CN103786287A - 电动液压轮胎硫化机及其硫化方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的是一种电动液压轮胎硫化机及其硫化方法，包括有用于开合模垂向往复移动的电动升降机构，用于活络模伸缩移动的电动驱动机构，活络模系统，液压膨胀锁模机构，中心机构以及底座。采用电动滚珠丝杠开合模机构代替传统的曲柄连杆机构或液压开合模机构；采用封闭式低压力的膨胀胶囊锁模装置代替传统高压力的多缸液压锁模装置；采用电动驱动活络模装置代替液压驱动活络模装置。其优点是结构简单、紧凑，占地面积小，精度高，设备制作成本低，没有液压泄漏问题，工作可靠，能耗低，易于维修和保养，大大延长设备无故障工作日，运行成本低，还可以用两台或多台设备组合，以提高生产效率。

Description

电动液压轮胎硫化机及其硫化方法

技术领域

本发明提供一种橡胶轮胎生产过程中进行硫化的设备及其硫化方法，属于橡胶机械和自动化生产控制领域。

背景技术

传统的轮胎定型硫化机是上世纪五十年代发明的曲柄连杆式轮胎定型硫化机，到七十年代改进成天平式液压轮胎定型硫化机，用液压缸代替曲柄连杆结构，使结构简化，重量减轻，但因当时液压件不过关，难以保证产品质量；八十年代国外推出了上缸式液压定型硫化机，满足了子午线轮胎对设备的精度要求；为了简化结构和提高使用的可靠性，又出现了下位的多缸式液压定型硫化机。这些液压定型硫化机的特点是其升降机构和液压膨胀锁模机构均采用液压传动。由于液压定型硫化机采用了液压传动，使其带来一系列有关问题：液压系统的易损件太多，维护保养困难，运行成本高，消耗功率大，以及设备价格昂贵等问题；在21世纪初期发明了电动螺旋硫化机，采用电动螺旋代替传统笨重而复杂的曲柄连杆升降机构和锁模机构，同时代替了传统的液压升降机构和锁模机构，因而电动螺旋定型硫化机具有曲柄连杆可靠性而克服其结构复杂和笨重，同时具备液压硫化机高精度而克服其可靠性欠缺的问题。但其开模速度较液压硫化机慢而影响生产效率，同时螺旋仍然是一个易损件。因此，应该发明一种新型的轮胎定型硫化机代替上述的轮胎定型硫化机。

发明内容

本发明提供一种电动液压轮胎硫化机及其硫化方法，在于解决上述问题而采用电驱动的升降机构与驱动机构以及液压膨胀锁模机构，实现电动轮胎硫化装置的快速升降和精确合模、锁模。

本发明的设计目的是，解决了目前电动硫化机开模过程受结构影响导致开模速度慢的问题，提高硫化机开模的速度和精度，降低能耗。

另一设计目的是，改变硫化机锁模的传统方式，采用胶囊注压膨胀通过底盘约束，形成向上推力，推动上顶盖向上位移，进而将活络模的下模上顶至工艺位置，达到锁模目的，提高了硫化机的使用寿命，降低设备的运行成本。

设计目的还在于，采用电磁驱动的活络模驱动机构，提高活络模的开、合模效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电动液压轮胎硫化机，主要包括设置有用于开合模垂向往复移动的电动升降机构，用于活络模伸缩移动的电动驱动机构，活络模系统，液压膨胀锁模机构，中心机构以及底座。

液压膨胀锁模机构包括底盘、与底盘的内、外壁相配合上顶盖和安装在在底盘与上顶盖之间的胶囊。

电动升降机构包括用于驱动升降装置垂向往复移动的驱动装置、对称安装在硫化机两侧端板的用于完成引导垂向往复移动的左、右导轨，通过法兰盘与丝杠联接的接盘以及用于固定电动驱动机构及导轨的支撑架。

电动驱动机构包括第二减速箱、固定安装在第二减速箱输入轴上的第二电机、电磁离合器、电磁离合器的动端与丝杠副相连、电磁离合器的固定端安装在空心轴套的上端部、空心轴套的下端部安装有连接盘、连接盘与活络模上模连接。

胶囊上顶盖的下端部是圆环体的内、外凸缘，底盘安装有导向柱，上顶盖在相应位置设有导向孔，在上顶盖上部安装有模具的下热板，下热板与上顶盖之间设有下隔热层。

驱动装置包括有安装在支撑架上端的第一减速箱、固定在第一减速箱上的第一电机、轴承箱、嵌套安装固定在第一减速箱主轴上的丝杠和第一螺母，第一螺母与主轴用键联接。第一减速箱是蜗杆减速箱，主轴为空心主轴。

