CN104552696A - 一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，主要包括底座、横梁、立柱、升降机构、加压机构、中心机构和模具等，模具分多个模块单元，包括外模、内模和电磁感应加热单元，外模由花纹块、弓形座、模套、侧板、钢圈、上盖和底板等组成；内模由鼓瓦单元和伸缩机构组成，鼓瓦单元由宽鼓瓦与窄鼓瓦组成，鼓瓦单元数量与模块单元数量一致，宽鼓瓦与窄鼓瓦相互间隔均匀分布；本发明将模具内外模分割成多个模块，采用多模块独立控温的方式对轮胎硫化工艺进行试验，轮胎成型过程中，每个模块设置成不同硫化温度，减少硫化试验次数，大大缩短硫化工艺优化时间。也可将每个模块代表不同型式轮胎，模块大小可均等或不等，大大缩短新产品开发周期。
Description
技术领域
本发明属于轮胎硫化技术领域，尤其涉及一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置。
背景技术
随着社会的发展，人们对轮胎的抓地性、舒适性、可操纵性的要求越来越高，对于不同的场合、不同的路况，轮胎侧重的性能也各不相同。根据使用要求的不同，轮胎的结构、胶料以及胎面花纹设计也各不相同。为了满足不同的使用要求，新产品轮胎不断涌现。一种轮胎新产品从设计到投产需经历设计、选材、试验、检测等多个环节。试验环节包含胶料制备、部件制备、轮胎成型、硫化等步骤，其中，硫化是轮胎生产制造的一道关键工序，对轮胎成品质量有很大的影响。对于一种新品种轮胎，不同的结构设计、不同的胶料配方所需要的硫化工艺也不相同，因此硫化温度、硫化压力、硫化时间等多项工艺参数需要进行试验确定。
目前国内轮胎的硫化工艺试验都在定型硫化机上进行，使用的模具与生产用模具相同，硫化一条轮胎只能试验一组硫化工艺参数，而一条新产品轮胎需要进行多组硫化工艺试验，因此这种传统的硫化试验需要硫化许多条轮胎才能得到较为准确的工艺参数。然而，大量的试验不仅造成了严重的浪费，而且占用了大量的时间，增加了新产品轮胎的研发周期，严重减缓了新产品轮胎的投入生产。
发明内容
针对新轮胎硫化试验繁复、研发周期长以及试验浪费严重的问题，本发明提出一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，此装置将轮胎分成多个模块单元，轮胎成型过程中，每个模块单元设置成不同硫化温度，减少硫化试验次数，大大缩短硫化工艺优化时间。也可将每个模块单元代表不同型式轮胎，模块单元大小可均等或不等，大大缩短新产品开发周期。
本发明采用以下技术方案：一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，主要包括底座、横梁、立柱、升降机构、加压机构、中心机构和模具等，模具分多个模块单元，包括外模、内模和电磁感应加热单元，外模由花纹块、弓形座、模套、侧板、钢圈、上盖和底板等组成；花纹块位于弓形座内侧，花纹块数量与模块单元数量一致，每一个花纹块与相对应的弓形座固定连接，相邻花纹块接触的花纹块分型面开设凹槽并涂覆隔热材料，与弓形座接触的花纹块外侧面开设凹槽并涂覆隔热材料；模套位于底板上方，模套内侧为一定数量的弓形座，每一个弓形座与模套斜向滑动连接，弓形座数量与模块单元一致，上侧板与上盖固定连接，下侧板与底板固定连接，钢圈与侧板配合并固定连接，分别由与模块单元相同数量的单元组成，侧板各单元分型面、钢圈各单元分型面以及花纹块分型面三者重合；与相邻单元接触的侧板单元侧面、钢圈单元侧面，以及与上盖接触的侧板单元上面，与底板接触的下侧板单元下面，皆开设凹槽并涂覆隔热材料；内模由鼓瓦单元和伸缩机构组成，鼓瓦单元由宽鼓瓦与窄鼓瓦组成，鼓瓦单元数量与模块单元数量一致，宽鼓瓦与窄鼓瓦相互间隔均匀分布；电磁感应加热单元包括内模电磁感应加热单元与外模电磁感应加热单元，内模电磁感应加热单元位于各宽、窄鼓瓦内侧，由一个或多个电磁线圈均匀排布组成，各电磁线圈内嵌超导磁芯，外模电磁感应加热单元包括花纹块电磁感应加热单元与侧板电磁感应加热单元，各电磁感应加热单元由一个或多个电磁线圈均匀排布组成，电磁线圈内嵌超导磁芯，花纹块电磁感应加热单元嵌入花纹块外侧，侧板电磁感应加热单元嵌入上下侧板。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，为实现不同型式轮胎的实验效果，模块单元大小可均等或不等，花纹块型式可相同或不同。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，模块单元数量与花纹块数量一致。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，鼓瓦单元中窄鼓瓦可加热和不加热，为得到相同硫化温度条件下不同花纹块型式的硫化效果时可将窄鼓瓦加热，以保证各花纹块间的加热均匀性；为得到各花纹块型式一致情况下不用硫化温度的硫化效果时可将窄鼓瓦不加热，且在各窄鼓瓦与宽鼓瓦接触的两分型面开设凹槽并涂覆隔热材料，以保证花纹块温度独立控制。