专利名称：轮胎翻新全自动打磨机及其方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于轮胎翻新制造设备的全自动打磨机及其方法，属于橡胶机 械领域。
背景技术：
现在每年汽车、飞机等运载器所使用的轮胎数量较大，相应地带来了一系列因处 理报废轮胎而产生的资源浪费和环境污染问题。目前针对胎面花纹被磨损的旧轮胎，一般 采取打磨处理、再次硫化成型的处理方法以投入循环利用，因而能够较大程度地节约橡胶 材料和保护环境。国内现有的轮胎翻新设备，其生产工艺的自动化程度较低。所采用的打磨机械主 要针对旧轮胎的胎面进行打磨处理，由于胎体较硬、重量较大，在打磨过程中胎体出现松微 的晃动，因而打磨轮与胎面之间结合不够紧密，易导致胎面打磨质量的降低、影响到胎面胶 与胎体表面的粘性稳定性。另一方面当旧轮胎的胎侧出现外观问题时，一般是通过操作工人的手动清扫处理 方式，因而工作负荷较大、而且处理效果不明显。上述现有打磨设备和操作工艺的局限性，不仅带来现场生产效率、打磨质量的下 降，也直接影响到翻新后轮胎使用安全性能的稳定，对于轮胎只能经过一次翻新再利用的 过程，难以真正地实现循环利用。
发明内容
本发明所述的轮胎翻新全自动打磨机及其方法，在于解决上述问题而提供一种成 套的全自动打磨设备和全程自动化控制的测量、打磨和修补方法工艺。本发明的目的在于，实现一种提高胎体定位稳定性和胎面打磨质量的结构改进， 进而改善打磨后胎面胶与胎面之间的粘合紧密度。另一发明目的在于，提供一种全方位打磨胎体的机械设备，能够针对胎侧出现的 外观问题进行打磨清扫处理，解除手动操作的劳动负荷、提高胎侧处理效果。发明目的还在于，基于打磨设备的结构改进，实现了生产现场的全自动打磨工艺， 直接提高打磨效率和质量，有效地提高翻新后轮胎使用的安全性能，增加轮胎翻新再利用 的次数。为实现上述发明目的，所述的轮胎翻新全自动打磨机主要具有一主框架，在主框架上安装有起升装置、驱动装置、滑动装置和测厚装置，打磨装 置旋转地连接在滑动装置上。与现有技术的区别之处在于，在主框架的两侧分别安装有一组夹紧装置，其中，夹紧气缸安装在主框架上，夹紧气缸的驱动杆通过滑套贯穿连接于主框架，驱动 杆侧端通过安装座连接轮辋卡盘；在驱动杆侧端内部设有通气槽，通气槽的一端开口设置于轮辋卡盘的内侧表面，通气槽的另一端开口与进气口接头连通。如上述基本方案特征，通过起升装置将轮胎输送至打磨工位后，由夹紧装置将轮 胎从两侧夹紧以进行定位，从而使得轮胎在驱动装置的驱动下沿轴向中心线高速地旋转， 打磨装置能够保持对胎面部位的打磨深度。而且夹紧装置对轮胎定位后，向轮胎内部充气而将轮胎完全地撑起。为解决各种规格尺寸和型号轮胎的打磨处理需求，本发明提供如下可在线调节夹 持断宽数值的调整机构。具体地，在驱动杆上、安装座外侧螺接一螺母，在螺母上设有标尺。在主框架侧部安装一定位气缸，定位气缸的垂向连杆连接一定位轴瓦。采用上述在线调整机构，根据翻新轮胎的实际断宽数值，可以手动地调节螺母相 对于主框架的距离。当启动夹紧装置对轮胎进行夹紧定位时，充气后轮胎将气缸杆向后缩回，直至螺 母顶紧于垂向伸出的定位轴瓦，从而精确地完成这一规格轮胎的充气操作。为便于观察、衡量所需断宽数值的调节操作，在驱动杆与螺母之间设置一调节基 准罩，调节基准罩紧固连接在驱动杆上，在调节基准罩内部设有螺接所述螺母的外螺纹。