第5章 外胎成型机械
5.1 概述
本章介绍的外胎指手推车外胎、自行车外胎、摩托车外胎和多种用途的小轮径充气外胎，包括需配内胎使用的外胎和无需配内胎的外胎（俗称真空胎）。外胎由胎面胶、胶帘布骨架层和胎趾胎圈三部分组成，成型机将这三个部件贴合成胎坯半成品。外胎从结构上分为软边外胎和硬边外胎两大类：软边外胎的胎圈用较硬质的三角胶条和直纹胶垫布制成，胎坯半成品用软边胎成型机成型；硬边外胎的胎圈用钢丝圈作骨架增强，用硬边胎成型机或弹簧翻包成型机或胶囊翻包成型机成型胎坯。无内胎的外胎（真空胎）比有内胎的外胎在胎里多了一层透气性很小的气密层，一般需用单鼓结构的弹簧翻包或胶囊翻包的成型机成型胎坯。
5.2 软边胎成型机
5.2.1 用途
软边胎成型机用于成型软边结构的手推车外胎和自行车外胎。
5.2.2 基本结构
软边外胎成型机由机架、传动装置、成型鼓、各种压辊压轮及供料装置等组成。图5-1所示是一种目前使用较多的CCR-82型软边力车外胎成型机。
图5-1 CCR-82型软边力车外胎成型机
1—传动装置；2—片状压辊；3—包布供布架；4—胎面压头器；5—三角胶芯压辊；6—成型鼓；
7—座椅；8—脚踏开关；9—电磁离合器；10—程序控制器；11—刷汽油装置
传动装置1装在机箱内，用于传动成型鼓6的回转。电机经蜗轮减速器、链条减速后传动成型鼓主轴。在其传动环节上装有电磁离合器9，工作时，电机处于常转状态，操作者踩动脚踏开关8时，使电磁离合器结合，成型鼓主轴回转。脚踏开关8释放时，成型鼓停转。
成型鼓6是成型的模具，由气缸驱动折叠，以便卸下成型好的胎坯。三角胶芯压辊5既用于把三角胶芯定位于帘布层上，又起着压贴外包布的作用。片状压辊2用于滚压胎面。当胎面贴好在胎身帘布上时，用胎面压头器4对胎面接头加压，防止胎面接头脱开。包布供布架3用于放置三角胶的内包布和外包布。片状压辊2及三角胶芯压辊5与胎面压头器4分别用气缸驱动升降。气缸驱动的刷汽油装置11用于在帘布上涂刷汽油。
整台机器的操作由程序控制器10控制，只要踩下脚踏开关8，随着成型鼓的转动，便可以按成型工艺过程的程序实现其操作过程。
操作者坐在座椅7上进行操作，可以减轻劳动强度。
5.2.3 主要性能参数
CCR-82型软边力车外胎成型机主要性能参数如下。
适用生产规格：26in
，28in。
生产能力：28in×
，300条/班；26in×
，240条/班。
成型鼓转速：21r/min。
电机：功率0.75kW；转速910r/min。
压缩空气：0.35～0.45MPa。
外形尺寸：1250mm×760mm×2000mm。
5.3 硬边胎成型机
5.3.1 用途
硬边胎成型机用于硬边结构的自行车外胎和多用途小轮径充气外胎的胎坯成型。
5.3.2 基本结构
早期硬边胎是用缠绕法成型，因成品胎使用质量差而被包叠法成型取代。包叠成型机有双鼓式和单鼓式两类，双鼓式结构的硬边胎成型机又分为水平式（卧式）双鼓和斜式（立式）双鼓成型机。一般都包括成型鼓、包边装置和传动装置三大部分。
（1）卧式硬边胎成型机 卧式硬边胎双鼓成型机如图5-2所示，部件有底座1、机架14、传动装置2、主动鼓装置6，被动鼓装置11、扫平碟装置7、控制按钮9等。
图5-2 卧式硬边胎成型机
1—底座；2—传动装置；3—气电转换器；4—软轴牙箱；5—压辊装置；6—主动鼓装置；7—扫平碟装置；8—卷折装置；
9—控制按钮；10—细布装置；11—被动鼓装置；12—压力表；13—被动鼓滑块装置；14—机架
