1310RIB垂直升降式輪胎定型硫化機(jī)的研制
[我的輪胎] 發(fā)表時間:2009-09-20
1310RIB垂直升降式輪胎定型硫化機(jī)的研制
陳維芳 方常耀
陳維芳 方常耀
內(nèi)容摘要:本文介紹一種全新結(jié)構(gòu)的機(jī)械式硫化機(jī)。由于其自身的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn),適合于高等級子午胎硫化,極有可能較大面積取代垂直翻轉(zhuǎn)式及垂直平移式機(jī)械硫化機(jī),在我國輪胎廠得到迅速且廣泛的運(yùn)用和推廣。
關(guān)鍵詞:輪胎定型硫化機(jī) 垂直升降式
關(guān)鍵詞:輪胎定型硫化機(jī) 垂直升降式
輪胎硫化是輪胎制造的最后一道工序。輪胎硫化機(jī)是影響輪胎制造質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備之一。尤其是制造高等級的子午線輪胎,采用普通機(jī)械式硫化機(jī),輪胎的均勻性很難得到保證。國外普遍采用液壓硫化機(jī)解決此問題,使得液壓硫化機(jī)在輪胎廠迅速的發(fā)展,據(jù)統(tǒng)計國外大的輪胎廠使用液壓硫化機(jī)的比重達(dá)60%以上。桂林橡膠機(jī)械廠從液壓硫化機(jī)產(chǎn)生靈感,對傳統(tǒng)機(jī)械式硫化機(jī)大膽創(chuàng)新,研制出垂直升降式結(jié)構(gòu)的機(jī)械式硫化機(jī),適合高等級子午線輪胎的硫化。該產(chǎn)品為國內(nèi)外首次在機(jī)械式硫化機(jī)采用垂直升降式結(jié)構(gòu),已申請國家專利,專利申請?zhí)枮?9246085.9。
1.傳統(tǒng)機(jī)械式硫化機(jī)的技術(shù)狀況及缺陷
傳統(tǒng)的機(jī)械式輪胎定型硫化機(jī)按橫梁的運(yùn)動軌跡可分為垂直翻轉(zhuǎn)式和垂直平移式兩種。即橫梁連同上蒸汽室(熱板)一起在曲柄齒輪的驅(qū)動下,先沿墻板導(dǎo)槽作垂直上升,然后在副導(dǎo)軌的作用下,橫梁再沿墻板弧形軌跡動作,實(shí)現(xiàn)蒸氣室的翻轉(zhuǎn)或平移。無論是垂直翻轉(zhuǎn)式還是垂直平移式輪胎硫化機(jī),都存在如下問題待解決和完善:
1.1由于為機(jī)械傳動,兩側(cè)的傳動零件如齒輪公法線、齒形、軸瓦間隙等諸多原因,不可能完全一致,造成橫梁兩側(cè)運(yùn)動不同步,橫梁在運(yùn)動時,由于不同步產(chǎn)生橫梁承受側(cè)向力,使上橫梁發(fā)生“漂移”現(xiàn)象,由于上橫梁與上蒸汽室連為一體,因而上蒸汽室亦隨之移位,并使上下模具中心不同軸。上橫梁在墻板上運(yùn)動行程越長,則 “漂移”的位置有可能越大。
1.2上橫梁運(yùn)動由翻轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動轉(zhuǎn)換為垂直運(yùn)動時,由于齒輪側(cè)隙在橫梁自重下,突然改變方向(拐點(diǎn)),使設(shè)備產(chǎn)生抖動和響聲,直接影響設(shè)備其余部件精度,如機(jī)械手重復(fù)精度就受其影響而降低。