手动地调节螺母时，螺母与调节基准罩之间产生相对地位移，通过观察、判断调节 基准罩侧端指向标尺上的数值，即可以推算出两侧轮辋卡盘的距离，也就是轮胎的断宽数 据。为进一步提高夹紧气缸的驱动杆推动轮辋卡盘夹紧轮胎的稳定性，所述安装座) 连接一横向导杆，横向导杆通过滑套贯穿连接于主框架。在一侧方向上，横向导杆可以提供驱动杆推动轮辋卡盘的滑动轨道，即提供滑动 过程中的侧向支撑。为在打磨机上同时实现针对胎侧部位的打磨清扫处理，可采取如下胎侧打磨结 构在主框架顶部设置有胎侧打磨装置，其中，电缸安装在主框架上，电缸的驱动杆连接于滑架，滑架活动地套设在光轴上。在滑架上安装有2组对称的滑板，在滑板的端部设有打磨钢丝轮，打磨钢丝轮套 设在电机的驱动轴上。如上述胎侧打磨的技术特征，根据胎侧打磨范围的设定，由电缸带动滑架整体垂 向移动至打磨工位，由电机驱动上述打磨钢丝轮完成对胎侧的打磨、清扫。为进一步改善对胎侧的夹持和打磨深度，可将所述滑板的一端通过固定轴连接在 滑架上，滑板的侧部通过耳座连接气缸的驱动杆，气缸安装在滑架上。气缸驱动两侧的滑板沿固定轴旋转，当滑板向胎侧旋转时，可将两侧打磨钢丝轮 夹紧在胎侧部位。针对胎面或胎侧的局部外观问题，还可采用如下侧打磨装置在主框架侧部设置有侧打磨装置，至少有一组旋转臂通过轴承连接在主框架上， 旋转臂的另一端通过轴承连接于支架，在支架上设置有操作把手和电机，电机的两侧驱动 轴分别连接一打磨钢丝轮。在旋转臂上设有一限位顶紧盘，限位顶紧盘连接气缸的驱动杆。
根据胎面、胎侧需打磨处理的部位、打磨深度的具体情况，通过手动控制侧打磨装 置中打磨钢丝轮的位置和角度，进行胎侧的修补操作。基于上述全自动打磨机的结构改进，本发明实现如下打磨方法通过起升装置将需翻新轮胎定位于打磨工位，启动测厚装置并根据电磁波感应原 理测量出内部钢丝距离胎面的距离，即测量出胎面打磨的厚度范围；启动驱动装置，利用驱动辊将轮胎的胎面压紧，轮胎伴随驱动辊的转动而高速旋 转，使用滑动装置将打磨装置沿横向和纵向位移至打磨工位，打磨装置中的主磨头高 速运转，以在轮胎的胎面和胎肩部位进行打磨。与现有打磨工艺控制方法相比，本发明的创新点在于在启动测厚装置对胎面打磨厚度进行测量之前，夹紧装置从两侧通过轮辋卡盘将 轮胎定位，从轮辋卡盘向轮胎内部充气，直至轮胎被完全地撑起。在实现上述胎体夹紧控制过程中，可根据轮胎规格尺寸而在线调整轮辋卡盘之间 的断宽数值，即手动地调节螺接在驱动杆上的螺母，螺母调整后的位置通过定位气缸驱动 的定位轴瓦进行限定。从轮辋卡盘向轮胎内部充气后，轮辋卡盘推动驱动杆回缩，螺母向主框架一侧移 动直至顶紧于定位轴瓦，整个充气过程结束。进一步实现并改善胎侧部位的打磨处理能力，使用胎侧打磨装置对轮胎的胎侧进 行打磨和清扫。具体地，电缸的驱动杆伸出并带动滑架移动至胎侧打磨工位，气缸的驱动杆驱动两侧滑板 绕固定轴旋转，而将2个打磨钢丝轮从两侧夹紧在轮胎的胎侧，打磨钢丝轮在电机驱动下 高速旋转，从而在设定范围内打磨、清扫胎侧区域。综上所述，本发明所述轮胎翻新全自动打磨机及其方法具有以下优点和有益效 果1、本发明实现了一种成套的全自动打磨设备和全程自动化控制方法，既有效地提 高胎体定位稳定性，又能够改善胎面打磨质量、进而提高胎面胶与胎面之间的粘合紧密度、 翻新后轮胎的使用性能。2、使用本发明提供的全方位打磨结构改进，可针对胎侧外观问题进行打磨清扫处 理，解除手动操作的劳动负荷、提高胎侧处理效果。3、基于本发明打磨设备和现场全自动打磨工艺的控制，有效地提高翻新后轮胎使 用的安全性能，真正实现轮胎翻新的循环利用。
