CN104385502A - 电磁感应加热轮胎硫化外模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁感应加热轮胎硫化外模具，属于轮胎生产设备领域。其特征在于：由上半模，周向模和下半模组成；抛弃传统的弓形座传动，由额外的油缸为花纹块提供动力。上半模、周向模、下半模形成一个完整的成品轮胎外轮廓，保证了中模套到花纹块的传热路径全为金属且路径相同，保证了热量在传递过程中路径一致性，使得传热均匀，用电磁感应加热方式对轮胎硫化外模具加热，无需耗费蒸汽，且加热速度快，大大减少了热损失，热效率大幅提高，采用电磁感应加热，使得对于模具的温控实现数字化，多次实验可以得出硫化加热的最优工艺。

Description

电磁感应加热轮胎硫化外模具

技术领域

本发明涉及轮胎生产设备领域，特别涉及一种电磁感应加热轮胎硫化外模具。

 

背景技术

众所周知，进入90年代后，轮胎结构逐渐向子午化方向发展且活络模技术日趋成熟，热板式硫化机得到广泛普及。相比于上一代蒸锅式硫化机，热板式硫化机具有蒸汽耗量少、传热效率高等特点。但该结构类型并没有从根本上解决轮胎硫化工序中长期存在的弊端，蒸汽的大部分热量仍在管路循环过程中被耗散，能源浪费严重，上下热板的蒸汽热量需经缓慢的传导过程才能到达侧板及钢圈等部位。中模套部分存在同样的传热效率低的问题。中模套传热部分由于外模具径向空气、金属所占比例不同，对传热的均匀性有很大的影响。一般来说，新更换模具的预热过程需要3～5个小时，传热效率非常低，由于汽室的存在，也使得外模具的加工制造成本升高，外模具在长期使用过程中也容易被蒸汽腐蚀，使用寿命受到影响。目前，具有加热速度快、加热均匀等特点的电磁感应加热技术迅速兴起、发展，已渐渐应用到轮胎硫化生产过程中，但都局限于在旧热板硫化机模具基础上进行改进，由于汽室等遗留下来不必要结构的存在阻碍了电磁加热技术在轮胎硫化方面的应用与发展。

 

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种电磁感应加热轮胎硫化外模具，简化模具，降低制造成本，并具有传热效率高、能耗低等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电磁感应加热轮胎硫化外模具由上半模，周向模和下半模和加热装置组成。其中上半模包括上板、上侧板、上钢圈，周向模包括上板支撑环、中模套、花纹块、滑块、油缸。下半模包括下钢圈、下侧板、底板。其中，上钢圈通过螺钉与上侧板固连，上侧板通过螺钉与上板固连，上板呈阶梯圆台状。上板支撑环位于上板阶梯面下面，在开、合模过程中，上板支撑环与上板的阶梯面接触，支撑上板随中模套一起运动。上板支撑环用螺钉固定在中模套的内壁上半部分，中模套内壁上半部分呈圆柱面，内壁下半部分呈一定角度的锥面，内壁下角具有光滑圆弧面，与花纹块外壁上角的光滑圆弧面相配合，保证合模初始过程平滑过渡。n块花纹块内壁在硫化阶段形成一个完整的轮胎花纹内壁，滑块23与花纹块通过螺钉连接，滑块由油缸进行驱动，滑块安装在下半模底板上的T型槽中；下板上开有与周向模中滑块相同数量的T型导轨槽。在开合模过程中，油缸滑块沿下半模中底板的导轨推拉滑块，进而带动花纹块收缩和胀开。下钢圈与下侧板通过螺钉固连，下侧板与下板通过螺钉固连。

加热装置由顶侧加热单元、底侧加热单元及中模套加热单元组成；顶侧加热单元包括上板、垫板、盘状电磁线圈、线圈盖板、上隔热板，在上板上开有n组环形凹槽，环形凹槽向外开有两个直槽，直槽用于布置线圈出、入线头所用，垫板铺设于凹槽内，盘状电磁线圈置于垫板上，盘状电磁线圈上部为线圈盖板，线圈盖板及盘状电磁线圈用硅胶进行粘接固定；底侧加热单元包括底板、垫板、盘状电磁线圈、线圈盖板，在底板上开有n组环形凹槽，环形槽向外开有两个直槽，直槽用于布置线圈出、入线头所用，垫板铺设于凹槽内，盘状电磁线圈置于垫板上，盘状电磁线圈上部为线圈盖板，线圈盖板及盘状电磁线圈用硅胶进行粘接固定；中模套加热单元包括內隔套、柱状电磁线圈、隔热层、外壳，中模套外周安有内隔套，在内隔套上缠绕有柱状电磁线圈，柱状电磁线圈外周依次装有隔热层和外壳。