1.3對于垂直翻轉(zhuǎn)式硫化機(jī),固定在上蒸汽室的上模型,由于調(diào)模機(jī)構(gòu)的間隙原因,翻轉(zhuǎn)時,模型因自重向下部靠緊,從而造成上、下模具不同軸,在安裝活絡(luò)模型的情況下,活絡(luò)模受力不均,易損壞模具,降低模具的使用壽命和模具精度。
1.4不管是垂直翻轉(zhuǎn)式還是垂直平移式, 其墻板軌跡為特殊的曲線,較難加工,且需表面淬火處理,費(fèi)用高。主導(dǎo)輥與墻板軌道為相對運(yùn)動,易磨損,影響硫化機(jī)的精度和運(yùn)行平穩(wěn)。
2.垂直升降式輪胎定型硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)說明
同傳統(tǒng)的機(jī)械式硫化機(jī)一樣,該產(chǎn)品由主機(jī)、裝胎機(jī)構(gòu)、、卸胎機(jī)構(gòu)、存胎器、控制柜及管路系統(tǒng)等組成。主機(jī)包括底座、墻板、電動機(jī)、減速機(jī)、中間齒輪、曲柄齒輪、連桿、上橫梁、上硫化室、下硫化室、中心機(jī)構(gòu)等。如圖1所示,墻板的形狀和橫梁的運(yùn)動與常規(guī)的機(jī)械式硫化機(jī)有較大的差別。每一墻板上部各開有一垂直的傳動導(dǎo)槽(主導(dǎo)槽),墻板下部開有與曲柄齒輪相匹配的弧形缺口。在底座后側(cè)安裝著電動機(jī)、減速機(jī)及中間齒輪,它們通過傳動軸相互連接傳動,并最后連接傳動著兩墻板下面的曲柄齒輪,曲柄齒輪的軸頭通過軸瓦連接傳動著位于兩墻板外側(cè)的兩連桿下端頭,兩連桿上端頭則連接著從墻板上部傳動導(dǎo)槽中伸出的上橫梁軸頭。在上橫梁下面吊掛著上硫化室及上模具,而在底座上正對上硫化室的位置處則安裝有硫化室和中心機(jī)構(gòu)。同時,在硫化機(jī)的前側(cè)均安裝有爪式裝胎機(jī)構(gòu)及存胎器;而在靠近硫化室的后側(cè)均安裝有卸胎機(jī)構(gòu)。 為了保證上橫梁的下平面與底座的上平面的平行度,也就是為了保證硫化室上模具和下模具的平行度,在上橫梁靠兩墻板內(nèi)側(cè)位置處各連有一后伸的臂塊,每一臂塊均裝有上下垂直的兩偏心輪。為了消除可能的“漂移”現(xiàn)象造成的位移,即為了保證硫化室上模具和下模具的順利準(zhǔn)確合模,在上橫梁與下底座之間安裝有一副對中桿。
3. 主要技術(shù)參數(shù)
保溫罩內(nèi)徑: 1310 mm
加熱方式: 熱板式
每個模型最大合模力: 2890 KN(295 tf)
調(diào)模高度: 245 ~445 mm
垂直開模距離: 1276 mm
胎圈直徑: 15″~20 ″
最大生胎高度: 760 mm
開/合模時間: ~65 秒
總重: 約47噸
外型尺寸(長×寬×高): 5867×4920×5117 mm
4.主要硫化工藝
硫化工藝路線為:機(jī)械手抓胎→機(jī)械手上升→機(jī)械手轉(zhuǎn)入→機(jī)械手放胎→定型(氮?dú)舛ㄐ停鷻C(jī)械手爪片閉合→機(jī)械手上升→機(jī)械手轉(zhuǎn)出→合?!味ㄐ汀夏V两K點(diǎn)→硫化(氮?dú)饬蚧_?!彝采稹z囊收縮→卸胎臂轉(zhuǎn)進(jìn)→囊筒下降→卸胎機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)→輪胎進(jìn)入后充氣裝置冷卻。(見圖2)
1.傳統(tǒng)機(jī)械式硫化機(jī)的技術(shù)狀況及缺陷
