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1310RIB垂直升降式輪胎定型硫化機(jī)的研制
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

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(jì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)，兩側(cè)的傳動(dòng)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(dòng)不同步，橫梁在運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)行程越長，則 “漂移”的位置有可能越大。
　　1.2上橫梁運(yùn)動(dòng)由翻轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)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(shí)，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(dòng)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)、減速機(jī)及中間齒輪，它們通過傳動(dòng)軸相互連接傳動(dòng)，并最后連接傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)，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(gè)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(shí)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_模→囊筒升起→膠囊收縮→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?jiǎng)?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(dòng)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(shí)有調(diào)校導(dǎo)槽中的偏導(dǎo)輪調(diào)整硫化室上下?？诘钠叫卸?，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(shí)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(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)膨脹過大
Ⅳ 生產(chǎn)效率	128%	100%

　　5.3 準(zhǔn)確的裝胎機(jī)構(gòu)
　　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(dòng)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(tái)，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(jià)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(cái)政偏緊的輪胎廠具有相當(dāng)?shù)奈?。該產(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)。