丝杠副由第二丝杠上部与第二螺母组成，电磁离合器的动端与第二螺母相连，第二螺母外圆柱面安装有轴承，轴承安装在轴承座上，轴承座与第二减速箱上端面用支架联接，第二减速箱主轴是一空心轴套。

电动液压轮胎硫化机实现的轮胎硫化方法，包括下述步骤：1.合模过程；2.锁模过程；3.开模过程，其特征在于：所述步骤1：当硫化机处于初始状态时，活络模上模与丝杆处在初始位置，活络模处于张开位置。电动升降机构的电机启动时，电动升降机构旋转带动活络模上模沿着固定轨道做匀速下行运动，当活络模下行到下端部接触到活络模下模时，活络模做收缩动作至完全收缩至固定位置，完成合模过程。

步骤2：当合模过程结束时，胶囊充入所需压力的介质（压力水），胶囊开始膨胀，胶囊膨胀过程中在底盘约束下，做上顶的膨胀并作用在上顶盖上，上上顶盖向上位移，进而将活络模的下模上顶至工艺位置，锁模过程结束。

步骤3：当硫化结束后，胶囊泄压，电动升降机构启动开模，活络模上模开始上升，随后活络模驱动机启动第二电机，电磁离合器吸合，第二螺母与第二减速箱主轴同步转动，第二丝杠产生向下运动，实现活络模张开动作，使轮胎从活络模上模脱出，活络模上模继续上升，直至到固定位置停止，开模过程结束。

合模过程中，电动升降机构电机启动带动电动升降机构通过第一减速箱主轴转动，驱动第一螺母转动，第一螺母转动带动丝杠向下做轴向运动。

合模过程中，活络模第二电机维持在失电状态，第二丝杠在活络模下模的推顶下，将上顶力传递给第二螺母，使第二螺母转动，则第二丝杠随着做向上运动直至活络模完全收缩到固定位置，完成合模。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本电动液压式轮胎定型硫化机，（1）将现有的曲柄连杆开合模升降机构和液压开合模升降机构改变成电动行星滚柱或滚珠丝杠开合模升降机构；（2）将现有的曲柄连杆锁模机构和液压锁模机构改变成液压膨胀胶囊锁模装置；（3）将现有的液压驱动活络模装置改变成电动驱动活络模装置。由此本发明具有以下显著优点：

（1）结构简单、紧凑、节省材料、制作简单，制造成本较低，适合在工业生产中大规模地推广应用。

（2）采用特殊的液压膨胀胶囊实现锁模，消除了硫化机巨大锁模力对设备造成的磨损或液压的泄漏问题，大大地提高设备的使用寿命和提高设备的可靠性；

（3）开合模采用高精度行星滚柱或滚珠丝杠和采用高精度的直线导轨对模具进行导向对中，工作稳定，对中精度高，提高轮胎的质量和性能。

（4）采用了电动开合模、电动驱动活络模以及小变形的液压膨胀胶囊技术，设备不容易出现故障，同时取消液压油的使用，便于维护保养和延长设备的无故障工作日，大大地降低设备的运行成本。

附图说明

图1是本发明电动液压式轮胎定型硫化机的结构示意图

图2是本发明开合模电动升降机构的结构示意图

图3是本发明液压膨胀胶囊锁模装置的结构示意图

图4是本发明电动驱动活络模装置的结构示意图

如图1至图3所示，底座1，中心机构2，液压膨胀锁模机构3，活络模系统4，电动驱动机构5，电动升降机构6，活络模上模7，轮胎胎胚8，活络模下模9，连接板10，滑块11，左直线导轨12，左侧板13，左栓键14，第一电机15，第一减速箱16，第一减速箱主轴17，第一螺母18，键19，轴承箱20，上横梁21，右栓键22，右侧板23，第一丝杠24，右直线导轨25，法兰盘26，接盘27，底盘28，顶盖29，下热板30，下隔热层31，下热板32，内外凸缘33、34，导向孔35，胶囊36，第二电机37，第二减速箱38，上顶盖39，电磁离合器40，轴承座41，第二螺母42，轴承43，丝杠副44，电磁离合器的动端45，电磁离合器固定端46，第二丝杠47，第二减速箱主轴48，空心轴承套49，连接盘50。

具体实施方式

实施例1，如图1至图4所示，所述电动液压轮胎定型硫化机的具体结构包括电动开合模的电动升降机构6驱动活络模的驱动装置5，活络模系统4，液压膨胀锁模机构3，中心机构2以及底座1。

