国内外液压轮胎硫化机水平浅析Word下载.docx
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硫化的周期短(因为胶囊薄,循环介质好和传热快,采用微机控制硫化)。
上海乘用轮胎厂引进德国克虏伯的45"
液压硫化机,由于采用薄壁胶囊和适用的循环介质(高温高压蒸汽),获得良好的导热性能,硫化时间约12mn,而普通子午胎硫化机为25~30min,液压硫化机大大提高了生产率。
此外,液压硫化机对生态环境不会造成影响,虽然硫化机运作过程中会产生液压废油,这种废油由油料制造商或其他从事于这类运营活动的公司加以回收。
液压硫化机工作时的噪声约为74db(A),低于机械式硫化机的国家标准80db(A)。
3
液压轮胎硫化机的国外水平
液压轮胎硫化机起源于欧洲,随着液压技术的发展,这种型式日趋完善,在国外已成熟并批量生产。
由德国、美国和日本这些世界上著名的硫化机制造商提供的新硫化机设计都是液压的。
下面介绍各公司的产品特点。
3.1
德国赫伯特(Hebert)公司的硫化机
德国赫伯特公司20世纪60年代初开始开发液压硫化机,C型中心机构(国外称AUT0型)是该公司发明,该公司液压硫化机的主要参数见表1。
表1
德国赫伯特公司液压硫化机的主要参数
主要参数
36-RH
42-RH
46-RH
48-RH
55-RH
60-RH
64-RH
75-RH
硫化室内径/mm
最小模具高/mm
最大模具高/mm
工作周期/s
最大合模力/kN
920
150
300
40
1100
1070
100
370
45
1400
1180
240
450
1700
1220
250
510
50
1850
1400
530
2940
1540
635
120
4500
1630
1900
380
710
180
6470
3.1.1
合模力产生原理
3.1.1.1
46"
以下规格的硫化机
装在横梁中间的提升油缸下降合模,胎坯定型后合模到位,调模装置的二根锁杆与机架间形成空间,锁模装置的锁模垫块转进填满此空间,在模座下面的四个短行程加力油缸产生合模力,此时龙门架式机架成封闭力系,承受合模力。
3.1.12
55"
以上规格的硫化机
由于整体尺寸较大,合模力大,为减少机架尺寸,在模具的外围设置了一个柱形体,柱形体由上体、锁环、下体组成,下体与底座相连,每个上体上安装有4个加力油缸,每个缸内通过螺纹连接一根锁杆,装在左、右对角线上的提升油缸合模到位后,锁环转动,锁住上、下体,加力油缸通过锁杆作用,在模具间产生要求的合模力。
这样,在柱形体的小范围内形成了封闭系统,机架仅起支承作用。
3.1.2
导向型式
在机架的左、右内侧各装一根六方导轨,在上托板两侧装V型导槽,开合模时,上模部分仅沿导轨作垂直上下运动。
V型槽内贴合了一层耐磨材料,在装配和使用中,可精确调整V型导槽,从而调整上下热板的精度。
3.1.3
中心机构
采用C型中心机构,其中一种的上、下夹盘可以作相对运动,适合于子午胎和斜交胎,叫做H型,还有一种的上、下夹盘不能作相对运动,只能硫化子午胎,叫做K型。
3.1.4
机器精度
以RH-46为例:
上下热板平行度≤0.25mm
上下热板同轴度≤Φ0.15mm
机械手卡爪张开后径向圆跳动≤0.5mm
机械手卡爪与下热板内孔同轴度≤Φ0.2mm
机械手卡爪与下热板平行度≤0.4mm
3.2
德国克虏伯(KRUPP)公司的硫化机
在20世纪70年代初,克虏伯不再进行机械式硫化机的生产,而只生产液压式轮胎硫化机,经过二十多年的研究开发和不断的努力提高,技术已相当成熟,生产出近2000台硫化机,用户遍及世界各地。
该公司轿车和轻卡车轮胎液压硫化机主要参数见表2,卡车、拖拉机和推土机轮胎液压硫化机的主要参数见表3。