本发明的有益效果是：简化中模套的加工制造过程，可省去在中模套内开设汽室及热板的制造费用，大大简化外模具的加工制造过程。彻底抛弃弓形座，保证了热量在传递过程中路径一致性，使得传热均匀。利用电磁感应加热方式对轮胎硫化外模具加热，无需耗费蒸汽，且加热速度快，大大减少了热损失，热效率大幅提高，采用电磁感应加热，使得对于模具的温控实现数字化，多次实验可以得出硫化加热的最优工艺。

 

附图说明

图1为本发明合模结构示意图。

图2为图1中 "A"的局部示意图。

图3为图1中"B"局部示意图。

图4为图1中"C"局部示意图。

    图中：1.上隔热板，2.上板，3.上钢圈，4.顶侧加热单元，5.上侧板，6.中模套，7，中模套加热单元，8.花纹块，9.下钢圈，10.底板，11.底侧加热单元，12.下侧板，13.下隔热板，14.线圈盖板，15.盘状电磁线圈，16.垫板，17.热电偶，18.内隔套，19.隔热层，20.柱状电磁线圈，21.外壳，22.内模，23.滑块，24.油缸，25.上板支撑环。

 

具体实施方式：

参见图1~4，本发明一种电磁感应加热轮胎硫化外模具由上半模，周向模和下半模和加热装置组成。其中上半模包括上板2、上侧板5、上钢圈3，周向模包括上板支撑环25、中模套6、花纹块8、滑块23、油缸24。下半模包括下钢圈9、下侧板12、底板10。其中，上钢圈3通过螺钉与上侧板5固连，上侧板5通过螺钉与上板2固连，上板2呈阶梯圆台状。上板支撑环25位于上板2阶梯面下面，在开、合模过程中，上板支撑环25与上板2的阶梯面接触，支撑上板2随中模套6一起运动。上板支撑环25用螺钉固定在中模套6的内壁上半部分，中模套6内壁上半部分为圆柱面，内壁下半部分为一定角度的锥面，内壁下角具有光滑圆弧面，与花纹块8外壁上角的光滑圆弧面相配合，保证合模初始过程平滑过渡。n块花纹块8内壁在硫化阶段形成一个完整的轮胎花纹内壁（n至少为1，本实例中n取6），滑块23与花纹块8通过螺钉连接，滑块23由油缸进行驱动，滑块23安装在下半模底板10上的T型槽中；下板10上开有与周向模中滑块23相同数量的T型导轨槽。在开合模过程中，油缸24滑块沿下半模中底板10的导轨推拉滑块23，进而带动花纹块8收缩和胀开。下钢圈9与下侧板12通过螺钉固连，下侧板12与下板10通过螺钉固连。

在开模过程中，中模套6上升，上板支撑环25随中模套6一起上升，待上板支撑环25接触上板1阶阶梯面后，支撑着上半模一起上升。中模套6动作到位后，油缸24将滑块23及花纹块8沿下半模底板10的导轨拉离硫化好的轮胎。

在合模过程中，花纹块8在油缸24的作用下沿下半模底板10上的导轨径向收缩，挤压胎坯至临界位置，即距离完全到达工位1~3mm，中模套6及上半模下降，中模套6挤压花纹块8使其收缩，直至花纹块8到达工位并为硫化提供压力。合模动作完成后，上半模、周向模和下半模的内壁形成一个完整的成品轮胎外轮廓，保证了中模套6到花纹块8的传热路径上全为金属材料且传热路径等距。