电动合模电动升降机构6，包括第一减速箱16，第一减速箱16上安装有第一电机15，第一减速箱设置有空心的第一减速箱主轴17，第一螺母18和第一丝杠24穿过第一减速箱主轴17，第一丝杠优先采用行星滚柱丝杠或滚珠丝杠。第一螺母18与第一减速箱主轴17用键19联接，第一螺母18安装在轴承箱20上，第一减速箱16与轴承箱20安装在上横梁21中，横梁21两端部分别与左、右侧板13、23通过左、右栓键14、22联接，左、右侧板13、23的下端部分别安装在底座1的左侧和右侧，在左侧板13和右侧板23分别安装有左、右直线导轨12、25，左、右直线导轨12、25的滑块11用连接板10分别固定在与活络模上模7联接的接盘27上，接盘27通过法兰盘26与第一丝杠24联接。

液压膨胀锁模机构3，包括环形体的底盘28、环形体的上顶盖29和胶囊36。上顶盖29下端部分别做成圆环体的内外凸缘33、34，并与底盘28的内壁相配合，在底盘28与上顶盖29之间安置有胶囊36，底盘28安装有导向柱30，上顶盖29在相应位置设有导向孔35，在上顶盖39上部安装有模具的下热板30，下热板32与上顶盖29之间设有下隔热层31。

电动驱动活络模的电动驱动机构5，包括第二电机37、第二减速箱38，第二减速箱主轴48，电磁离合器40，丝杠副44和轴承座41。第二电机37安装在第二减速箱38输入轴上，第二减速箱主轴48是一空心轴套，丝杠副44穿过空心轴套49，空心轴承套49上端部安装着电磁离合器固定端46，电磁离合器的动端45与丝杠副44的第二螺母42相连，第二螺母42外圆柱面安装有轴承43，轴承43安置在轴承座41上，轴承座41与第二减速箱38上端面用支架39联接，第二丝杠47上部与螺母42螺母丝组成杠副，第二丝杠优先采用行星滚柱丝杠或滚珠丝杠，下端部安装有连接盘50并与活络模上模7相连。

所属发明轮胎定型硫化机的工作过程。

当硫化机处于初始状态时，活络模上模7处在开模最高的位置，第一丝杠24也处于最高位置，活络模上模7处于完全张开状态，中心机构2处于装胎定型状态。当第一电机15启动时，通过第一减速箱主轴17转动，驱动第一螺母18转动，第一螺母18转动，带动第一丝杠24向下做轴向运动，使活络模上模7沿着直线导轨12、25做平稳下行运动，当活络摸上模7下行到一定距离，其下端部接触到活络模下模9时，活络模驱动装置5的电磁离合器40维持在失电状态，这时第二丝杠47在活络模下模9的推顶下，将上顶力传递给第二螺母42，使第二螺母42与轴承43内圈一起转动，则第二丝杠47随着做往上运动，即活络模上模7做收缩动作，把轮胎胎坯8压入活络模4内，直至活络模4完全收缩到工艺要求为止，到此活络模上模7和活络模下模9完成合模过程。

合模后，液压膨胀锁模机构3的胶囊36开始充入压力水，胶囊36开始膨胀，胶囊36在膨胀胶囊底盘约束下，只能做上顶的膨胀，并作用在上顶盖29上，上顶盖29开始向上位移，进而将活络模下模9上顶，直至使活络模产生所需工艺要的锁模力，至此上下模7、9完成锁模过程，轮胎胎坯8开始硫化工序。当硫化结束后，胶囊36泄压，此时，锁模力逐渐消失，直至锁模力完全消失后，电动升降机构6开始启动开模，活络模上模7开始上升，随后活络模的电动驱动机构5启动电机37，同时使电磁离合器40得电，这时电磁离合器40吸合，使第二螺母42与第二减速箱主轴48产生同步转动，则第二丝杠47产生向下运动，实现活络模上模7张开动作，使轮胎从活络模上模7脱出，活络模上模7继续上升，直至特定的位置停止完成开模过程。至此完成轮胎定型硫化生产操作的全周期，随后进入下一个循环周期。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明较佳的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电动液压轮胎硫化机，用于轮胎胎胚成型后硫化胎胚的装置，其特征在于：包括设置有用于开合模垂向往复移动的电动升降机构（6），用于活络模伸缩移动的电动驱动机构（5），活络模系统（4），液压膨胀锁模机构（3），中心机构（2）以及底座（1）。