表2
轿车和轻卡车轮胎液压硫化机主要参数
4530EH/1
4533RH
4839RH
合模力/kN
保温罩内径/mm
机架宽度/mm
模子高度范围/mm
热板厚度/mm
隔热垫厚度/mm
钢圈范围/in
生胎最大高度/mm
生胎最大直径/mm
两半模
活络模
硫化轮胎最大规格
不带模具时质量/t
循环周期/s
最大内压/MPa
热板最大压力/MPa
定型最大压力/MPa
1360
1140
1190
190/430
25
12~18
780
740
235/70R15
14
2.8
1.6
0.15
1500
290/430
60
13~18
420
810
285/30ZR20
14.5
1770
1210
1280
250/510
13~16/15~20
500
860
7R19.5
16
55
表3
卡车、拖拉机和推土机轮胎液压硫化机主要参数
5565
6475HP
6495H
7513H
8520H
10027H
蒸锅内径/mm
生胎最大外径/mm
典型轮胎规格
重量(含模具)/t
空负荷周期/s
蒸锅最大压力/MPa
热板最大压力/MPa
3000
1380
254/508
13~20
762
1082
11-20
32
8
3400
1620
1525
1634
390/635
19.5~24.5
700
1150
13R22.5
46
140
1.6
4300
254/635
17~24/20~28
1066
12-20
6000
1800
305/720
20~38
16414
18-24
35
0.30
9000
2060
558/914
1600
21-35
0.40
12250
2450
2600
610/1067
20
24~42
1855
2235
29.5×
94
3.2.1
3.2.1.1
48"
装在横梁两侧的提升油缸下降合模,胎坯定型后合模到位,装在横梁当中的卡口旋转锁紧,在模座下面的四个短行程加力油缸产生合模力,此时龙门式机架成封闭力系,承受合模力。
3.2.1.2
模型上半部经由热板或蒸汽室和调模机构装在活动的上横梁上,而上横梁由两个油缸带动其升降,即开模、合模,但不产生合模力。
模型下半部置于下托板上,而下托板与底座之间置有数个加力油缸。
硫化时加力油缸充入高压油产生合模力,而锁紧靠装在横梁前后两侧的四个气缸推动圆柱锁轴,插入墙板四个孔,这样,横梁、墙板和底座构成了封闭力系,承受合模力。
3.2.2
以下者,靠装在横梁上的大立柱导向,不受合模力的作用,在设计上采取较小的间隙来保证较高的重复精度。
以上者靠滑块在墙板的导槽中导向,滑块较长来增加导向距离。
3.2.3
小规格采用C型中心机构,大规格采用油缸控制的B型中心机构。
3.2.4
以4530RH/I为例:
上下热板平行度
0.20mm/m
上下热板同轴度
0.25mmTIM
机械手卡爪与下热板内孔同轴度
0.20mnTIM
机械手卡爪与下热板平行度
3.3
美国MCNeil
and
NRM公司的硫化机
MCNeil公司创立于1862年,生产汽车内外胎硫化机等产品,B型硫化机是该公司首创,NRM公司从1908年开始制造橡胶机械,A型硫化机是该公司首创。
1992年这两家公司合并,改名为MCNeil
NRM
Inc.,原来的NRM公司与固特异轮胎公司于20世纪80年代初期开发的AUT0LOK商标的液压硫化机继续生产。
该公司液压硫化机的主要参数见表4。
表4
美国Neil
NRM公司的液压硫化机的主要参数
40″轿车胎
44″轿车胎
47″轿车胎
60″卡车胎
62″卡车胎
65″卡车胎
模型加热系统
模型最大外径/mm
模型最小厚度/mm
模型最大厚度/mm
生胎最小高度/mm
胎圈直径范围/in
