第2章　鋼絲圈機械

2.1　概述

鋼絲圈是力車輪胎的重要組成部分，靠鋼絲圈與輪輞緊密結合而把輪胎固定成車輪整體，也是傳遞驅動力的骨架部件。

鋼絲圈的結構形式有單根鋼絲對接而成和多根鋼絲組合而成兩種。單根鋼絲圈由ф2.40mm或ф2.03mm或ф1.83mm的冷軋鋼絲或鍍銅鋼絲制造。先將盤卷的鋼絲導出校直，然后定長裁斷；繼而將兩頭搓絲，套小鋼套管連接為環狀，沖壓壓實成圈。使用的機械有鋼絲校直定長裁斷機、鋼絲自動搓絲機和小沖床。多根鋼絲圈由ф0.96mm的鍍銅鋼絲經校直、除油、包膠壓出、成圈裁斷，然后纏紗而成。使用的機械有鋼絲擠出包膠成型聯動線、鋼絲圈纏紗機和鋼絲碰焊機。

2.2　鋼絲校直定長裁斷機

2.2.1　用途

鋼絲校直定長裁斷機用于自行車硬邊外胎所用的單根鋼絲的校直、定長和裁斷，以供下工序搓絲、套管對接、沖壓成圈。

2.2.2　基本結構

鋼絲校直定長裁斷機如圖2-1所示，整機由機架8、傳動裝置1、校直裝置2、牽引裝置4和定長裁斷部分5～7組成。

鋼絲由導絲盤處引出后，穿過鋼絲導圈，通過校直裝置2進行校直，再經過牽引裝置4將鋼絲送到定長裁斷裝置按一定長度切斷。鋼絲在定長器6內通過，碰到發訊裝置7的限位碰桿（即鋼絲達到所要求的長度）時，電磁鐵立即動作，帶動裁斷裝置5的裁刀將鋼絲裁斷。然后定長器6開啟，裁斷后的鋼絲即落入置于機器下方的接線架內。

2.2.3　主要性能參數

鋼絲傳送速度：24m/min。

生產能力：28in鋼絲圈4000條/班；26in鋼絲圈4400條/班。

電機：功率1.5kW；轉速940r/min。

電磁鐵：額定吸力250N；額定行程30mm。

外形尺寸：3500mm×900mm×1240mm。

重量：約200kg。

2.2.4　主要部件裝置

（1）機架及傳動機構　機架用角鋼及鋼板焊接制成。電機通過V帶輪傳動帶動校直裝置及牽引輥。

（2）校直裝置　其結構有兩種，其中較簡單的一種如圖2-2所示。抗曲線輥上裝有四個端部鑲焊有耐磨合金的可調校直塊，校直塊的頭部開有半圓槽，用以托住鋼絲。另一種結構是用四個滾輪作為校直塊，可減少校直時的摩擦阻力。滾輪用中碳鋼或高碳鋼制造（需經熱處理），也可用滾動軸代替。校直塊交叉安裝，調節其螺母，使校直塊的端部超過回轉軸中心線而壓緊鋼絲，這樣，當回轉軸高速旋轉時，即可起到調直鋼絲的作用。

（3）定長裁斷裝置　裁斷裝置如圖2-3所示。裁刀6用銷軸5裝在刀架3中間，在裁刀上部裝有彈簧4，用以使裁刀刀刃緊貼在多孔導絲板8上。刀架3可以在座架1的滑槽中由連桿帶動上下運動。當鋼絲達到所要求的長度觸及發訊裝置的限位碰桿時，電磁鐵動作，通過杠桿及連桿帶動刀架3向下運動，裁刀6即可將鋼絲裁斷。裁刀用工具鋼制成，刀刃部位經熱處理，硬度應不低于60～65HRC。多孔導絲板8裝在座架1中的裁刀前面，作下刀口用。多孔導絲板用工具鋼或高碳鋼制造，并經熱處理，其硬度不低于60～65HRC。導絲板上鉆有很多小孔，使用時，根據孔的磨損程度可依次更換，以保持刃口的銳利。孔的直徑按鋼絲的粗細決定，一般情況下孔徑較鋼絲直徑大0.5mm，能使鋼絲在小孔中順利通過。