电机通过V带带动主动鼓转动，利用按钮或脚踏开关启动、停止或倒转。成型时先将两个钢丝圈放到主动鼓、被动鼓的钢丝槽内，被动鼓除可作径向移动外还可在一定范围内稍作摆动。当装上钢丝圈，按动按钮被动鼓即将钢丝圈蹬紧。将两转鼓间的胶帘布卷引头拉出并插入主动鼓上缘与钢丝圈的夹缝里，手工将两帘布片边包叠搭接于钢丝圈上，按下按钮将扫平碟装置7转到工作位置。启动电机转动，当胶帘片被夹持转动包叠成型到即将首尾相连时，停止电机转动，将多余的帘布长度撕去。若需要在钢丝圈上贴加强的包布，同样将胶布条的引头拉出并插入主动鼓上缘与钢丝圈的夹缝里，启动电机转动，当胶布条首尾相连时，剪断多余的胶布布条。
水平双鼓包叠式成型机结构示意如图5-3所示，其成型工艺过程如图5-4所示。
图5-3 水平双鼓包叠式成型机结构示意
1—主鼓；2—副鼓；3—小帘布卷；4—包边辊；5—钢丝圈；6—压辊；7—折边辊；8—碟形辊；9—蝶形压辊
图5-4 双鼓包叠式自行车胎成型机成型工艺过程
1—钢丝圈；2—帘布；3—折边辊；4—包边辊；5—碟形压辊；6—橡胶压辊
（2）立式（斜式）硬边胎成型机 立式（斜式）成型机如图5-5所示。立式成型机是水平式（卧式）成型机的改进型，立式便于工人操控作业，成型胎壳和铺胎面胶同机完成。
图5-5 立式硬边胎成型机
1—主动鼓；2—操控箱；3—气缸；4—电箱；5—蹉碟传动部件；6—胎面帘布压辊装置；7—卷折装置；
8—被动鼓调节装置；9—胎面导开输送带；10—箱体；11—被动鼓；12—胎面胶输送支架
立式成型机的基本结构和工作原理与卧式成型机基本相同。立式成型机较卧式成型机有三处较大的改进：一是增加了胎面胶输送支架12和传送支承辊；二是被动鼓与主动鼓间的距离可在较大范围内调节，即可以成型ф250～590mm的硬边胎；三是被动鼓11是“半鼓”，即将原来圆形的被动鼓改为由几个小直径的辊子组成一个半圆形的鼓，使主动鼓、被动鼓的曲率半径不至于太小而造成钢丝圈在张力下的弯曲变形，同时有利于减小两鼓的中心距离，能成型小着合直径的胎坯（见图5-6）。
图5-6 带有“半鼓”的自行车胎成型机的双鼓示意
（3）折叠式单鼓成型机 折叠式单鼓成型机主要用于成型着合直径8in以下小轮径车胎或成型28in以上的非标准着合直径的充气轮胎。成型机由机座、传动装置和成型鼓三部分组成：机座用钢板、槽钢焊接而成；传动装置由电机、链轮链条和脚踏开关组成；成型鼓如图5-7所示，由鼓体1、铰链2、气缸3、支座4和平衡块5组成。
图5-7 单气缸气动式成型鼓
1—鼓体；2—铰链；3—气缸；4—支座；5—平衡块
5.3.3 主要性能参数
（1）卧式成型机
成型鼓直径：200mm。
成型鼓中心距：560～700mm。
电机：1.1kW；1410r/min。
碟形压辊直径：120mm（左），110mm（右）。
拉伸气缸：直径ф125mm；行程70mm。
外形尺寸：1100mm×1450mm×1250mm。
（2）立式成型机
主动鼓直径：200mm。
主动鼓转速：5.76r/min。
电机功率：1.5kW。
气缸工作压力：0.6MPa。
班产能力：400～500条。
外形尺寸：1350mm×1250mm×1450mm。
5.4 弹簧翻包成型机
5.4.1 用途
弹簧翻包成型机主要用于成型硬边结构的外胎，如摩托车外胎、自行车外胎和各种用途的小轮径轮胎。由于翻边装置由可伸缩的弹簧和推杆组成，故称弹簧翻包成型机。
5.4.2 基本结构及操作程序
弹簧翻包成型机基本结构如图5-8所示，整机由主机1、下压辊2、成型鼓3、钢丝定位装置4、供布架5和电气控制箱6六大部分组成。
图5-8 XTC-1摩托车胎弹簧翻包成型机
1—主机；2—下压辊；3—成型鼓；4—钢丝定位装置；5—供布架；6—电气控制箱
待成型用的胎面胶（用垫布隔开卷成大圆卷）和胶帘布卷（最多可有三种尺寸规格）装入供布架5的挂轴上，每层供布（供胶）架都由电机带动，由脚踏开关分别控制。操作有手动和自动方式供选择，其操作步骤：在成型鼓上铺贴胶帘布；合钢丝定位环；放钢丝圈；胀成型鼓，钢丝圈落入成型鼓的钢丝槽内；钢丝定位环复位；弹簧翻包机构动作将两边的胶帘布翻过去包住钢丝圈；上压轮压实各层胶帘布；贴胎面胶；下压轮压实胎面与胶帘布层；收缩成型鼓，取出胎坯。以上步骤可以单独控制，也可以程序自动控制。
