輪胎定型硫化機(jī)技術(shù)進(jìn)步及發(fā)展動(dòng)向
輪胎定型硫化機(jī)的技術(shù)進(jìn)步主要表現(xiàn)在以下幾方面:
定型硫化機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)曲柄連桿式輪胎個(gè)體硫化機(jī)是20世紀(jì)50年代曲柄連桿定型硫化機(jī)的前身。當(dāng)時(shí)個(gè)體硫化機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)輪胎的硫化過程及相關(guān)的許多操作,如裝胎、裝水胎(膠囊)、定型、加壓鎖模、硫化、開模、拔水胎、脫模等是不能實(shí)現(xiàn)的。為了實(shí)現(xiàn)上述過程的機(jī)械化、聯(lián)動(dòng)化,提出了在下模中央設(shè)置膠囊操縱機(jī)構(gòu)及其附屬裝置的設(shè)想,并付諸實(shí)施,發(fā)明了現(xiàn)在的曲柄連桿定型硫化機(jī)。這種硫化機(jī)的出現(xiàn),不但使輪胎的硫化質(zhì)量得到很大提高,同時(shí)在橡膠工業(yè)首先實(shí)現(xiàn)了多機(jī)合一、多工序合一和自動(dòng)化生產(chǎn),降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了工作環(huán)境。
國內(nèi)曲柄連桿定型硫化機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和使用,經(jīng)過了30多年摸索和實(shí)踐,尤其是20世紀(jì)80年代以來,經(jīng)過消化、吸收和創(chuàng)新,國產(chǎn)曲柄連桿定型硫化機(jī)質(zhì)量有很大提高,技術(shù)水平已與國外先進(jìn)水平接近,除可滿足國內(nèi)輪胎企業(yè)需要外,每年還有相當(dāng)數(shù)量的硫化機(jī)出口到日本和美國等發(fā)達(dá)國家。
雖然曲柄連桿定型硫化機(jī)經(jīng)過努力,對(duì)中精度有很大提高,但由于其結(jié)構(gòu)的固有缺陷,對(duì)高等級(jí)子午胎還是有局限性。在這種情況下,20世紀(jì)80年代工業(yè)化國家推出了液壓定型硫化機(jī),這種硫化機(jī)采用了具有良好對(duì)中定位的柱塞-油缸結(jié)構(gòu),運(yùn)動(dòng)相當(dāng)平穩(wěn),而且操作也相當(dāng)方便,非常適合高等級(jí)子午胎的硫化。在推廣子午化的今天,這種硫化機(jī)具有很好的前景。據(jù)資料介紹,目前國際上主要輪胎公司使用液壓硫化機(jī)的比例達(dá)60%。
定型硫化機(jī)中心機(jī)構(gòu) 中心機(jī)構(gòu)是定型硫化機(jī)主要功能的關(guān)鍵裝置。在出現(xiàn)定型硫化機(jī)的初期,B型中心機(jī)構(gòu)首先用在定型硫化機(jī)上。由于當(dāng)時(shí)定型硫化機(jī)主要用在斜交胎上,在定型時(shí)的對(duì)中問題沒有暴露出明顯的矛盾,在這種條件下,工業(yè)化國家推出了一種稱為A型的中心機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)比B型簡化,不用復(fù)雜的中心機(jī)構(gòu)和抽真空系統(tǒng)。但隨著輪胎的子午化,定型時(shí)的對(duì)中問題就明顯暴露出來,所以這種A型中心機(jī)構(gòu)用的越來越少,尤其在大中型輪胎上不能使用。
B型中心機(jī)構(gòu)雖然對(duì)中問題比A型好,但B型中心機(jī)構(gòu)的膠囊在工作時(shí)與生胎內(nèi)壁之間會(huì)殘存空氣,影響輪胎質(zhì)量,其機(jī)構(gòu)也比較復(fù)雜,同時(shí)更換膠囊時(shí)也比較困難。為了克服A型對(duì)中性差和內(nèi)壓介質(zhì)進(jìn)入囊筒浪費(fèi)介質(zhì)的問題,同時(shí)保留其不需抽真空系統(tǒng)的特點(diǎn),出現(xiàn)了C型中心機(jī)構(gòu)。然而,C型中心機(jī)構(gòu)是靠氣缸強(qiáng)制膠囊往下拉的,影響膠囊的使用壽命,繼而又出現(xiàn)了RIB型中心機(jī)構(gòu)。中心機(jī)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)步,使輪胎定型硫化機(jī)對(duì)中心機(jī)構(gòu)的選擇有了更大的余地。