定長器用兩根扁鋼制成，用鉸鏈互相連接（見圖2-1中的定長器6）。定長器一側固定于機架上，它的下方即為旋轉校直截斷后的鋼絲的貯存斗。兩扁鋼的內側分別開有半圓槽，校直后的鋼絲可以在槽中通過。當杠桿壓下裁刀將鋼絲裁斷后，裝在杠桿上的壓板壓住定長器的轉臂，將定長器的一側打開，裁斷后的鋼絲即排入貯存斗內。

（4）發訊裝置　其結構如圖2-4所示。在固定架13上裝有用絕緣材料制成的滑動桿座7和固定桿座12，滑動桿6可以在滑動桿座7中沿軸向滑動?；瑒訔U6和固定桿11的兩接觸端部分別焊有銅塊9和10，控制電磁鐵信號的電線分別由螺釘8及固定桿11右端的螺母處引出。校直后的鋼絲在牽引輥的牽引下穿過定長器觸及限位碰桿3，并推動滑動桿6向固定桿11方向移動。當銅塊9與10相接觸時，電路接通，電磁鐵便立即動作，拉動裁刀將鋼絲裁斷。鋼絲由定長器內排出后，滑動桿6在彈簧5的作用下復位，觸頭銅塊9與10脫開，電磁鐵復位。調節限位碰桿3的伸出距離可以對鋼絲的裁斷長度進行少量調整。

發訊裝置以采用低壓電源或其他封閉式的限位開關（或微動開關）為好，以防觸電，保證安全。

2.3　鋼絲自動搓絲機

2.3.1　用途

鋼絲自動搓絲機用于單根鋼絲圈已定長裁斷的鋼絲兩端搓出斜紋網狀牙，以利下工序套管對接壓實成圈。

2.3.2　基本結構

鋼絲自動搓絲機如圖2-5所示，由放線裝置1、放線架2、傳動裝置3、間歇傳動機構8、頂起側推裝置5、搓絲機構4和機架等組成。

電機經減速后通過鏈輪和曲柄連桿帶動各部件動作。鋼絲裝到放線裝置1的V形槽內，由于鋼絲自重而落入送線螺桿6上，當鋼絲隨螺桿運行到搓絲機構4的位置，間歇傳動機構8動作，通過頂起側推裝置5把鋼絲頂入搓絲機構4的牙板口，進行一端的搓絲。搓完一端絲牙的鋼絲繼續向前運行，當運行至第二個搓絲機構的位置時，又進行另一端的搓絲，搓完兩端絲牙的鋼絲落入接線架7上。整個過程自動進行。

2.3.3　主要性能參數

電機功率：3.5kW。

外形尺寸：2800mm×2700mm×1200mm。

生產能力：1200支/h。

重量：約300kg。

2.3.4　主要部件裝置

（1）機架及傳動裝置　機架由放線架、搓絲架和接線架組成，用槽鋼、角鋼焊接制作。間歇傳動機構和傳動裝置由一臺電機減速后帶動，通過鏈輪、鏈條和曲柄連桿連接與傳動，帶動整機各部件動作。

（2）搓絲裝置　搓絲裝置結構如圖2-6所示，由機座，上、下搓絲板，拖板，飛輪和曲柄輪、鏈輪組成。傳動裝置通過拖板5推拉，將裝有搓絲板的壓板4往復運動。上、下搓絲板的間隙由上頂螺栓調節，彈簧14有補償和保護作用。當鋼絲運行至搓絲板的邊緣，頂起側推裝置把鋼絲頂起到與下搓絲板平齊，并推入上、下搓絲板中間，往復動作的上搓絲板將鋼絲一端搓壓出網狀牙紋。