5.4.3 主要装置
（1）主机 主机1（图5-8）是指主轴箱体和动力传动部分。由钢板焊接加工而成的箱体，内装由电机、变速箱、带轮和主轴组成的动力传动机构。
（2）供布架 供布架5（图5-8）由方钢焊接的支承架、减速机和链轮、导开辊组、储布机构及托架组合而成。储布机构装有纵向和横向都可滚动的塑料滚珠转轴，利于胶帘布和胎面的平直输送。胶帘布和胎面用导开机构导开，经导辊和储布机构的重力辊进入储布区，储布区内有行程开关控制导开机构的运行；在最低位，自动运行的导开机构将胶帘布和胎面送入储布区。胶帘布和胎面出储布区后，通过托架（托架角度可调）由成型工牵引进行成型。
（3）成型鼓 成型鼓如图5-9所示，主要由转动主轴、伸缩胀鼓机构和翻包机构三大部分组成。成型鼓的主轴与成型机的主机主轴连接。成型鼓伸缩胀鼓机构由翻包斜锥和多块斜滑块组成，在收缩鼓时为最小鼓径，其尺寸比成型的钢丝圈直径小25～30mm，钢丝圈和胎坯可顺畅进出。当气缸向右运行斜锥推动斜滑块向外胀开，成型鼓外径增大，张紧胶帘布和钢丝圈。然后，左右两边的翻包气缸动作，通过翻包机构带动弹簧圈将胶帘布翻包过去，由时间控制此动作的复位。当气缸向左运行，斜锥向前运行，所有斜滑块靠鼓面的弹簧收缩力压着气缸，成型鼓外径复原至最小值。
图5-9 成型鼓
（4）压紧装置 压紧装置由上、下两对压辊、丝杠动力机构和气缸组成。上压辊包胶轮，用于压实胶帘布层，下压辊是齿形轮，用于压实贴合的胎面，压辊对胶帘布、胎面的压力由气缸的气压来调节。转动的丝杠带动压辊，压辊的运动方向以及压实的具体位置，根据工艺要求而定。下压辊由胎面的中心线向胎趾两边逐渐压实，利于赶走夹带的气体。
5.4.4 主要性能参数
①主体参数：成型鼓中心线高度900mm；成型鼓转速25～140r/min；下压辊单向行程0～200mm；下压辊进给速度8mm/圈。
②供布装置：布卷最大外径和宽度ф400mm×400mm；供布轴转速99r/min。
③主电机2.2kW，压辊电机0.75kW，压缩空气源0.8MPa。
④外形尺寸：3620mm×2300mm×2060mm。
5.5 胶囊翻包成型机
5.5.1 用途
胶囊翻包成型机主要用于硬边外胎的成型，特别是适用于ATV胎和摩托车胎的外胎成型。
5.5.2 基本结构
胶囊翻包成型机如图5-10所示，由机身1、支承尾座运行的滑台2、尾座3、成型鼓4、下压辊5和传动系统6、电气系统7、气动系统8组成。
图5-10 胶囊翻包成型机
1—机身；2—滑台；3—尾座；4—成型鼓；5—下压辊；6—传动系统；
7—电气系统；8—气动系统
成型胎坯的程序和机构动作与弹簧翻包成型机大体相同。弹簧翻包成型机是通过翻包连杆机构带动弹簧圈将胶帘布翻包，而本机是通过胶囊的被动变形将胶帘布翻包贴合。两者比较而言，胶囊翻包贴合更为密实。
5.5.3 主要部件
胶囊翻包成型机的成型鼓如图5-11所示，由胶囊座2、锥形滑套4、内衬鼓瓦5、鼓瓦衬板6、鼓瓦8和导向座盘7等机件组成。胀鼓缩鼓动作与弹簧翻包成型鼓基本相同，但翻包贴合胶帘布是由胶囊充气和碗状胶囊扣套的推动而完成。图5-11中下半部是复原位状态，上半部是翻包时的工作状态。
图5-11 胶囊翻包成型鼓
1—床身；2—胶囊座；3—限位钩；4—锥形滑套；5—内衬鼓瓦；
6—鼓瓦衬板；7—导向座盘；8—鼓瓦
5.5.4 主要技术参数
成型规格：A6～13in，B14～18in。
压缩空气：0.6～0.7MPa。
电机功率：0.75～2.2kW。
外形尺寸：2950mm×840mm×1843mm。