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，宽鼓瓦的对称面与花纹块对称面重合，保证各花纹块受热的均匀性。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，与轮胎制品接触的各侧板单元曲面上刻字母标识或号码标识，以方便记录测试数据。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，每一个花纹块内的电磁感应加热单元的电磁线圈电感量相同，每一个侧板单元内的电磁感应加热单元的电磁线圈电感量相同。各花纹块、各上下侧板单元和各宽鼓瓦均埋设热电偶。隔热材料可承受200℃高温。
有益效果：本发明将模具胶囊替换为刚性内模，将模具内外模分割成多个模块，采用多模块独立控温的方式对轮胎硫化工艺进行试验，轮胎成型过程中，每个模块设置成不同硫化温度，减少硫化试验次数，大大缩短硫化工艺优化时间。也可将每个模块代表不同型式轮胎，模块大小可均等或不等，大大缩短新产品开发周期。
附图说明
图1是本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置开模状态结构示意图。
图2是本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置闭模状态结构示意图。
图3是本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置模具的放大图。
图4是本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置模具的多模块三维立体示意图。
图5是本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置闭合状态下花纹块与鼓瓦单元分布图。
图6是本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置下侧板模块单元标识图。
图中：1、底座，2、立柱，3、横梁，4、加压机构，5、升降机构，6、中心机构，6-1、中心柱，6-2、加紧导柱，7、模具，8、下侧板，8-1、下侧板下凹槽、8-2、下侧板侧凹槽，9、下钢圈，9-1、下钢圈侧凹槽，10、底板，11、弓形座，12、花纹块,12-1、花纹块侧凹槽，12-2、花纹块外凹槽，13、导向条,14、模套，15、上侧板，15-1、上侧板上凹槽，15-2、上侧板侧凹槽，15-3、字母标识，16、上钢圈，16-1、上钢圈侧凹槽，17、上盖，18、侧板电磁感应加热单元,19、花纹块电磁感应加热单元，20、热电偶，21、鼓瓦单元，21-1、宽鼓瓦，21-2、窄鼓瓦，21-3、窄鼓瓦侧凹槽，22、内模电磁感应加热单元，23、伸缩机构,24、花纹块分型面，25、窄鼓瓦中心对称面,26、轮胎制品，27、花纹块对称面，28、宽鼓瓦对称面。
具体实施方式
实施例1
结合附图对本发明作进一步说明。本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，包括底座1、横梁3、立柱2、升降机构5、加压机构4、中心机构6、模具7等，模具分为7个模块单元，模具7包括外模，内模和电磁感应加热单元，外模具由花纹块12、弓形座11、模套14、上侧板15、下侧板8、上钢圈16、下钢圈9、上盖17、底板10等组成；花纹块12位于弓形座11内侧，花纹块12数量与模块单元一致，每一个花纹块12与相对应的弓形座11固定连接，相邻花纹块12接触的花纹块分型面开设凹槽并涂覆隔热材料，与弓形座11接触的花纹块12外侧面开设凹槽并涂覆隔热材料；模套14位于底板10上方，模套14内侧为一定数量的弓形座11，每一个弓形座11与模套14斜向滑动连接，弓形座11数量与模块单元一致，上侧板15与上盖17固定连接，下侧板8与底板10固定连接，上、下钢圈16、9与上、下侧板15、8配合并固定连接，分别由相同数量的单元组成，上、下侧板15、8各单元分型面、上、下钢圈16、9各单元分型面以及花纹块12分型面三者重合，与相邻单元接触的侧板单元侧面、钢圈单元侧面，以及与上盖17接触的侧板单元上面，与底板10接触的下侧板单元下面，皆开设凹槽并涂覆隔热材料；内模由鼓瓦单元21和伸缩机构23组成，鼓瓦单元21由宽鼓瓦21-1与窄鼓瓦21-2组成，鼓瓦单元21数量与模块单元数量一致，宽鼓瓦21-1与窄鼓瓦21-2相互间隔均匀分布，窄鼓瓦的对称面与花纹块分型面重合，与宽鼓瓦接触的各窄鼓瓦两分型面开设凹槽并涂覆隔热材料，在装置闭模状时窄鼓瓦21-2外侧面与宽鼓瓦外侧面在同一圆周上，起到支撑轮胎制品26内表面的作用，在装置开模状态时窄鼓瓦21-2外侧面和宽鼓瓦21-1外侧面不在同一圆周上，方便轮胎制品26脱模；电磁感应加热单元包括内模电磁感应加热单元22与外模电磁感应加热单元，内模电磁感应加热单元22位于各宽鼓瓦21-1和窄鼓瓦21-2内侧，由一个或多个电磁线圈均匀排布组成，各电磁线圈内嵌超导磁芯，外模电磁感应加热单元包括花纹块电磁感应加热单元19与侧板电磁感应加热单元18，各电磁感应加热单元由一个或多个电磁线圈均匀排布组成，电磁线圈内嵌超导磁芯，花纹块电磁感应加热单元19嵌入花纹块12外侧，侧板电磁感应加热单元18嵌入上下侧板。