加热装置由顶侧加热单元4、底侧加热单元11及中模套加热单元7组成；顶侧加热单元包括上板2、垫板16、盘状电磁线圈15、线圈盖板14、上隔热板1，在上板2上开有n组环形凹槽（n至少为1，本实例中n取2），环形凹槽向外开有两个直槽，直槽用于布置线圈出、入线头所用，垫板16铺设于凹槽内，盘状电磁线圈15置于垫板16上，盘状电磁线圈15上部为线圈盖板14，线圈盖板14及盘状电磁线圈15用硅胶进行粘接固定；底侧加热单元包括底板10、垫板16、盘状电磁线圈15、线圈盖板14，在底板10上开有n组环形凹槽（n至少为1，本实例中n取2），环形槽向外开有两个直槽，直槽用于布置线圈出、入线头所用，垫板16铺设于凹槽内，盘状电磁线圈15置于垫板上，盘状电磁线圈15上部为线圈盖板14，线圈盖板14及盘状电磁线圈15用硅胶进行粘接固定；，中模套加热单元7包括內隔套18、柱状电磁线圈20、隔热层19、外壳21，中模套6外周安有内隔套18，在内隔套18上缠绕有柱状电磁线圈20，柱状电磁线圈20外周依次装有隔热层19和外壳21。硫化时，高频交变电流作用下的电磁线圈产生高频磁场，顶侧加热单元4中，上板2处于磁场中心，场强最大，迅速升温，上侧板3和上钢圈5虽处于弱磁场处，凭借电磁效应和上板的热量传导，上侧板3和上钢圈5会迅速升温从而对胎坯进行传热，底侧加热单元11与顶侧加热单元4相同，中模套加热单元7与顶侧加热单元4类似，模套6处于磁场中心，迅速升温，花纹块8在电磁效应和中模套6的热传导下，迅速升温，从而对胎胚进行传热，同时在各外模具零件上均安有热电偶17，以实现对上侧板5、下侧板12、中模套6温度的实时监控。上隔热板1、下隔热板13和隔热层19减少模具与外界的热交换，提高热效率，节约能源。

采用本发明硫化轮胎的具体步骤：

1）装胎：将胎胚对中，胶囊22胀开，撑住胎胚。

2）定型：胶囊22继续胀大，油缸24推动滑块23及花纹块8至临界位置。

3）合模：上半模随中模套6一起下移，上半模接触内模22后停止下移，中模套6继续下移，压迫花纹块8至工作位置。

4）硫化：高频交变电流作用下的电磁线圈产生高频磁场，以上板2、底板10和中模套6为电磁感应主产热体，钢圈及侧板在电磁感应产热和传热的双重效果下，温度迅速升高，从而对胎坯进行加热。

5）卸胎：中模套6上升，上板支撑环25接触上板2阶梯面后，上半模随中模套6一起上升，中模套6动作到位后，油缸24拉动滑块23及花纹块8脱离硫化好的轮胎，同时内胶囊22收缩，此时轮胎被顺利取下。

Claims (3)

1.一种电磁感应加热轮胎硫化外模具，其特征在于：由上半模，周向模和下半模和加热装置组成，其中上半模包括上板、上侧板、上钢圈，周向模包括上板支撑环、中模套、花纹块、滑块、油缸，下半模包括下钢圈，下侧板，底板；其中，上钢圈通过螺钉与上侧板固连，上侧板通过螺钉与上板固连，上板呈阶梯圆台状，上板支撑环位于上板阶梯面之下，上板支撑环用螺钉固定在中模套的内壁上半部分，中模套内壁上半部分呈圆柱面，内壁下半部分呈一定角度的锥面，内壁下角具有光滑圆弧面，与花纹块外壁上角的光滑圆弧面相配合；n块花纹块内壁在硫化阶段形成一个完整的轮胎花纹内壁，滑块与花纹块通过螺钉连接，滑块安装在下半模底板上的T型槽中，滑块由油缸进行驱动；下板上开有与周向模中滑块相同数量的T型导轨槽，下钢圈与下侧板通过螺钉固连，下侧板与下板通过螺钉固连。

2. 根据权利要求1所述电磁感应加热轮胎硫化外模具，其特征所述的上半模、周向模、下半模形成一个完整的成品轮胎外轮廓，中模套到花纹块的传热路径全为金属且传热路径等距。

3.根据权利要求1所述电磁感应加热轮胎硫化外模具，其特征在于所述的加热装置由顶侧加热单元、底侧加热单元及中模套加热单元组成；顶侧加热单元包括上板、垫板、盘状电磁线圈、线圈盖板、上隔热板，在上板上开有n组环形凹槽，环形凹槽向外开有两个直槽，直槽用于布置线圈出、入线头所用，垫板铺设于凹槽内，盘状电磁线圈置于垫板上，盘状电磁线圈上部为线圈盖板，线圈盖板及盘状电磁线圈用硅胶进行粘接固定；底侧加热单元包括底板、垫板、盘状电磁线圈、线圈盖板，在底板上开有n组环形凹槽，环形槽向外开有两个直槽，直槽用于布置线圈出、入线头所用，垫板铺设于凹槽内，盘状电磁线圈置于垫板上，盘状电磁线圈上部为线圈盖板，线圈盖板及盘状电磁线圈用硅胶进行粘接固定；中模套加热单元包括內隔套、柱状电磁线圈、隔热层、外壳，中模套外周安有内隔套，在内隔套上缠绕有柱状电磁线圈，柱状电磁线圈外周依次装有隔热层和外壳。