现结合附图对本发明做进一步的说明。图1是本发明所述全自动打磨机的结构示意图；图2是全自动打磨机的侧向示意图；图3是全自动打磨机的俯向示意图；图4是所述夹紧装置的剖面结构示意图；图5是所述胎侧打磨装置的结构示意图6是图5的侧向示意图；图7是所述侧打磨装置的部分剖面示意图；图8是所述测厚装置的结构示意图；图9是图8的侧向示意图。如图1至图9所示具有，主框架1，起升装置2，夹紧装置3，胎侧打磨装置4，侧打 磨装置5，驱动装置6，滑动装置7，打磨装置8，测厚装置9 ；横向导杆30，定位气缸31，定位轴瓦32，螺母33，标尺34，夹紧气缸35，驱动杆 351，滑套352，通气槽353，进气口接头36，轮辋卡盘37，调节基准罩38，安装座39 ；电缸41，滑架42，滑板43，耳座431，电机44，打磨钢丝轮45，光轴46，气缸47 ；旋转臂51，支架53，把手54，电机55，打磨钢丝轮56，气缸58，限位顶紧盘59 ；气缸91，导杆92，固定架93，滚轮94，测厚仪95，楔形块96。
具体实施例方式实施例1，如图1至图3所示，所述的轮胎翻新全自动打磨机主要具有一主框架1，在主框架1上安装有起升装置2、驱动装置6、滑动装置7和测厚装置 9，打磨装置8旋转地连接在滑动装置7上，在主框架1的两侧分别安装有一组夹紧装置3。如图4所示，夹紧气缸35安装在主框架1上，夹紧气缸35的驱动杆351通过滑套 352贯穿连接于主框架1，驱动杆351侧端通过安装座39连接轮辋卡盘37 ；在驱动杆351侧端内部设有通气槽353，通气槽353的一端开口设置于轮辋卡盘 37的内侧表面，通气槽353的另一端开口与进气口接头36连通。所述安装座39还连接一横向导杆30，导杆30通过滑套贯穿连接于主框架1。在驱动杆351上、安装座39外侧螺接一螺母33，在螺母(33)上设有标尺34。在 驱动杆351与螺母33之间设置一调节基准罩38。调节基准罩38紧固连接在驱动杆351上，在调节基准罩38内部设有螺接所述螺 母33的外螺纹。在主框架1侧部安装一定位气缸31，定位气缸31的垂向连杆连接一定位轴瓦32。通过起升装置2将轮胎输送至打磨工位后，由夹紧装置3将轮胎从两侧夹紧以进 行定位，向轮胎内部充气而将轮胎完全地撑起。针对各种规格尺寸和型号的轮胎断宽数值，可以手动地调节螺母33相对于主框 架1的距离。螺母33与调节基准罩38之间产生相对地位移，通过观察、判断调节基准罩38 侧端指向标尺上的刻度数值，即可以推算出两侧轮辋卡盘37的距离，也就是轮胎的断宽数 据。当将轮胎夹紧定位后，向轮胎充气而推动夹紧气缸35的驱动杆351向后缩回，直 至螺母33顶紧于垂向伸出的定位轴瓦32。在一侧方向上，横向导杆30可以提供驱动杆351推动轮辋卡盘37的滑动轨道。如图5和图6所示，在主框架1顶部设置有一胎侧打磨装置4。具体地，电缸41安装在主框架1上，电缸41的驱动杆连接于滑架42，滑架42活动地套设 在光轴46上。在滑架42上安装有2组对称的滑板43。
