轮胎白胎侧打磨机设计总体方案设计(附件)
随着我国经济的迅速发展，轮胎打磨也迅速进入了发展高峰期。但是传统轮胎生产中采用的还是手工打磨的方式，不利于经济效率的提升。因此，我们设计了白胎侧打磨机，能够通过机械控制对轮胎进行打磨，从而在提高企业生产效率的同时降低产品成本，最终提升企业的综合竞争力和盈利状况。本课题来源于我校和江苏荣晟机电科技有限公司的合作项目，针对企业特定轮胎打磨方面的需求，提出了一套轮胎白胎侧打磨机的制造方案，方案主要由机械部分、气动部分以及系统控制部分等组成，在考虑了企业现有设备、经济可靠、简单耐用的基础上，对各部分方案进行了综合对比分析，从而提出了总体方案。关键词 白胎侧打磨机，总体方案，机械部分，气动部分目 录
1 引言 1
1.1 选题背景与意义 1
1.2 白胎侧打磨机的生产与现状 3
1.3 白胎侧打磨机的发展趋势 2
1.4 论文的主要研究内容 3
2 总体方案设计 5
2.1 总体结构 5
2.2 工作要求 5
2.3 输送装置部分方案 5
2.4 中心机构部分方案 6
2.5 磨头及其调整装置方案 6
2.6 气动装置及控制程序部分方案 6
2.7 安全性及可靠性 8
3 输送装置方案设计 9
3.1 带式输送机方案设计 9
3.2 刷胎器辊道方案设计 13
3.3 辊道输送机方案设计 14
3.4 防偏方案设计 17
4 中心机构方案设计 17
4.1 卡盘设计 17
5 磨头驱动装置及其调整装置方案设计 18
5.1 磨头驱动装置设计方案 18
5.2 磨头调整装置设计方案 21
5.3 磨轮选择 22
6 气动装置及控制程序部分方案 24
6.1 动力驱动装置
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
设计 17
4.1 卡盘设计 17
5 磨头驱动装置及其调整装置方案设计 18
5.1 磨头驱动装置设计方案 18
5.2 磨头调整装置设计方案 21
5.3 磨轮选择 22
6 气动装置及控制程序部分方案 24
6.1 动力驱动装置 24
6.2 中心机构设计 25
6.3 推杆机构的气动装置设计 26
6.4 抱臂张、闭的气动装置设计 27
6.5 水平导轨气动装置设计 28
6.6 其他辅助气缸设计 28
6.7 设计的成果 29
7 电气控制方案设计 30
7.1 PLC的特点及选型 30
7.2 驱动装置（电缸、伺服驱动器）选型 33
7.3 检测装置选型设计 35
7.4 控制面板方案设计 36
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
附录A 总体方案设计全部二维图纸及三维建模总装配图 41
1 引言
1.1 选题背景与意义
我国在2008年进入汽车普及阶段，并且随着我国近几年GDP的发展，我国汽车销量始终保持快速增长[1] 。因此，对于轮胎需求量越来越大，对于轮胎的质量要求也是越来越高。他们所强调的不仅仅是轮胎的安全，更有舒适性以及设计方面。因此，这对轮胎的外观也提出了一定的要求[2]。
本课题来源于我校和江苏荣晟机电科技有限公司的合作。该公司是一家专门从事橡胶设备设计制作、非标机械设备开发和已有设备的升级改善、自动化产品销售为一体的综合性企业。主要产品包括轮胎橡胶类、密炼胶片冷却系等等。
公司现在将白胎侧打磨机作为战略性产品，但是在生产技术方面，还有很大的改进空间。尤其是轮胎打磨不均匀，白胎质量不好等等问题，严重限制了该厂的发展。因此，我们应该从技术方面寻求更佳突破。
白胎侧打磨机设计的研究就国内来说还处于起步阶段，并没有太多可考的文献跟图书。但是白胎侧打磨机设计本质上来说跟胎面翻新机设计有着异曲同工之妙，因此我们完全可以摸索着进行研究设计。需要正视的是，国内现有的白胎侧打磨机设计的技术远远没有国外发达，不管是生产率还是合格率跟国外都有着较大的差距，因此必须要加以改造。
