輪胎節(jié)能硫化與精密成型工藝及裝備的研究.pdf

1、精密、智能和節(jié)能是輪胎工業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。硫化作為輪胎制造最為重要的工序之一，對(duì)輪胎性能好壞有著決定性作用。在膠囊硫化工藝中，結(jié)構(gòu)上存在膠囊膨脹不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題導(dǎo)致輪胎內(nèi)輪廓成型精度低;在控溫方面，上、下胎側(cè)位置存在溫度差異，上、下硫化程度不同降低了輪胎制品的均一性和平衡性能，最終影響輪胎的使用性能和使用壽命。此外，硫化是輪胎生產(chǎn)過(guò)程中耗能最大的工序之一。大量的熱量耗散在硫化介質(zhì)的輸送過(guò)程中，使用環(huán)節(jié)熱利用率低下，熱量損失大大增加了輪胎的生

2、產(chǎn)成本。
　　利用剛性金屬內(nèi)模具替代中心機(jī)構(gòu)的膠囊并采用電磁感應(yīng)加熱的輪胎直壓硫化機(jī)構(gòu)，在精密成型輪胎內(nèi)輪廓和節(jié)能方面取得一定成果。然而，輪胎直壓硫化技術(shù)由于沒(méi)有相匹配的輪胎硫化機(jī)，無(wú)法形成系統(tǒng)的輪胎直壓硫化體系，為直壓硫化的發(fā)展造成了很大的障礙。
　　本文基于輪胎直壓硫化的基本原理及其工藝特點(diǎn)，提出了一種新結(jié)構(gòu)輪胎直壓定型硫化機(jī)。新結(jié)構(gòu)硫化機(jī)采用金屬外模和金屬內(nèi)模以分別加壓的方式進(jìn)行鎖模，保證了硫化壓力的可控性;將電磁感應(yīng)

3、技術(shù)應(yīng)用在輪胎硫化機(jī)所有的加熱部件上，摒棄介質(zhì)的輪胎硫化加熱方式，實(shí)現(xiàn)輪胎硫化機(jī)硫化溫度的綠色供給。結(jié)合輪胎硫化機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了伺服控制的液壓系統(tǒng)，與廠家合作共同設(shè)計(jì)了新結(jié)構(gòu)硫化機(jī)的控制系統(tǒng)及操作界面。
　　(1)分析了直壓硫化工藝及裝備的發(fā)展現(xiàn)狀，從成型順序、壓力控制、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和輔機(jī)裝備等方面詳細(xì)闡述了現(xiàn)有剛性金屬內(nèi)模直接應(yīng)用在傳統(tǒng)硫化機(jī)上引發(fā)的問(wèn)題。提出兩個(gè)解決方案中，壓力鎖模方案較好，將在新機(jī)上應(yīng)用。
　　(2)創(chuàng)

4、新提出框架一立柱式新結(jié)構(gòu)輪胎硫化機(jī)，根據(jù)國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定了驅(qū)動(dòng)方式、加熱結(jié)構(gòu)、硫化溫度控制方法、模型數(shù)量、熱罩直徑等輪胎硫化機(jī)的主要參數(shù)。運(yùn)用有限元分析軟件ABAQUS進(jìn)行了新結(jié)構(gòu)輪胎硫化機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)強(qiáng)度分析，校核各零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，利用多步分析模塊驗(yàn)證了用于內(nèi)模鎖模的力并不影響外模的鎖模效果，證實(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。最后，利用UG完成了新結(jié)構(gòu)輪胎硫化機(jī)的三維造型及工程圖紙的繪制。
　　(3)成功研制了整機(jī)電磁感應(yīng)加熱裝置。根據(jù)

5、硫化機(jī)熱板、模套和金屬內(nèi)模各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相匹配的電磁感應(yīng)加熱方案，利用實(shí)驗(yàn)對(duì)各零件的溫升情況、溫度均勻性能、溫度分布和節(jié)能效果進(jìn)行了研究，分析發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)加熱不僅具有加熱快，節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，通過(guò)合理設(shè)置加熱單元電感量、加熱單元布置位置，可以得到不同的溫度分布情況。根據(jù)硫化過(guò)程熱量需求分布，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高電磁感應(yīng)加熱的熱利用率。
　　(4)設(shè)計(jì)了輪胎直壓硫化機(jī)泵控伺服控制液壓系統(tǒng)，提升新結(jié)構(gòu)輪胎硫化機(jī)的動(dòng)作精度。同時(shí)，由于硫化