2.4　鋼絲擠出包膠成型聯動線

2.4.1　用途

鋼絲擠出包膠成型聯動線用于制造硬邊自行車外胎、摩托車外胎和多用途小輪徑外胎多根組合的鋼絲圈。

2.4.2　基本結構

鋼絲擠出包膠成型聯動線基本結構如圖2-7所示，聯動線由鋼絲導開裝置、鋼絲校直裝置、加熱除油裝置、擠出機、牽引儲線架、送線裁斷機構和成圈鼓等組成。

盤卷的鍍銅鋼絲裝到放線器10，拉出引線經過直線器11將鋼絲校直，再經加熱裝置7（有電加熱和蒸汽加熱兩種形式）和棉紗除油的清潔器6，然后進入擠出機頭包膠壓出。包膠的鋼線由導線輪組合導入牽引儲線架，再由送線機構將鋼絲頭送到成圈鼓的夾線口，當成圈鼓按工藝要求轉夠一定圈數后，裁斷機構將鋼絲切斷。成型好的多根鋼絲圈由人工取出，也有自動推出的成圈盤。一般黏性好的膠料可采用自動推出形式，膠料黏性不好采用人工取出，以便用膠布包扎散開的鋼絲端頭。一條擠出包膠成型聯動線可以多鼓，也可以一鼓多圈。一鼓多圈是在一個成型鼓上同時成型2～3個圈，待冷卻后再分離各圈。聯動線由電氣控制箱的程序控制器指令協調各部件動作。

2.4.3　主要性能參數

鋼絲圈直徑：ф100～750mm。

電機功率：11kW。

外形尺寸：10000mm×1400mm×2300mm。

班產能力：2500～3500支/鼓。

壓縮空氣：0.2～0.5MPa。

2.4.4　主要部件裝置

（1）去銹除油裝置　去銹除油裝置如圖2-8所示，被牽引運行的鋼絲穿過清潔頭而達到去銹除油。清潔頭根據不同的鋼絲可制成砂箱加棉紗團的形式，也可以是棉紗團加少量除油的有機溶劑。壓板和鎖緊螺栓是為了給通過清潔頭的鋼絲一定的擦拭力。

（2）送線裁斷裝置　送線裁斷裝置如圖2-9所示，由牽引裝置和裁斷機構組成?？坎玫兜囊贿呥B著成圈鼓，當成圈鼓設定的圈數轉到位時，裁刀2動作將鋼絲切斷。成圈鼓上的氣缸下行，人工取出或自動推出鋼絲圈，繼而程序控制指令牽引裝置夾持著鋼絲將端頭送到成圈鼓（見圖2-10）的卡口位，此時鼓上的氣缸上行，夾緊鋼絲端頭進行下一個鋼絲圈的成型。牽引裝置由夾持頭、導軌和氣缸組成。氣缸與下夾輪相連，沿導軌往復運動，上夾輪為偏心輪，表面有網狀紋，當夾持頭往裁刀方向運動時能夾緊鋼絲運行，當夾持頭向裁刀反方向運動時，由于上夾輪偏心作用而離開下夾輪一定距離，上、下夾輪沿導軌在鋼絲表面滑行。

（3）成圈鼓　成圈鼓是鋼絲擠出包膠成型聯動線根據制造不同規格鋼絲圈需經常更換的一個部件，具體見圖2-10。成圈鼓由轉鼓4、活動件2和氣缸3組成。聯動線的控制器設置成圈鼓轉夠圈數并當轉鼓與活動件接口轉到同鋼絲端頭運行軌跡相吻合時停下，裁斷后氣缸下行，取出已成型的鋼絲圈。當送線裝置將鋼絲端頭送到轉鼓與活動件接口中間時，氣缸上行，夾緊鋼絲轉動成型新的鋼絲圈。

2.5　鋼絲圈纏紗機

2.5.1　用途

鋼絲圈纏紗機用于已包膠成型的多根鋼絲圈表面纏上2～5cm間距的棉紗線，以防止多根鋼絲圈在外胎成型操作過程中松散而移位，影響產品質量。

2.5.2　基本結構

鋼絲圈纏紗機如圖2-11所示，整機由機架4、傳動裝置5、繞線機構6和操縱機構3組成。

傳動裝置5通過帶輪、軸和絲杠帶動壓輪轉動，利用操縱機構3提起上壓輪，將需纏紗的鋼絲圈放到上、下壓輪間，然后壓下壓輪，通過壓輪帶動鋼絲圈7轉動。同時，操縱機構3合上離合機構帶動繞線機構6作鋼絲圈的徑向旋轉。繞線機構上裝有棉線線軸，鋼絲圈作周向轉動，繞線機構6作鋼絲圈的徑向旋轉，棉線便在鋼絲圈表面繞行。纏紗的間距由壓輪的轉速調節。