傳統(tǒng)的機(jī)械式輪胎定型硫化機(jī)按橫梁的運(yùn)動軌跡可分為垂直翻轉(zhuǎn)式和垂直平移式兩種。即橫梁連同上蒸汽室(熱板)一起在曲柄齒輪的驅(qū)動下,先沿墻板導(dǎo)槽作垂直上升,然后在副導(dǎo)軌的作用下,橫梁再沿墻板弧形軌跡動作,實(shí)現(xiàn)蒸氣室的翻轉(zhuǎn)或平移。無論是垂直翻轉(zhuǎn)式還是垂直平移式輪胎硫化機(jī),都存在如下問題待解決和完善:
1.1由于為機(jī)械傳動,兩側(cè)的傳動零件如齒輪公法線、齒形、軸瓦間隙等諸多原因,不可能完全一致,造成橫梁兩側(cè)運(yùn)動不同步,橫梁在運(yùn)動時,由于不同步產(chǎn)生橫梁承受側(cè)向力,使上橫梁發(fā)生“漂移”現(xiàn)象,由于上橫梁與上蒸汽室連為一體,因而上蒸汽室亦隨之移位,并使上下模具中心不同軸。上橫梁在墻板上運(yùn)動行程越長,則 “漂移”的位置有可能越大。
1.2上橫梁運(yùn)動由翻轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動轉(zhuǎn)換為垂直運(yùn)動時,由于齒輪側(cè)隙在橫梁自重下,突然改變方向(拐點(diǎn)),使設(shè)備產(chǎn)生抖動和響聲,直接影響設(shè)備其余部件精度,如機(jī)械手重復(fù)精度就受其影響而降低。
1.3對于垂直翻轉(zhuǎn)式硫化機(jī),固定在上蒸汽室的上模型,由于調(diào)模機(jī)構(gòu)的間隙原因,翻轉(zhuǎn)時,模型因自重向下部靠緊,從而造成上、下模具不同軸,在安裝活絡(luò)模型的情況下,活絡(luò)模受力不均,易損壞模具,降低模具的使用壽命和模具精度。
1.4不管是垂直翻轉(zhuǎn)式還是垂直平移式, 其墻板軌跡為特殊的曲線,較難加工,且需表面淬火處理,費(fèi)用高。主導(dǎo)輥與墻板軌道為相對運(yùn)動,易磨損,影響硫化機(jī)的精度和運(yùn)行平穩(wěn)。
2.垂直升降式輪胎定型硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)說明
同傳統(tǒng)的機(jī)械式硫化機(jī)一樣,該產(chǎn)品由主機(jī)、裝胎機(jī)構(gòu)、、卸胎機(jī)構(gòu)、存胎器、控制柜及管路系統(tǒng)等組成。主機(jī)包括底座、墻板、電動機(jī)、減速機(jī)、中間齒輪、曲柄齒輪、連桿、上橫梁、上硫化室、下硫化室、中心機(jī)構(gòu)等。如圖1所示,墻板的形狀和橫梁的運(yùn)動與常規(guī)的機(jī)械式硫化機(jī)有較大的差別。每一墻板上部各開有一垂直的傳動導(dǎo)槽(主導(dǎo)槽),墻板下部開有與曲柄齒輪相匹配的弧形缺口。在底座后側(cè)安裝著電動機(jī)、減速機(jī)及中間齒輪,它們通過傳動軸相互連接傳動,并最后連接傳動著兩墻板下面的曲柄齒輪,曲柄齒輪的軸頭通過軸瓦連接傳動著位于兩墻板外側(cè)的兩連桿下端頭,兩連桿上端頭則連接著從墻板上部傳動導(dǎo)槽中伸出的上橫梁軸頭。在上橫梁下面吊掛著上硫化室及上模具,而在底座上正對上硫化室的位置處則安裝有硫化室和中心機(jī)構(gòu)。同時,在硫化機(jī)的前側(cè)均安裝有爪式裝胎機(jī)構(gòu)及存胎器;而在靠近硫化室的后側(cè)均安裝有卸胎機(jī)構(gòu)。 為了保證上橫梁的下平面與底座的上平面的平行度,也就是為了保證硫化室上模具和下模具的平行度,在上橫梁靠兩墻板內(nèi)側(cè)位置處各連有一后伸的臂塊,每一臂塊均裝有上下垂直的兩偏心輪。為了消除可能的“漂移”現(xiàn)象造成的位移,即為了保證硫化室上模具和下模具的順利準(zhǔn)確合模,在上橫梁與下底座之間安裝有一副對中桿。