上模最大重量/kg
最大剥胎力/kN
平板
1020
230
410
460
255
13~17
36.3
1590
1120
445
915
2270
1200
940
330
15~20
2500
50.0
19~25
6350
72.5
4550
1575
1270
4680
蒸汽室
1650
1320
3.3.1
双模成天平式,中间一根大立柱,由位于中间的油缸开合模,每个模子下面有四个加力油缸,上下保温罩接触部位有一锁环,合模后,错齿式的锁环转动锁紧,加力油缸充入高压油产生合模力,此时保温罩承受合模力。
3.3.2
像摇臂式钻床一样,由中间一根大立柱导向。
3.3.3
中心展开型(Center
Sweep
Mechanism)。
3.3.4
以43__300AT为例:
士0.005″(0.127mm)
上述同轴度的重复性
热板平行度
士0.005″/ft(±
0.416mm/m)
装胎器对硫化机的同轴度±
0.005″(0.127mm)
3.4
日本神户制钢所的硫化机
1957年,日本神钢接受美国McNeil公司硫化机制造技术,制造B型机械式轮胎硫化机。
为了适应硫化机技术发展的趋势,从1982年开发液压硫化机,其商品牌号是SUPER
CUREX,1985年推向市场。
产品经过不断改进,研制了一些新技术,如装胎机械手对中度超差报警装置,中心机构的定型高度可以从控制面板上遥控变更,模具和胶囊的快速更换,以及模具高度的自动设定等等,现在的新型轮胎硫化机(通称ETP)反映了子午线轮胎的一种最新趋势。
该公司液压硫化机的主要参数见表5。
表5
日本神户制钢所液压硫化机的主要参数
300H-42VE1
385H-47VE1
385H-51VE1
385H-55VE1
硫化机类型
模具加热方式
最大合模力/每个模具/kN
模具厚度/mm
隔热罩内径/mm
生胎高度/mm
硫化机垂直行程/mm
轮胎外径(最大)/mm
胎圈直径/in
轮胎最大宽度/mm
轮圈设定宽度/mm
普通(双)(单)
板式
200~450
1060(41.7″)
160~370
650
13~17.5
100~254
1750
240~560
1200(47.2″)
220~500
830
200~520
1260(49.6″)
200~400
2405
750
815
75~260
1400(55.1″)
280~550
2200
850
14~19
400
100~350
3.4.1
早期的神钢液压硫化机,由安装在底座下的四个加力油缸对模子产生压力,上下汽室当中有一锁环,转动锁环锁紧,由汽室盖来支持合模力。
改进以后的液压硫化机,合模油缸的活塞杆装有二只对开螺母,当活塞杆驱动时,螺母咬合住推杆上的错齿形螺纹,合模油缸由液压油加压,液压油迫使活塞杆向下,传递所需的合模力。
3.4.2
早期的神钢液压硫化机的二个上汽室安装在上滑座上,导轨装在上滑座两侧,靠两侧的提升油缸使上滑座沿着硫化机的导轨运动。
改进后的液压硫化机,其上热板通过装有活络模传动装置的箱体与合模推杆连接,推杆通过固定在上机架上的合模油缸的空心活塞杆,由顶端的导向套导向。
3.4.3
采用B型中心机构。
3.4.4
装胎器与模具中心的同轴度
0.25mm(0.010"
)
装胎器与下热板的平行度
25mm(0.010"
上下热板之间的平行度
20mm/m(0.008/40"
上下热板的同轴度
3.5
日本三菱重工的硫化机
该公司自1964年起向美国的NRM公司购买轮胎硫化机制造技术,生产A型硫化机。
阳B型中心机构是该公司在A型基础上的改进设计,并首先推向市场。
80年代初期,三菱公司开发了液压轮胎硫化机。
3.5.1
尺寸规格
PC-X型(轿车轮胎硫化机):
PC-X42R265;