2.5.3　主要性能參數

鋼絲圈直徑：ф250～750mm。

生產能力：四工位1600～20000支/班。

重量：250kg。

電機功率：1.5kW。

外形尺寸：2000mm×800mm×800mm。

2.6　鋼絲碰焊機

2.6.1　用途與工作原理

鋼絲碰焊機是一種電阻焊接機械，它在鋼絲接頭外施加低電壓大電流的電源，將接頭處放電加熱，然后經過加壓使鋼絲的兩個端頭焊接成一體。一是用于制造單根鋼絲圈，二是將需包膠壓出的鍍銅鋼絲碰焊連接成無限長度，利于連續作業。

2.6.2　基本結構

鋼絲碰焊機如圖2-12所示，主要由工作臺1、可調變壓器2及碰焊機機體三部分組成。工作臺1上裝有踏桿7，用繩索5與鋼絲夾鉗4相連，踩下或松開踏桿7即可將鋼絲夾鉗的鉗口張開或夾緊。用手工調節可調變壓器2的輸出電壓及電流，以適應焊接不同規格鋼絲的需要。

鋼絲碰焊機機體部分的結構如圖2-13所示。左夾鉗體15和右夾鉗體8用兩根導向桿16和活動軸3裝于固定在底板17的軸承座14上。底板要求絕緣，材料可用夾布膠木。操作時，腳踩踏桿，壓縮彈簧23，兩個活動夾鉗體10將兩個鉗口9張開，人工將待焊接的鋼絲端頭放于兩個鉗口中并使鋼絲兩端接觸，然后松開踏桿，夾鉗借彈簧的力將鋼絲端頭夾緊，而后，人工手把搬動凸輪開關1，頂桿2推動右夾鉗體8和活動軸3向右移動（與此同時，彈簧25推動左夾鉗體15一起向右移動，使待焊鋼絲兩端部始終保持接觸）。此時導向桿16帶動撥桿22通過活動架21使活動觸點20與固定觸點19互相接觸，電源便接通，靠鋼絲端頭的接觸電阻，將鋼絲兩端加熱。加熱完畢凸輪開關轉回原位。彈簧4和25使活動軸3及頂桿2復位，同時在彈簧4的作用下，左、右活動鉗夾持的鋼絲頭靠近，當即碰接便會放電產生電弧高溫熔化鋼絲頭，則可對鋼絲兩端加壓焊接，彈簧4可用螺釘6調整。焊接完畢，用腳踩踏桿鉗口張開，人工將鋼絲圈由夾鉗口處取出并放置于回火夾鉗11及12之間，松開踏桿使夾鉗12又將鋼絲夾緊，人工按動回火電源開關，鋼絲圈的焊接部位重新加熱，進行回火處理。

2.6.3　主要性能參數

生產能力：900條/h。

可調變壓器：容量2～2.5kV·A，輸入電壓220V，輸出電壓3～6V。

外形尺寸：950mm×750mm×1360mm。

重量：約150kg。

2.7　冷壓接頭裝置

2.7.1　鋼絲冷壓接頭的型式

鋼絲冷壓接頭有兩種型式，如圖2-14所示：圖（a）為螺紋式套管冷壓接頭，這種接頭方法接觸面大，加工較容易，但加工工序較多，擠壓時需要較高壓力的壓力機；圖（b）為嵌接式套管冷壓接頭，結構簡單，接頭強度較高，但需用專用的刀具進行加工。

2.7.2　冷壓接頭生產工序

螺紋式套管冷壓接頭的生產工序如圖2-15所示。經校直、定長、裁斷后的鋼絲首先經過搓絲機將鋼絲的兩端擠壓搓出螺紋，然后經過彎圈機將鋼絲彎成所需直徑的圓圈，第三步是將已加工好的套管套在鋼絲兩端的螺紋部分，然后在壓力機上通過上、下模具對套管進行擠壓，使套管的內壁嵌入螺紋并與螺紋部分互相緊密咬合達到連接的目的。套管用普通低碳鋼制成，長度為10～15mm。套管經擠壓上、下模具的結合面處會有一些擠壓毛邊出現，需用砂輪進行修光。鋼絲端頭的連接螺紋也可用滾花代替。