3. 主要技術(shù)參數(shù)
保溫罩內(nèi)徑: 1310 mm
加熱方式: 熱板式
每個模型最大合模力: 2890 KN(295 tf)
調(diào)模高度: 245 ~445 mm
垂直開模距離: 1276 mm
胎圈直徑: 15″~20 ″
最大生胎高度: 760 mm
開/合模時間: ~65 秒
總重: 約47噸
外型尺寸(長×寬×高): 5867×4920×5117 mm
4.主要硫化工藝
硫化工藝路線為:機(jī)械手抓胎→機(jī)械手上升→機(jī)械手轉(zhuǎn)入→機(jī)械手放胎→定型(氮?dú)舛ㄐ停鷻C(jī)械手爪片閉合→機(jī)械手上升→機(jī)械手轉(zhuǎn)出→合?!味ㄐ汀夏V两K點(diǎn)→硫化(氮?dú)饬蚧_?!彝采稹z囊收縮→卸胎臂轉(zhuǎn)進(jìn)→囊筒下降→卸胎機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)→輪胎進(jìn)入后充氣裝置冷卻。(見圖2)
5. 主要創(chuàng)新及特點(diǎn)
5.1 上橫梁連同硫化室上模塊在曲柄齒輪驅(qū)動下垂直升降,不再平移和翻轉(zhuǎn),行程減短,“漂移”現(xiàn)象減少到最小程度,同時有調(diào)校導(dǎo)槽中的偏導(dǎo)輪調(diào)整硫化室上下模口的平行度,有對中桿保證硫化室上下模具對中度,故上下模具對中精度好,尤其是對中的重復(fù)精度高,適合于硫化高等級的子午線輪胎。模具受力始終處于自然向下狀態(tài),減少模具的的損耗,提高模具的精度,延長模具壽命。
5.2 RIB型中心機(jī)構(gòu),膠囊沿模具自下而上貼緊胎胚翻轉(zhuǎn),避免在胎胚鋼圈部位夾氣的可能,且膠囊更換迅速, 其與B型硫化機(jī)比較具有如下特點(diǎn):
5.1 上橫梁連同硫化室上模塊在曲柄齒輪驅(qū)動下垂直升降,不再平移和翻轉(zhuǎn),行程減短,“漂移”現(xiàn)象減少到最小程度,同時有調(diào)校導(dǎo)槽中的偏導(dǎo)輪調(diào)整硫化室上下模口的平行度,有對中桿保證硫化室上下模具對中度,故上下模具對中精度好,尤其是對中的重復(fù)精度高,適合于硫化高等級的子午線輪胎。模具受力始終處于自然向下狀態(tài),減少模具的的損耗,提高模具的精度,延長模具壽命。
5.2 RIB型中心機(jī)構(gòu),膠囊沿模具自下而上貼緊胎胚翻轉(zhuǎn),避免在胎胚鋼圈部位夾氣的可能,且膠囊更換迅速, 其與B型硫化機(jī)比較具有如下特點(diǎn):
項(xiàng) 目 | RIB | ROM |
I 輪胎均勻性 | ||
1. 膠囊形狀 | 蘑菇形 |
圓鼓形 |
1.1 裝胎時膠囊拉伸膨脹 | 很小 |
大 |
1.2 膠囊與輪胎內(nèi)部結(jié)合 | 插入式,輪胎不致歪斜 | 膠囊由爪片連桿引導(dǎo)滑動磨擦進(jìn)入胎內(nèi),生胎緩沖層易偏移 |
1.3 膠囊與輪胎間空氣排出 | 易 | 有殘存 |
2. 溫度分布 | ||
2.1 模型部位 | 均勻 | 上夾具積冷凝水須吹風(fēng),上模溫度不均 |