PC-X40R300;
PC-X41R300;
PC-X43R300
LT-X型(轻卡轮胎硫化机):
LT-X47R365;
LT-X46R385;
LT-X48R385;
LT-X48R420
TB-X型(载重车轮胎硫化机):
TB-XP60R750;
TB-XD60R950;
TB-XD65R-1200
3.5.2
整机是框架式结构,下模部分固定在框架的底座上,先由固定在框架上部的开合模油缸带动上模部分合模,这时上部分与框架上横梁之间出现一空间,在框架侧面装有一摆臂定位立柱,合模后此立柱转入模具中心线位置,填满上横梁与上模部分空间,再由上横梁中间的短行程加力油缸加压,从而获得合模力。
3.5.3
开合模式上模部分只有垂直上下运动,靠前后和左右滚轮在导轨上滚动,滚轮带有偏心套,对中度可调整。
3.5.4
采用RIB型中心机构。
此外,三菱公司还生产一种与美国NRM公司十分相似的天平式液压硫化机,国内已在韩泰轮胎公司使用,中心机构是油压控制的B型。
3.5.5
以轿车胎PC-X型硫化机为例
0.3mmTIR
0.3mm/m
装胎器对下热板的同轴度
装胎器对下热板平行度
0.5mm/m
4
液压硫化机的国内水平
有文章说,我国液压硫化机的研制,始于“八五”期间,事实上,我国的液压硫化机研制,起步于60年代末期,我们的起步时间并不比西方发达国家慢,当时的设计思路,也并不比西方发达国家落后。
1968年,我国规划建设第二汽车制造厂,生产军用越野车,需要配套子午线轮胎,当时组织了设计院、使用厂和制造厂“三结合”的设计队伍,设计制造生产子午线轮胎的设备,包括一种新型的轮胎硫化机。
我们的设计思路是:
轮胎硫化要产生张模力,需要一个合模力来压住这张模力,如用传统机械压力机方法,设备一定很笨重,材料用的很多。
有没有办法把承受合模力的范围缩小,传动系统只有开合模的功能,而不产生合模力呢?
我国的年轻橡胶工业战线上的科技工作者,从硫化罐上得到启发,采用了在下蒸锅下方装一个波纹管,通入的内压与通入胎坯内的内压一样,也是过热水,但面积要比硫化的轮胎截面大,这样合模力就大于张模力,而锁紧方法,则完全参考硫化罐,用水缸拉动错齿形锁环,这样庞大的合模力完全由上、下蒸锅来承担,横梁、连杆就只承受模具、蒸锅等重量,完全可以设计得很小。
当时另一种传动方法是用油缸,用一个普通油缸来开合模完全能胜任。
因此就有两种设计方案,一种是机械传动方法,另一种是油压传动方法。
第一种设计方案由上海轮胎机械厂制造,第二种设计方案由大连橡胶塑料机械厂制造,这两种新型轮胎定型硫化机都在1970年制造成功,生产出全钢子午线轮胎。
现在回过头来看,液压传动的55″子午线轮胎硫化机,其结构、外形与现在美国NRM公司的AUT0LOK型几乎一样,所不同的是产生合模力的方法,我们是波纹管,NRM公司是用高压油缸,我们的问题就是出在波纹管上,它是用1.5mm厚的不锈钢薄板压制而成,因为使用条件是高温高压,使用时间不长就产生疲劳破坏,后来又改用橡胶,但寿命也不长,限于当时国内液压技术水平,没有采用高压油缸,因此批量生产一批以后,就没有再生产。
到1974年,国内正泰、大中华二家橡胶厂引进日本的机械式硫化机,就集中力量去吸收、消化该项先进技术,液压式硫化机就没有再花力量去研究。
1989年,改革开放后的中国,大批外商进入国内市场,台湾正新橡胶公司在厦门办独资企业,带来了24″、32″和40″液压轮胎硫化机资料,其中24″由上海轮胎机械厂制造,32″和40″由福建三明化工机械厂制造。
这三种规格硫化机适合于小型轮胎,特别是摩托车轮胎,中心机构是单动式的B型,产生合模
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