对于现在的轮胎生产企业，特别是专注于黑胎设计的企业，行业之间的竞争非常激烈，因此必须要实现差异化发展，但是当下白胎侧打磨设计的自动化、机械化水平也比较低，因此这造成了产品质量不稳定、工人的劳动强度大、生产成本直线上升。因此，研究白胎侧打磨机设计具有一定的前瞻性眼光[3]。
1.2 白胎侧打磨机的生产与现状
目前，白胎侧轮胎的胎面胶和白胎侧胶配方分别采用NR（天然橡胶）/SBR（丁苯橡胶）/ BR（顺丁橡胶）和NR（天然橡胶）/ CIIR（氯化丁基橡胶）/ EPDM（三元乙丙橡胶）并用体系[4]。白胎侧轮胎的的生产工艺包含：混炼、挤出成型、硫化、打磨[5]，如图1-1所示，其中打磨是最后的收尾阶段，也是白胎侧打磨机当中比较重要的一个阶段。
虽然轮胎的设计与发展的历史本身非常悠久，但是轮胎白胎侧打磨真正发展到入门阶段，还是在米其林的手中。1946年米其林发明了举世闻名的子午线轮胎，正式拉开了轮胎白胎侧打磨的帷幕。因此，轮胎白胎侧打磨的发展历史还是从近代开始，历经了近百年时间才发展到如今的局面。
而关于轮胎白胎侧的打磨，从能收集的现有相关资料来看，国内外的研究都不多，如美国有2家生产胎侧打磨设备的公司——Firwood与Spadone。国内的国外的白胎侧打磨设备朝着人机界面的方向发展，体现了数控打磨系统与操作人员的交互性,方便简洁的人机界面可以提高数控打磨系统的操作效率。
国内从事轮胎白胎侧打磨设备的设计与研制的企业以桂林市固力橡胶机械制造有限公司为代表，其生产的成品轮胎白胎侧研磨机用于研磨轮胎的胎侧，使硫化在胎侧中的白色橡胶显露，形成胎侧上的白色花纹和文字。但是总体来说，国内从事相关设计研究的企业不是很多，导致大部分打磨设备过于陈旧以及缺少创新，同时设备的价格高昂，大多数小型企业还在依靠手工、半自动化设备打磨，其生产效率低、工人劳动强度大、劳动条件恶劣，难以适应快速发展的汽车市场对轮胎的要求。
总结可见，我国的不管是在工装设备、工艺技术等硬性方面还是管理水平、生产规模等软性方面其实都跟欧美发达国家有一定的差距。因此，轮胎白胎侧打磨机呈现国内外发展不平衡的局面。
图1-1 白胎侧轮胎工艺图
1.3 白胎侧打磨机的发展趋势
虽然国内发展白胎侧打磨机的时间并不久，
1 引言 1
1.1 选题背景与意义 1
1.2 白胎侧打磨机的生产与现状 3
1.3 白胎侧打磨机的发展趋势 2
1.4 论文的主要研究内容 3
2 总体方案设计 5
2.1 总体结构 5
2.2 工作要求 5
2.3 输送装置部分方案 5
2.4 中心机构部分方案 6
2.5 磨头及其调整装置方案 6
2.6 气动装置及控制程序部分方案 6
2.7 安全性及可靠性 8
3 输送装置方案设计 9
3.1 带式输送机方案设计 9
3.2 刷胎器辊道方案设计 13
3.3 辊道输送机方案设计 14
3.4 防偏方案设计 17
4 中心机构方案设计 17
4.1 卡盘设计 17
5 磨头驱动装置及其调整装置方案设计 18
5.1 磨头驱动装置设计方案 18
5.2 磨头调整装置设计方案 21
5.3 磨轮选择 22
6 气动装置及控制程序部分方案 24
6.1 动力驱动装置
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
设计 17
4.1 卡盘设计 17
5 磨头驱动装置及其调整装置方案设计 18
5.1 磨头驱动装置设计方案 18
5.2 磨头调整装置设计方案 21
5.3 磨轮选择 22
6 气动装置及控制程序部分方案 24
6.1 动力驱动装置 24
6.2 中心机构设计 25
6.3 推杆机构的气动装置设计 26
6.4 抱臂张、闭的气动装置设计 27
6.5 水平导轨气动装置设计 28
6.6 其他辅助气缸设计 28
6.7 设计的成果 29
7 电气控制方案设计 30
7.1 PLC的特点及选型 30
