Page 69 - 《橡塑技术与装备》2024年6期

新技术与新产品 王爽 等·自动高效更换胶囊中心机构

即可脱出下卡盘。
推力气缸选择的是 SMC 的 CG1BN63-125Z-
XB6，缸径 63 mm，该气缸允许最高使用压力为 1
MPa。假设动力气源 1 MPa 时，输出上推力为 3 115 N。
根据力矩平衡原理，得出锁杆的上推力会是 10 835 N。
蝶形弹簧采用单个一组，一共八组，总变形量 3 mm
的时候，碟簧的最大工作负荷是 4 627 N。气缸推力
能够满足使用要求。并且轮胎硫化后抽真空时，上环
升时胶囊对下卡盘的拉力不会使下卡盘产生位移。
由于轮胎厂家提供的动力气源压力不稳定，有时
过低，不能满足使用要求，需要在推力气缸 13 的动力
气源进路上增加一个增压阀，为气缸杆推出提供足够
图 5 自动控制快速换胶囊中心机构三维演示 的压力，本中心机构选用的是 SMC 品牌的 VBA10A-
02-G。为保证气缸杆伸出缩回到位，在起始和终止位
安装在胶囊下夹盘 T 型槽内。锁杆下端径向安装导向
置安装接近开关检测控制位置精度，接近开关用支架
轴 8，导向轴另一端放置于螺旋槽导向架 12 筒壁上开
连接在下环油缸连接板上。
设的 90° 螺旋弧槽内。导向座内还压装有锁轴轴肩与
胶囊卡盘取出后可放置在简易的换胶囊工装小车
导向桶间的碟形弹簧，碟形弹簧为锁轴锁紧下夹盘提
上。工装小车如图 7。先将胶囊与上卡盘安装夹紧固定，
供下压力。凸轮摆臂的凸轮轴心通过凸轮摆臂固定轴
后翻转过来安装胶囊下夹盘。小车中间轴可旋转，带
10 定位于导向座底部。凸轮摆臂另一端轴心与推力气
动胶囊夹盘一起转动，操作人员更换胶囊更加轻松方
缸 13 耳轴用销轴连接，销轴安装在螺旋槽导向架长圆
便快捷。
形导向槽内。推力气缸通过缸筒两侧耳轴连接在导向
座侧面。
卡盘锁紧时，锁轴端部 T 型头咬住下卡盘 T 型槽，
通过碟形弹簧往下压使胶囊下卡盘压紧在环座上。碟
形弹簧提供的压力只需保证在无内压的情况下中心机
构的密封即可。有内压时，胶囊下夹盘受内压作用与
环座密封性会更好。与锁轴下端连接的锁杆座 7 底部
安装有滚针轴承 9，在卡盘锁紧状态时滚针轴承与凸
轮摆臂是不接触的。下卡盘结构及锁紧方式如图 6。

图 7 换胶囊工装小车

在使用过程中，松锁装置相对滑动运动件较多，
图 6 胶囊下夹盘及锁紧方式 为避免磨损失效，每个零部件的导向面及槽口都要进
行淬火处理，提高零部件硬度和耐磨性。部分零部件
卡盘松开时，松锁装置最下端的推力气缸气缸杆
需要提前进行调制。
伸出，带动螺旋槽导向架向上移动，同时凸轮摆臂 11
新结构中心机构环座与缸筒采用对口式焊接如图
绕着凸轮摆臂固定轴转动，凸轮部分会推动锁杆克服
8，热量传递均匀，保证了焊接质量，焊后要去应力退
碟形弹簧下压力上移，锁杆松开下夹盘。同时螺旋槽
火处理。环座及缸筒采用 0Cr13 材质，含碳量低，焊
导向架 90° 弧槽推动导向轴带着锁轴旋转 90°，锁轴

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