壓向輥面；在工件旋轉、擠出膠條6-1被連續輸送、覆膠裝置沿著輥芯的軸向方向移動，就完成了纏繞覆膠的過程。
[0030]主壓膠輪2-2在角度控制器2-3的控制下、根據膠條6-1的寬度、相對於輥芯軸線轉動一定的角度α、覆膠厚度S會隨著夾角α的大小而變化。
[0031]如圖4所不:膠條寬度-W ；覆夾角-α ；覆膠厚度-S ；
當膠條寬度一定時:S丨=α丨.W
覆膠厚度S的增減是由覆夾角α的變化決定的，為了實現對覆夾角的簡單、靈活、有效地控制，我們採用了調速電動機、位移傳感器、運動模塊、PLC及觸控螢幕來完成的，為了方便作業，我們可事先在觸控螢幕上編制一個表格，計算好不同寬度膠條下，在不同覆夾角時相對應的覆膠厚度，操作人員只需在選定好的覆膠厚度按鍵上按動選擇就可以實現了。
[0032]端面覆膠功能的工作原理如下:
調整多功能壓膠裝置上的主壓輪，使它的覆夾角調整到平行於輥芯的端面即轉動90° ;擠出膠條通過導向託輪組2-1，把膠條輸送到主壓膠輪2-2上；此時輥芯旋轉，由驅動裝置帶動多功能覆膠裝置上的主壓膠輪2-2沿輥芯的徑向方向移動，就完成了端面覆膠。覆膠的層數及厚度可以調整輥芯的轉速或使主壓膠輪多次沿徑向移動就可以完成。
[0033]過去手工端面覆膠的方法是先按照輥芯的端面尺寸剪出一個膠片貼在輥芯端面上，然後人工手持壓輪在膠片上排著滾壓，把膠片與輥芯間的氣泡趕出去，使膠片與輥芯緊緊地貼在一起。此方法一是勞動強度大，質量沒保障。
[0034]使用機械的方法我們可以利用擠出後帶有溫度的膠條，通過多功能覆膠裝置上的側壓氣缸16的壓力下連續不斷地滾壓來完成。我們知道經過擠出機剛剛擠出的膠條它的操作工藝性大大好於冷膠片的操作工藝性，操作後的效果就不言而喻了。
[0035]自動檢測覆膠厚度裝置其工作原理如下:
未硫化前的混煉膠，在擠出纏繞包覆膠輥時，在不同的壓力下，由於門尼粘度的不同，它們的壓縮變形量是不一樣的。例如，在同樣一個覆夾角下包覆30度的混煉膠和和包覆80度的混煉膠，它們的覆膠厚度有所不同。為了更加準確地控制大型膠輥覆膠後的厚度，採用了雷射測距儀。
[0036]它的工作原理是:在覆膠機構到達工作位置時，雷射檢測儀將覆膠基面的數據記錄下來，當橡膠沿著輥面剛好覆完一周時，測量儀就會讀出覆膠變化後的真實厚度值。
[0037]這種檢測儀不僅可以顯示被測距離的變化量，而且可以把測量的數據輸出到控制系統與事先設定的數據進行比較，以便使壓膠輪再次修正覆夾角，以確保理想的覆膠厚度。
[0038]使用了這種方法真正解決了大型膠輥控制覆膠厚度的難題。
[0039]智能化的加熱冷卻裝置的結構見圖6:—套是利用製冷劑壓縮機來實現的冷卻系統。另一套是利用電加熱器、組成的加熱系統。其工作原理如下:
本纏繞包覆設備使用的冷餵料擠出機的冷卻單元是採用的加熱、冷卻分別獨立的兩套系統，就是說當某一段加熱時其他各段可以不加熱，並且可以同時冷卻。它的主要特點是，當擠出高門尼粘度的混煉膠時，吃料段和出料段需加熱，而同時螺杆和擠壓段需要降溫，防止溫度過高引起焦燒。出膠段對溫度的要求更加嚴格，溫度過高引起焦燒，溫度過低影響膠條的外形(像膠條兩側不光滑等)。所以能夠分段獨立的調整溫度，真正實現了有效控制溫度的功能，避免了高硬度混煉膠在擠出時的風險，對實現不同門尼粘度混煉膠的纏繞包覆加工工藝提供了可靠的保障。
【權利要求】
1.一種大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:包括工件旋轉伺服結構、覆面壓膠機構、冷餵料擠出機和智能加熱冷卻單元；所述的工件旋轉伺服結構安裝工件並驅動工件做旋轉運動，所述的覆面壓膠機構、冷餵料擠出機和智能加熱冷卻單元均安裝在行走方向與工件軸線相平行的軌道行走平臺上，該平臺能在動力驅動下沿著工件軸線方向做直線往復運動；所述的覆面壓膠機構在驅動裝置的驅動下，實現對工件的軸向面和端面覆膠；所述的冷餵料擠出機擠出的膠條進入分段送料筒，所述的智能加熱冷卻單元通過若干組不同溫度的管路連接到分段送料筒的控溫分段中。
