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轮胎硫化机

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汽车轮胎的硫化从50年代起推广应用了胶囊定型硫化机。硫化室内径在65"以下的轮胎,即全部乘用车轮胎和轻型、中型卡车轮胎的硫化基本上都采用双模定型硫化机。


1  简介

  

  汽车轮胎的硫化从50年代起推广应用了胶囊定型硫化机。硫化室内径在65"以下的轮胎,即全部乘用车轮胎和轻型、中型卡车轮胎的硫化基本上都采用双模定型硫化机。65"以上的则采用单模定型硫化机或硫化罐。 双模定型硫化机首先普遍应用的是机械式硫化机,采用曲柄齿轮—连杆(或称四连杆)结构,机构原理简单。在合模瞬间就加上合模力,以较小的电机功率可获得较大的合模力。合模以后电机不再工作,而合模力可始终保持到重新开模。目前世界上所采用的机械式硫化机虽生产厂家不同、规格型号各异,而且经过多年不断改进,但基本结构都一样,也都没有变化。

  

2  发展趋势

  

  在机械式硫化推广应用的同时,也出现了液压式硫化机。但由于开始时液压式硫化机对机械式硫化机的优越性不很明显,而且当时液压技术还不很成熟,轮胎厂对液压式硫化机的维修保养还不很适应,因此在一段时间内液压式硫化机没有象机械式硫化机那样得到普遍推广。但随着汽车工业和轮胎工业的不断发展,对轮胎的均匀性提出了越来越高的要求,也对硫化机的工作精度提出了越来越高的要求,液压式硫化机的优越性就充分地显示出来了。同时液压技术也日趋成熟,维修保养也不再成为大问题。所以现在世界上主要轮胎公司已逐步采用液压式硫化机来代替传统的机械式硫化机。他们在建设新厂或对老厂进行技术改造时,已基本上采用液压式硫化机。液压式硫化机替代机械式硫化机已成为无可置疑的发展趋势。

  

3  原理流程

  

  轮胎硫化机系统工作原理: 电机带动齿轮泵和高压齿泵转动(泵的旋转方向应与箭头方向一致) , 按启动按钮后 . 滤油器 → 齿轮泵 → 溢流阀 → 单向阀 → 油缸此时 , 液压油经使柱滤油器 → 齿轮泵 → 远程调压阀 → 单向阀 → 油缸塞快速上升 , 流量减少 , 低压溢流阀和远程调压阀溢流系统压力由电接点压力表的黑针显示 , 电接点压力表的红针调到保压压力 14.5Mpa, 另一只绿针调到 13Mpa, 当表上黑针和红针重合时 , 压力表发出讯号 , 使电机停止工作 , 即为保压。注:硫化时间需预先调定 DSJ-909 , 保压时间到 , 自动报警蜂鸣器响 , 此时拉回液压站上的控制阀手柄 , 热板快速下降 , 即开模。一个工作程序就此完成。由于合模硫化过程中可能要出现降压现象 , 黑针退到与绿针重合(不保压) , 此时电机重新运转工作 , 使黑针又与红针重合 , 即自动补压 , 自动补压不影响硫化时间。

  

4  结构特点

  

  机械式硫化机有其结构特点,但这种结构也同时带来了一些固有的弱点。

  