定型硫化機(jī)使用的硫化介質(zhì)在硫化方式中,普遍采用直接或除氧熱水裝置提供熱水,前者生產(chǎn)成本低,但容易造成對(duì)設(shè)備和膠囊的氧化,影響膠囊的使用壽命,以及對(duì)管道等的腐蝕,絕大多數(shù)輪胎企業(yè)均使用除氧熱水裝置提供熱水,熱水溫度和壓力是分別控制而可調(diào)的,可在整個(gè)硫化過程中連續(xù)地將溫度和壓力穩(wěn)定的熱水注入膠囊,進(jìn)行循環(huán)。但熱介質(zhì)制備需較多的能源和較高的設(shè)備與廠房投資,會(huì)明顯提高生產(chǎn)成本。在蒸汽硫化方式中,介質(zhì)溫度較高,通常充入膠囊的蒸汽壓力為1.4M~1.6MPa,其對(duì)應(yīng)的溫度為197℃~203℃,可縮短硫化時(shí)間,提高生產(chǎn)率,但硫化壓力的高低完全受蒸汽溫度的制約,致使硫化壓力不可能再提高。由于子午胎的出現(xiàn),要求更高的壓力進(jìn)行硫化,這種壓力用蒸汽是無法達(dá)到的。
以美國、日本、前蘇聯(lián)和法國等一些輪胎公司率先開發(fā)的新的硫化工藝,利用惰性氣體或氮?dú)庾髁蚧橘|(zhì),氮?dú)饬蚧c熱水硫化比較,具有節(jié)省大量能源、提高輪胎質(zhì)量、延長膠囊壽命、提高生產(chǎn)效率、降低廢品率、操作安全以及保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。目前,先進(jìn)國家已基本上使用氮?dú)庾髁蚧橘|(zhì),我國應(yīng)盡快開發(fā),盡早應(yīng)用。
輪胎定型硫化機(jī)的最新發(fā)展動(dòng)向包括:
輪胎定型硫化機(jī)與輪胎成型機(jī)組成一體 為了節(jié)省能源,提高生產(chǎn)效率,節(jié)省占地面積,輪胎定型硫化機(jī)將與全自動(dòng)化輪胎成型機(jī)組成先后工序的一體,同時(shí)從成型進(jìn)入硫化機(jī)的胎胚是具有高溫的熱胎胚。為了適應(yīng)和匹配成型機(jī)與硫化機(jī)的銜接,輪胎定型硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)與成型機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成互相銜接的結(jié)構(gòu),以便成型的胎胚能夠順利進(jìn)入下一工序。
全電動(dòng)
近年來,塑料行業(yè)的注射機(jī)已有從液壓傳動(dòng)向電動(dòng)方向發(fā)展的趨勢(shì)。電動(dòng)傳動(dòng)具有工作可靠、使用壽命長、維修保養(yǎng)簡單、成本價(jià)格較低及有利于工作環(huán)境改善等許多優(yōu)點(diǎn)。新的全電動(dòng)的塑料注射機(jī)目前已研制成功并通過鑒定。
簡化運(yùn)動(dòng)副的機(jī)械式
目前曲柄連桿定型硫化機(jī)的壓力機(jī)構(gòu)能產(chǎn)生所需的壓力以及提供足夠的操作空間,但結(jié)構(gòu)過于龐大、繁瑣以及數(shù)量過多的運(yùn)動(dòng)副導(dǎo)致鋼材用量過大,制造困難以及影響定型時(shí)的對(duì)中精度,造成曲柄連桿定型硫化機(jī)先天不足。因此,發(fā)展一種簡化運(yùn)動(dòng)副的機(jī)械式硫化機(jī)已勢(shì)在必行。
電加熱、微波加熱
國內(nèi)因多種原因,采用氮?dú)饬蚧妮喬テ髽I(yè)為數(shù)尚不多,但對(duì)氮?dú)饬蚧膬?yōu)越性已形成共識(shí),發(fā)展動(dòng)向是比較清楚的。為了與當(dāng)今全自動(dòng)化輪胎生產(chǎn)技術(shù)相接軌,硫化加熱熱源采用電加熱或微波硫化加熱已被提到議事日程上來。為實(shí)現(xiàn)這類加熱,其所設(shè)計(jì)的模具和中心機(jī)構(gòu)都必須作相應(yīng)適配設(shè)計(jì)。
控制系統(tǒng)智能化
控制系統(tǒng)智能化包括三個(gè)內(nèi)容:一是能根據(jù)硫化過程中的具體情況,自動(dòng)調(diào)整硫化程度和硫化時(shí)間,使輪胎獲得最優(yōu)硫化質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率;二是對(duì)單機(jī)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)監(jiān)控,對(duì)多機(jī)實(shí)現(xiàn)群控;三是對(duì)硫化機(jī)的硫化作業(yè)全自動(dòng)的管理功能。未來的定型硫化機(jī)控制系統(tǒng)的智能化將會(huì)得到更迅速的發(fā)展。
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