2.如權利要求1所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:在所述的覆面壓膠機構的一側還設有厚度測量裝置。
3.如權利要求2所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:所述的厚度檢測裝置包括一個雷射測距儀、滑動輪、測量基板和伸縮杆，所述的測量基板固定在一個底座上，且伸縮杆穿過測量基板的安裝底座，所述的底座固定在機體上，伸縮杆的一端安裝一個滑動輪，另一端連接雷射測距儀，所述的滑動輪是依附在工件表面的。
4.如權利要求3所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:所述的雷射測距儀與電氣控制系統相連，所述的電氣控制系統根據雷射測距儀測得的厚度值的大小控制角度控制器，再由角度控制器控制主壓膠輪控制膠條與膠輥表面的角度，實現了包膠厚度的智能控制。
5.如權利要求2所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:所述的厚度檢測裝置與厚度顯示儀相連。
6.如權利要求1所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:所述的工件旋轉伺服結構包括一個機架，所述的機架上設有工件固定裝置，所述的工件固定裝置包括一個床頭和尾座，所述的床頭固定在機架的上，並設有主軸和夾持工件的卡盤，該主軸與驅動裝置連接，驅動工件旋轉；所述的尾座是一個帶伸縮頂尖的機械部件，設置在機架表面的軌道上，並沿著該軌道直線滑動，以適應長度不同的工件。
7.如權利要求6所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:安裝笨重工件時，在在膠輥軸下方設有安裝在軌道上的滾動式承重架，輔助舉升和定位工件。
8.如權利要求1所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:所述的覆面壓膠機構包括導向輪組、主壓膠輪，膠條經過導向輪組到達所述的主壓膠輪，所述的主壓膠輪與一個連接板相連，所述的連接板與一個傳動杆相連，所述的傳動杆由角度控制器控制其旋轉角度，所述的主壓膠輪，能根據膠條的寬度、以及作業中的實際覆膠厚度，自動改變相對於輥芯軸線的角度，使得覆膠厚度隨著膠條與工件之間夾角的大小而變化。
9.如權利要求1所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:所述的智能加熱冷卻單元包括兩套獨立的加熱、冷卻系統，所述的加熱系統包括加熱水箱，所述的加熱水箱與熱水管道連接，所述的熱水管道通過一個熱水循環泵與分水站連接，所述的冷卻系統包括冷卻水箱，其內設有蒸發器，所述的冷卻水箱連接製冷管道，製冷管道連接冷凝器，所述的冷卻水箱通過冷卻水循環泵與分水站相連。
10.如權利要求9所述的大型全功能膠輥纏繞覆面機，其特徵在於:所述的分水站通過多個迴路將熱水或冷水連接到分段送料筒中，且各個迴路之間相互獨立，其溫度獨立控制。
【文檔編號】B29C69/02GK103753805SQ201410038604
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】潘建國 申請人:濟南強力膠輥設備有限公司