7.2 驱动装置（电缸、伺服驱动器）选型 33
7.3 检测装置选型设计 35
7.4 控制面板方案设计 36
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
附录A 总体方案设计全部二维图纸及三维建模总装配图 41
1 引言
1.1 选题背景与意义
我国在2008年进入汽车普及阶段，并且随着我国近几年GDP的发展，我国汽车销量始终保持快速增长[1] 。因此，对于轮胎需求量越来越大，对于轮胎的质量要求也是越来越高。他们所强调的不仅仅是轮胎的安全，更有舒适性以及设计方面。因此，这对轮胎的外观也提出了一定的要求[2]。
本课题来源于我校和江苏荣晟机电科技有限公司的合作。该公司是一家专门从事橡胶设备设计制作、非标机械设备开发和已有设备的升级改善、自动化产品销售为一体的综合性企业。主要产品包括轮胎橡胶类、密炼胶片冷却系等等。
公司现在将白胎侧打磨机作为战略性产品，但是在生产技术方面，还有很大的改进空间。尤其是轮胎打磨不均匀，白胎质量不好等等问题，严重限制了该厂的发展。因此，我们应该从技术方面寻求更佳突破。
白胎侧打磨机设计的研究就国内来说还处于起步阶段，并没有太多可考的文献跟图书。但是白胎侧打磨机设计本质上来说跟胎面翻新机设计有着异曲同工之妙，因此我们完全可以摸索着进行研究设计。需要正视的是，国内现有的白胎侧打磨机设计的技术远远没有国外发达，不管是生产率还是合格率跟国外都有着较大的差距，因此必须要加以改造。
对于现在的轮胎生产企业，特别是专注于黑胎设计的企业，行业之间的竞争非常激烈，因此必须要实现差异化发展，但是当下白胎侧打磨设计的自动化、机械化水平也比较低，因此这造成了产品质量不稳定、工人的劳动强度大、生产成本直线上升。因此，研究白胎侧打磨机设计具有一定的前瞻性眼光[3]。
1.2 白胎侧打磨机的生产与现状
目前，白胎侧轮胎的胎面胶和白胎侧胶配方分别采用NR（天然橡胶）/SBR（丁苯橡胶）/ BR（顺丁橡胶）和NR（天然橡胶）/ CIIR（氯化丁基橡胶）/ EPDM（三元乙丙橡胶）并用体系[4]。白胎侧轮胎的的生产工艺包含：混炼、挤出成型、硫化、打磨[5]，如图1-1所示，其中打磨是最后的收尾阶段，也是白胎侧打磨机当中比较重要的一个阶段。
虽然轮胎的设计与发展的历史本身非常悠久，但是轮胎白胎侧打磨真正发展到入门阶段，还是在米其林的手中。1946年米其林发明了举世闻名的子午线轮胎，正式拉开了轮胎白胎侧打磨的帷幕。因此，轮胎白胎侧打磨的发展历史还是从近代开始，历经了近百年时间才发展到如今的局面。
而关于轮胎白胎侧的打磨，从能收集的现有相关资料来看，国内外的研究都不多，如美国有2家生产胎侧打磨设备的公司——Firwood与Spadone。国内的国外的白胎侧打磨设备朝着人机界面的方向发展，体现了数控打磨系统与操作人员的交互性,方便简洁的人机界面可以提高数控打磨系统的操作效率。
国内从事轮胎白胎侧打磨设备的设计与研制的企业以桂林市固力橡胶机械制造有限公司为代表，其生产的成品轮胎白胎侧研磨机用于研磨轮胎的胎侧，使硫化在胎侧中的白色橡胶显露，形成胎侧上的白色花纹和文字。但是总体来说，国内从事相关设计研究的企业不是很多，导致大部分打磨设备过于陈旧以及缺少创新，同时设备的价格高昂，大多数小型企业还在依靠手工、半自动化设备打磨，其生产效率低、工人劳动强度大、劳动条件恶劣，难以适应快速发展的汽车市场对轮胎的要求。
总结可见，我国的不管是在工装设备、工艺技术等硬性方面还是管理水平、生产规模等软性方面其实都跟欧美发达国家有一定的差距。因此，轮胎白胎侧打磨机呈现国内外发展不平衡的局面。
图1-1 白胎侧轮胎工艺图
1.3 白胎侧打磨机的发展趋势
虽然国内发展白胎侧打磨机的时间并不久，
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