滑板43的上端通过固定轴连接在滑架42上，滑板43的侧部通过耳座431连接气 缸47的驱动杆，气缸47安装在滑架42上。在滑板43的下端设有打磨钢丝轮45，打磨钢丝轮45套设在电机44的驱动轴上。根据胎侧打磨范围的设定，由电缸41带动滑架42整体垂向移动至打磨工位。气缸47驱动两侧的滑板43沿固定轴旋转，当滑板43向胎侧旋转时，可将两侧打 磨钢丝轮45夹紧在胎侧部位。由电机44驱动上述打磨钢丝轮45完成对胎侧的打磨、清扫。如图7所示，在主框架1侧部设置有侧打磨装置5，可对胎面、胎侧局部区域进行修 补处理。设有2组相互连接的旋转臂51，一组旋转臂51通过轴承连接在主框架1上，另一 组旋转臂51的末端也通过轴承连接于支架53。在支架53上设置有操作把手54和电机55，电机55的两侧驱动轴分别连接一打磨 钢丝轮56。在旋转臂51上设有一限位顶紧盘59，限位顶紧盘59连接气缸58的驱动杆。通过限位顶紧盘59可固定位移后的2组旋转臂51，使得初始状态下、以及位移至 打磨工位的2组旋转臂51能够保持相对地定位。如图8和图9所示的测厚装置9，其通过楔形块96安装在主框架1上，安装后的测 厚仪95沿气缸91的驱动杆而通过轮胎的旋转中心线。其中，气缸91的驱动杆连接固定架93，并通过导杆92沿垂向推动固定架93伸出或缩 回。在固定架93上设置有滚轮94和测厚仪95，固定架93伸出时将滚轮94贴紧轮胎 的胎面，此时再根据电磁波感应原理而测量出内部钢丝相对于胎面的距离，也就是进行胎 面打磨处理的打磨深度范围。基于如图1至图9所示的轮胎翻新全自动打磨机，本实施例实现如下全自动打磨 方法，具体地通过起升装置2将需翻新轮胎定位于打磨工位，启动测厚装置9并根据电磁波感 应原理测量出内部钢丝距离胎面的距离，即测量出胎面打磨的厚度范围；启动驱动装置6，利用驱动辊将轮胎的胎面压紧，轮胎伴随驱动辊的转动而高速旋 转；使用滑动装置7将打磨装置8沿横向和纵向位移至打磨工位，打磨装置8中的主 磨头高速运转，以在轮胎的胎面和胎肩部位进行打磨；在启动测厚装置9对胎面打磨厚度进行测量之前，夹紧装置3从两侧通过轮辋卡 盘37将轮胎定位，从轮辋卡盘37向轮胎内部充气，直至轮胎被完全地撑起。根据轮胎规格尺寸，可手动地调节螺接在驱动杆351上的螺母33，螺母33调整后 的位置通过定位气缸31驱动的定位轴瓦32进行限定；从轮辋卡盘37向轮胎内部充气后，轮辋卡盘37推动驱动杆351回缩，螺母33向 主框架1 一侧移动直至顶紧于定位轴瓦32，整个充气过程结束。使用胎侧打磨装置4对轮胎的胎侧进行打磨和清扫，电缸41的驱动杆伸出并带动 滑架42移动至胎侧打磨工位；
气缸47的驱动杆驱动两侧滑板43绕固定轴旋转，而将2个打磨钢丝轮45从两侧 夹紧在轮胎的胎侧，打磨钢丝轮45在电机44驱动下高速旋转，从而在设定范围内打磨、清扫胎侧区 域。本实施例所述的全自动打磨方法的控制流程如下第一阶段，将轮胎滚动至起升装置2中的固定座上，启动起升装置2中的起升控制 机构(如手动控制换向阀)，气缸驱动固定座带动轮胎上升，以将轮胎输送至2个轮辋卡盘 37之间；启动夹紧装置3中的夹紧气缸35的驱动杆351伸出并将轮胎从两侧夹紧。然后， 再次启动起升装置2的起升控制机构以将固定座回送至原位。第二阶段，调节夹紧装置3中螺母33的位置，以结合轮胎具体的规格尺寸、螺母33 上的标尺34刻度来调整螺母33至合适的断宽调节位置；启动夹紧装置3中的定位气缸31， 其气缸杆带动定位轴瓦32伸出至螺母33与主框架1端面之间。当向轮胎内部充气时，轮 胎充气膨胀后能够将轮辋卡盘37、驱动杆351向后推动，从而带动螺母33向主框架1的端 面一侧缩回，当将螺母33移动、顶紧在定位轴瓦32侧端时，向轮胎充气的过程结束。