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)未來的發(fā)展方向。硫化作為輪胎制造最為重要的工序之一，對輪胎性能好壞有著決定性作用。在膠囊硫化工藝中，結構上存在膠囊膨脹不對稱等問題導致輪胎內輪廓成型精度低;在控溫方面，上、下胎側位置存在溫度差異，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，硫化是輪胎生產過程中耗能最大的工序之一。大量的熱量耗散在硫化介質的輸送過程中，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、產成本。
　　利用剛性金屬內模具替代中心機構的膠囊并采用電磁感應加熱的輪胎直壓硫化機構，在精密成型輪胎內輪廓和節(jié)能方面取得一定成果。然而，輪胎直壓硫化技術由于沒有相匹配的輪胎硫化機，無法形成系統(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，提出了一種新結構輪胎直壓定型硫化機。新結構硫化機采用金屬外模和金屬內模以分別加壓的方式進行鎖模，保證了硫化壓力的可控性;將電磁感應

3、技術應用在輪胎硫化機所有的加熱部件上，摒棄介質的輪胎硫化加熱方式，實現(xiàn)輪胎硫化機硫化溫度的綠色供給。結合輪胎硫化機的工作原理，設計了伺服控制的液壓系統(tǒng)，與廠家合作共同設計了新結構硫化機的控制系統(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、結構強度和輔機裝備等方面詳細闡述了現(xiàn)有剛性金屬內模直接應用在傳統(tǒng)硫化機上引發(fā)的問題。提出兩個解決方案中，壓力鎖模方案較好，將在新機上應用。
　　(2)創(chuàng)

4、新提出框架一立柱式新結構輪胎硫化機，根據國家相應標準確定了驅動方式、加熱結構、硫化溫度控制方法、模型數量、熱罩直徑等輪胎硫化機的主要參數。運用有限元分析軟件ABAQUS進行了新結構輪胎硫化機整機結構的靜力學強度分析，校核各零件的結構強度，利用多步分析模塊驗證了用于內模鎖模的力并不影響外模的鎖模效果，證實結構設計的合理性。最后，利用UG完成了新結構輪胎硫化機的三維造型及工程圖紙的繪制。
　　(3)成功研制了整機電磁感應加熱裝置。根據

5、硫化機熱板、模套和金屬內模各自的結構特點，設計相匹配的電磁感應加熱方案，利用實驗對各零件的溫升情況、溫度均勻性能、溫度分布和節(jié)能效果進行了研究，分析發(fā)現(xiàn)電磁感應加熱不僅具有加熱快，節(jié)能等優(yōu)勢，通過合理設置加熱單元電感量、加熱單元布置位置，可以得到不同的溫度分布情況。根據硫化過程熱量需求分布，優(yōu)化設計方案，提高電磁感應加熱的熱利用率。
　　(4)設計了輪胎直壓硫化機泵控伺服控制液壓系統(tǒng)，提升新結構輪胎硫化機的動作精度。同時，由于硫化