2.根据权利要求1所述的电动液压轮胎硫化机，其特征在于：液压膨胀锁模机构（3）包括底盘（28）、与底盘（28）的内、外壁相配合上顶盖（29）和安装在在底盘（28）与上顶盖（29）之间的胶囊（36）。

3.根据权利要求1所述的电动液压轮胎硫化机，其特征在于：电动升降机构（6）包括用于驱动升降装置垂向往复移动的驱动装置、对称安装在硫化机两侧端板的用于完成引导垂向往复移动的左、右导轨（12）、（25）、通过法兰盘（26）与第一丝杠（24）联接的接盘（27）以及用于固定电动驱动机构及导轨的支撑架。

4.根据权利要求1所述的电动液压轮胎硫化机，其特征在于：电动驱动机构（5）包括第二减速箱（38）、固定安装在第二减速箱（38）输入轴上的第二电机（37）、电磁离合器（40）、电磁离合器（40）的动端与丝杠副（44）相连、电磁离合器（40）的固定端安装在空心轴套（49）的上端部、空心轴套（49）的下端部安装有连接盘（50）、连接盘（50）与活络模上模（7）连接。

5.根据权利要求2所述的电动液压轮胎硫化机，其特征在于：胶囊（36）上顶盖（29）的下端部是圆环体的内、外凸缘（33）、（34），底盘（28）安装有导向柱（30），上顶盖（29）在相应位置设有导向孔（35），在上顶盖（29）上部安装有模具的下热板（32），下热板（32）与上顶盖（29）之间设有下隔热层（31）。

6.根据权利要求3所述的电动液压轮胎硫化机，其特征在于：驱动装置包括有安装在支撑架上端的第一减速箱（16）、固定在第一减速箱上的第一电机（15）、轴承箱（20）、嵌套安装固定在第一减速箱（16）主轴（17）上的第一丝杠（24）和第一螺母（18），第一螺母（18）与主轴（17）用键（19）联接。

7.根据权利要求4所述的电动液压硫化机，其特征在于：丝杠副（44）由第二丝杠（47）上部与第二螺母（42）组成，电磁离合器（40）的动端（45）与第二螺母（42）相连，第二螺母（42）外圆柱面安装有轴承（43），轴承（43）安装在轴承座（41）上，轴承座（41）与第二减速箱（38）上端面用支架（39）联接，第二减速箱（38）主轴（48）是一空心轴套。

8.根据权利要求6所述的电动液压硫化机，其特征在于：第一减速箱（16）是蜗杆减速箱，主轴（17）为空心主轴。

9.根据权利要求1至8所述的电动液压轮胎硫化机实现的轮胎硫化方法，包括下述步骤：（一）合模过程；（二）锁模过程；（三）开模过程，其特征在于：所述步骤（一）：当硫化机处于初始状态时，活络模上模（7）与第一丝杆（24）处在初始位置，活络模处于张开位置；电动升降机构（6）电机启动时，电动升降机构（6）旋转带动活络模活络模上模（7）沿着固定轨道做匀速下行运动，当活络模下行到下端部接触到活络模下模（9）时，活络模做收缩动作至完全收缩至固定位置，完成合模过程。

步骤（二）：当合模过程结束时，胶囊（36）充入所需压力的介质（压力水），胶囊（36）开始膨胀，胶囊（36）膨胀过程中在底盘（28）约束下，做上顶的膨胀并作用在上顶盖上（29），上顶盖(29)向上位移，进而将活络模的下模（9）上顶至工艺位置，锁模过程结束。

步骤（三）：当硫化结束后，胶囊（36）泄压，电动升降机构（6）启动开模，活络模上模（7）开始上升，随后活络模电动驱动机构（5）启动第二电机（37），电磁离合器（40）吸合，第二螺母（42）与第二减速箱（38）主轴（48）同步转动，第二丝杠（47）产生向下运动，实现活络模张开动作，使轮胎从活络模上模（7）脱出，活络模上模（7）继续上升，直至到固定位置停止，开模过程结束。

10.根据权利要求9所述的轮胎硫化方法，其特征在于：合模过程中，电动升降机构（6）的电机启动带动电动升降机构（6）通过第一减速箱（16）主轴转动，驱动第一螺母（18）转动，第一螺母（18）转动带动第一丝杠（24）向下做轴向运动。

11.根据权利要求9所述的轮胎硫化方法，其特征在于：合模过程中，活络模第二电机（37）维持在失电状态，第二丝杠（47）在活络模下模（9）的推顶下，将上顶力传递给第二螺母（42），使第二螺母（42）转动，则第二丝杠（47）随着做向上运动直至活络模完全收缩到固定位置，完成合模。

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