第三阶段，启动测厚装置9，测厚仪95将检测探头的测量数据上传至整机的显示/ 控制操作界面中。根据测得的数据，对打磨装置8的打磨深度范围进行数据分析，操作工人 可根据分析的结果设定轮胎打磨的各个数据，如弧度、胎肩打磨数值等。第四阶段，启动驱动装置6中的气缸，气缸驱动杆伸出以带动驱动辊与轮胎胎面 之间实现压紧，启动驱动装置6的减速电机以带动驱动辊在胎面表面转动，由于相互间的 摩擦作用，轮胎也随之旋转。第五阶段，启动打磨装置8，打磨装置8中的电机通过皮带的传动作用带动主磨头 高速旋转。通过上述设定的控制参数，滑动装置7通过2组滑动架、滚珠丝杠和直线导轨提 供的X轴、Y轴滑动轨迹，由另一伺服电机带动滑动装置7上方的打磨装置8整体绕垂向轴 线进行一定范围的旋转，进而轮胎的胎面和胎肩部位进行打磨。第六阶段，在使用打磨装置8对胎面进行主打磨的过程中，可通过胎侧打磨装置4 进行胎侧打磨、清扫。启动胎侧打磨装置4中的电机44，电机44旋转带动钢丝轮45，电缸 41的驱动杆根据设定参数带动滑架42向下位移至设定位置。在气缸47的驱动下打磨钢丝 轮45夹紧于轮胎两侧，且打磨钢丝轮45清扫轮胎的胎侧。第七阶段，当进行完毕主打磨、胎侧打磨操作程序后，若发现胎面或胎侧局部存在 打磨效果不理想的问题，配合使用侧打磨装置5。启动侧打磨装置5中的气缸58，其驱动杆 伸出以推动打磨钢丝轮56位移至需打磨处理的轮胎表面位置。通过限位顶紧盘59以将旋 转臂51限位固定，由电机55带动打磨钢丝轮56旋转、打磨。
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权利要求
一种轮胎翻新全自动打磨机，具有一主框架(1)，在主框架(1)上安装有起升装置(2)、驱动装置(6)、滑动装置(7)和测厚装置(9)，打磨装置(8)旋转地连接在滑动装置(7)上，其特征在于在主框架(1)的两侧分别安装有一组夹紧装置(3)，其中，夹紧气缸(35)安装在主框架(1)上，夹紧气缸(35)的驱动杆(351)通过滑套(352)贯穿连接于主框架(1)，驱动杆(351)侧端通过安装座(39)连接轮辋卡盘(37)；在驱动杆(351)侧端内部设有通气槽(353)，通气槽(353)的一端开口设置于轮辋卡盘(37)的内侧表面，通气槽(353)的另一端开口与进气口接头(36)连通。
2.根据权利要求1所述的轮胎翻新全自动打磨机，其特征在于在驱动杆(351)上、安 装座(39)外侧螺接一螺母(33)，在螺母(33)上设有标尺(34)，在主框架(1)侧部安装一定位气缸(31)，定位气缸(31)的垂向连杆连接一定位轴瓦 (32)。
3.根据权利要求2所述的轮胎翻新全自动打磨机，其特征在于在驱动杆(351)与螺 母(33)之间设置一调节基准罩(38)，调节基准罩(38)紧固连接在驱动杆(351)上，在调节 基准罩(38)内部设有螺接所述螺母(33)的外螺纹。
4.根据权利要求1、2或3所述的轮胎翻新全自动打磨机，其特征在于所述安装座 (39)连接一横向导杆(30)，横向导杆(30)通过滑套贯穿连接于主框架(1)。
5.根据权利要求1所述的轮胎翻新全自动打磨机，其特征在于在主框架(1)顶部设 置有胎侧打磨装置(4)，其中，电缸(41)安装在主框架(1)上，电缸(41)的驱动杆连接于滑架(42)，滑架(42)活动 地套设在光轴(46)上，在滑架(42)上安装有2组对称的滑板(43)，在滑板(43)的端部设有打磨钢丝轮(45)， 打磨钢丝轮(45)套设在电机(44)的驱动轴上。