  机械式硫化机的合模力是依靠各受力构件的弹性变形而获得的。在合模并加上合模力时,上横梁两端向下挠曲,底座两端向上挠曲,连杆被拉长且其两端向外挠曲,曲柄齿轮及连杆下端向外偏移。因此,即使是全新的硫化机,制造质量良好,没有磨损,在合模时这些挠曲变形都一定发生。硫化工位的轴线将偏离理论的垂直位置而被扭弯,而且这轴线从理论垂直位置到被扭弯位置每开合模一次就重复发生一次。也就是说,这轴线在开合模瞬间是带有角转运动的。 由于受力构件的挠曲变形,模具受到的合模力沿圆周方向不是均匀分布的,终是外侧的受力大于中间。有的硫化机制造厂针对这一问题采取了一些补救措施,例如在未合模时使曲柄齿轮下端预先内倾(曲柄齿轮轴向外下倾一微小角度),以及在上横梁上采用楔形填片等,这对某一特定规格的轮胎并在硫化机没有磨损时起到一定的补偿作用,但在变换轮胎规格时或硫化机零件有磨损时,这种补偿作用就大大降低。 双模硫化机结构上是左右对称的,但由于制造上的误差,不可能做到对称。硫化机制造厂采取各种措施以保证零件的对称性,例如连杆成对加工,墙板成对加工,尽量采用数控机床等,但对上横梁、底座、曲柄齿轮、传动轴和传动齿轮等,很难做到对称。由于存在这对称性误差问题,为了保证机器灵活运转,各运动零件的配合一般都采用较松的配合公差。如连杆孔与上横梁轴及曲柄销的配合为(E8/e8),曲柄齿轮轴与底座孔的配合为(E8/e8),上横梁轴与滚轮的配合为(F8/e8),滚轮与墙板导槽的配合为(H9/f8),上横梁端面、底座端面与连杆平面之间的累积间隙为1.15~1.5mm等。这不对称性和这些公差的存在进一步对硫化机的合模精度特别是重复精度造成不利影响。 机械式硫化机的结构还决定了上横梁销轴施加于连杆上部铜套的力、曲柄齿轮轴施加于连杆下部铜套的力,和曲柄销施加于连杆下部铜套的力都是不均匀的,见图1。而且这几个连接部分都在重负荷下转动,这不可避免地造成这些铜套的不均匀的和较严重的磨损。而铜套的磨损将进一步降低硫化机的合模精度。为了保持硫化机一定的合模精度,这些铜套的磨损程度必须经常检查并及时更换。

  

  此外,机械式硫化机的合模力是在曲柄销到达下死点瞬间由各受力构件的弹性变形量所决定的。而温度变化将使受力构件尺寸发生变化,合模力也将随之而变化。因此机械式硫化机的合模力对温度是比较敏感的。在投入使用前或停机一段时间重新开动时一定要预热。生产过程中环境温度或工作温度的波动都将造成合模力的波动。

  

5  维修原理

  

  所有这些机械式硫化机所固有的弱点在液压式硫化机上都较彻底地解决了。现以日本三菱重工生产的PC-X液压硫化机(PC-X中的PC代表乘用车胎,X代表液压硫化机系列)。

  

  1 总体结构 

  

  (l)机体为固定的框架,结构紧凑,刚性良好,安装运输方便。

  

  (2)开合模时上模部分只有垂直上下运动,靠前后和左右滚轮在导轨上滚动。滚轮带有偏心套,对中度可调整。滚轮与导轨之间基本上没有间隙,可保持很高的对中精度和重复精度。

  

  (3)虽然液压式硫化机也是双模腔的,但从受力角度看,只是两台单模硫化机连结在一起。合模力依靠液压缸加在模具中心的力和二侧框架对称的弹性伸长而获得,模具圆周方向受力均匀5。在整个操作过程中硫化工位轴线能始终保持理论垂直,没有角转运动。

  

  (4)由于合模力决定于合模油缸油压,不受环境温度或工作温度影响,可保持恒定的合模力。

  

  (5)运动零件动作时其滑动表面或滚动表面没有法向负荷,磨损极小,可保持长时间的操作精度。

  

  (6)由于改进了机械结构和隔热层的设计,辐射热损耗比机械式硫化机降低30~50%。

  

  (7)由于开合模动作简化,开合模时间缩短30%左右,提高了机器的生产率。

  

  (8)因为没有上模的翻转运动,对保持活络模的精度和延长其使用寿命有利。

  

  (9)由于取消了全部蜗轮减速器、大小齿轮、曲柄齿轮和大连杆等运动件和易损件,维护保养工作量减少。

  

  (10)由于整机重量减轻,且机器在开合模时重心轴线不偏移,机器的基础处理可大大简化。

  

  (11)机器的运动精度提高,可达到:

  

  上下热板同心度≤0.3mmTIR

  

  上下热板平行度≤0.3mm/m

  

  装胎器对下热板的同心度≤0.3mmTIR

  

  装胎器对下热板的平行度≤0.5mm/m 卸胎器对下热板的同心度≤1mmTIR

  

  卸胎器对后充气环的同心度≤1mmTIR

参考资料

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