2.2 胎圈部位 | 溫度均勻 | 下胎圈與夾板局部加熱,易欠硫 |
2.3 熱水循環(huán) | 噴咀形成渦流,比B型縮短硫化時間約為10% | 加熱不理想。 |
3.卸胎 | ||
3.1 胎面與模型脫離 | 胎圈間隔擴(kuò)大,脫模較順利,不易擦傷。 | 胎圈間隔縮小,輪胎外徑擴(kuò)大,胎面剝離磨擦大。 |
3.2 脫模劑用量(量大對輪胎不利) | 少量,模型保持清潔。 | 因抽直空,輪胎受冷,脫模劑增多。 |
II 耗能 | ||
1.真空、水壓 | 不用 | 需要 |
2.循環(huán)冷卻水 | 不用。75%熱水能利用,不再加熱(用尼龍6時需部分冷卻水) | 需要。如不用冷卻水則真空泵增容;膠囊熱狀態(tài)下變形大,影響使用壽命。 |
3.熱水回收 | 可以 | 不理想,膠囊需再加熱 |
4.膠囊熱量損失 | 少。膠囊裝入導(dǎo)筒內(nèi),不致變冷 | 多。膠囊置于大氣中,易變冷。 |
Ⅲ 膠囊壽命 | 長,插入式,裝卸方便 |
較短,因與胎圈磨擦,及裝胎時膨脹過大 |
Ⅳ 生產(chǎn)效率 | 128% | 100% |
獨(dú)立的轉(zhuǎn)入系統(tǒng)
垂直行程準(zhǔn)確且剛性導(dǎo)向
機(jī)械手轉(zhuǎn)動穩(wěn)定
機(jī)械手伸張抓胎平穩(wěn)
5.4 適合于氮?dú)獾牧蚧档蜕a(chǎn)成本,改善作業(yè)環(huán)境,提高硫化輪胎的質(zhì)量;
5.5 產(chǎn)品主要精度較常規(guī)同類機(jī)型有大的提高,基本達(dá)到液壓硫化機(jī)水平。
與常規(guī)同類機(jī)型及液壓硫化機(jī)精度對照 (mm)
名 稱 |
常規(guī) 1310 B 型 |
1310 RIB 型 |
液壓硫化機(jī) | |
活絡(luò)模中心與中心機(jī)構(gòu)中心同軸度 |
φ1 |
φ0.5 |
φ0.5 | |
底座上平面與上橫梁下平面平行度 |
死點(diǎn)位置 |
0.5 |
0.3 |
0.3 |
上升400 |
1.2 |
0.4 |
0.3 | |
上橫梁左右位移量 |
≥1 |
≤0.3 |
≤0.2 | |
機(jī)械手爪盤中心與中心機(jī)構(gòu)中心同軸度 |
φ1 |
φ0.5 |
φ0.5 | |
機(jī)械手卡爪與下模平行度 |
1 |
0.5 |
0.5 |
1310RIB垂直升降式硫化機(jī)采用目前世界上機(jī)械式硫化機(jī)尚未有的結(jié)構(gòu),是一種高等級機(jī)械式子午胎硫化機(jī)。首批產(chǎn)品7臺,已在上海乘用輪胎廠投入使用,證明適合于H、V級輪胎的硫化。由于該產(chǎn)品價格與現(xiàn)有機(jī)械式硫化機(jī)相當(dāng),主要精度如上下熱板平行度、同軸度等達(dá)到液壓硫化機(jī)水平,使得輪胎廠在較低成本下使用高等級硫化機(jī)成為可能。這對我國目前財政偏緊的輪胎廠具有相當(dāng)?shù)奈ΑT摦a(chǎn)品極有可能大面積取代垂直翻轉(zhuǎn)式及垂直平移式機(jī)械硫化機(jī),在我國輪胎廠得到迅速且廣泛的運(yùn)用和推廣,成為橡機(jī)廠及輪胎廠新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
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