6.根据权利要求5所述的轮胎翻新全自动打磨机，其特征在于所述的滑板(43)，其一 端通过固定轴连接在滑架(42)上，滑板(43)的侧部通过耳座(431)连接气缸(47)的驱动 杆，气缸(47)安装在滑架(42)上。
7.根据权利要求1或5所述的轮胎翻新全自动打磨机，其特征在于在主框架(1)侧 部设置有侧打磨装置(5)，其中，至少一组旋转臂(51)通过轴承连接在主框架(1)上，旋转臂(51)的另一端通过轴承 连接于支架(53)，在支架(53)上设置有操作把手(54)和电机(55)，电机(55)的两侧驱动 轴分别连接一打磨钢丝轮(56)；在旋转臂(51)上设有一限位顶紧盘(59)，限位顶紧盘(59)连接气缸(58)的驱动杆。
8.一种轮胎翻新全自动打磨方法，通过起升装置(2)将需翻新轮胎定位于打磨工位， 启动测厚装置(9)并根据电磁波感应原理测量出内部钢丝距离胎面的距离，即测量出胎面 打磨的厚度范围，启动驱动装置(6)，利用驱动辊将轮胎的胎面压紧，轮胎伴随驱动辊的转动而高速旋转，使用滑动装置(7)将打磨装置(8)沿横向和纵向位移至打磨工位，打磨装置(8)中的 主磨头高速运转，以在轮胎的胎面和胎肩部位进行打磨，其特征在于在启动测厚装置(9)对胎面打磨厚度进行测量之前，夹紧装置(3)从两侧通过轮辋卡盘(37)将轮胎定位，从轮辋卡盘(37)向轮胎内部充气，直至轮胎被完全地撑起。
9.根据权利要求8所述的轮胎翻新全自动打磨方法，其特征在于根据轮胎规格尺寸， 可手动地调节螺接在驱动杆(351)上的螺母(33)，螺母(33)调整后的位置通过定位气缸 (31)驱动的定位轴瓦(32)进行限定；从轮辋卡盘(37)向轮胎内部充气后，轮辋卡盘(37)推动驱动杆(351)回缩，螺母(33) 向主框架(1) 一侧移动直至顶紧于定位轴瓦(32)，整个充气过程结束。
10.根据权利要求8或9所述的轮胎翻新全自动打磨方法，其特征在于使用胎侧打磨 装置(4)对轮胎的胎侧进行打磨和清扫，其中，电缸(41)的驱动杆伸出并带动滑架(42)移动至胎侧打磨工位， 气缸(47)的驱动杆驱动两侧滑板(43)绕固定轴旋转，而将2个打磨钢丝轮(45)从两 侧夹紧在轮胎的胎侧，打磨钢丝轮(45)在电机(44)驱动下高速旋转，从而在设定范围内打磨、清扫胎侧区域。
全文摘要
本发明所述轮胎翻新全自动打磨机及其方法，提供成套的全自动打磨设备和全程自动化控制的测量、打磨和修补方法工艺。实现一种提高胎体定位稳定性和胎面打磨质量的结构改进，进而改善打磨后胎面胶与胎面之间的粘合紧密度。其主要具有一主框架，在主框架上安装有起升装置、驱动装置、滑动装置和测厚装置，打磨装置旋转地连接在滑动装置上。在主框架的两侧分别安装有一组夹紧装置，其中夹紧气缸安装在主框架上，夹紧气缸的驱动杆通过滑套贯穿连接于主框架，驱动杆侧端通过安装座连接轮辋卡盘；在驱动杆侧端内部设有通气槽，通气槽的一端开口设置于轮辋卡盘的内侧表面，通气槽的另一端开口与进气口接头连通。
文档编号B24B5/50GK101898321SQ20091001595
公开日2010年12月1日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者刘永禄, 张焱, 王旭, 蓝宁 申请人:软控股份有限公司