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，相对应的弓形座11、花纹块12、上侧板15、下侧板8、上钢圈16、下钢圈9与鼓瓦单元21组成一个独立模块单元，与胎坯接触的不同侧板单元曲面上刻上字母标识15-3，字母标识为A、B、C、D……，代表了多个独立模块。每一个花纹块内的电磁感应加热单元的电磁线圈电感量相同，每一个侧板单元内的电磁感应加热单元的电磁线圈电感量相同。各花纹块12、各上下侧板8、15和各宽鼓瓦21-1均埋设热电偶20。隔热材料可承受200℃高温。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，图1为一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置开模状态结构示意图，图2为一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置闭模状态结构示意图，中心机构6通过控制夹紧导柱6-2的动作控制整个内模的升降，通过控制中心柱6-1的动作控制伸缩机构23的伸缩，从而控制鼓瓦单元21的闭合与分离。升降机构5控制横梁3以及动模的升降。加压机构4控制模具的锁紧。
本发明一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，轮胎硫化过程中，各电磁感应加热器通入高频交流电，产生高频磁场，花纹块12、鼓瓦单元21、上侧板15、下侧板8、上钢圈16、下钢圈9等部位切割磁感线产生涡流，从而生热。不同花纹块12、上侧板15、下侧板8、宽鼓瓦21-1采用独立的电磁感应加热器进行加热，每个电磁感应加热器与对应单元的电磁感应加热单元组成一个回路，每个回路中都串联一个温控器，同一模块的温控器温度设定值相同，不同模块的温控器温度设定值不同。热电偶20对各模块温度实时监测，并将温度信号传送给温控器，温控器通过控制电磁线圈的通断电实现对各模块的温度控制。例如，模具分为七个模块，与胎坯接触的侧板单元曲面上刻上字母标识，一个模块对应一个字母，分别记为A、B、C、D、E、F、G，成品轮胎对应区域也会印上七个字母。每个模块由四个独立的电磁感应加热器进行加热，例如A模块的电磁感应加热器记为A1、A2、A3、A4，A1代表内模电磁感应加热器，A2代表花纹块电磁感应加热器，A3代表上侧板电磁感应加热器，A4代表下侧板电磁感应加热器，四个电磁感应加热器分别与内模电磁感应加热单元、花纹块电磁感应加热单元、上侧板电磁感应加热单元、下侧板电磁感应加热单元组成四个电磁感应加热回路，每个回路中各串联一个温控器A10、A20、A30、A40，A模块中的宽鼓瓦、花纹块、上钢圈单元、下钢圈单元分别存在一个热电偶20，对各处温度实时监测，并将温度数据传输给对应温控器A10、A20、A30、A40，A模块四个温控器皆设定温度为150℃，当某个单元温度低于150℃时，单元对应温控器接通，电磁线圈通高频交流电，对该单元进行加热，当某个单元温度高于150℃时，温控器断开，电磁线圈断电，加热停止，这样通过热电偶20对温度的实时监测，温控器可以控制A模块各单元温度保持在150℃。其他模块装置连接同A模块，各模块温控器的温度设定值分别为：B-155℃，C-160℃,D-165℃,E-170℃,F-175℃,G-180℃。相邻模块的两单元之间由于开设凹槽，并在接触面及凹槽内表面涂覆隔热材料，防止了不同模块之间的温度传导，使得各模块温度保持在设定值，保证了各模块的温度分区。最终的成品轮胎胎侧会有不同温区的标记A、B、C、D、E、F、G，与各模块对应，可对不同温度的轮胎硫化结果进行检测。
Claims (10)
1.一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：主要包括底座、横梁、立柱、升降机构、加压机构、中心机构和模具等，模具分多个模块单元，包括外模、内模和电磁感应加热单元，外模由花纹块、弓形座、模套、侧板、钢圈、上盖和底板等组成；花纹块位于弓形座内侧，花纹块数量与模块单元数量一致，每一个花纹块与相对应的弓形座固定连接；模套位于底板上方，模套内侧为一定数量的弓形座，每一个弓形座与模套斜向滑动连接，弓形座数量与模块单元一致，上侧板与上盖固定连接，下侧板与底板固定连接，钢圈与侧板配合并固定连接，分别由与模块单元相同数量的单元组成，侧板各单元分型面、钢圈各单元分型面以及花纹块分型面三者重合；内模由鼓瓦单元和伸缩机构组成，鼓瓦单元由宽鼓瓦与窄鼓瓦组成，鼓瓦单元数量与模块单元数量一致，宽鼓瓦与窄鼓瓦相互间隔均匀分布；电磁感应加热单元包括内模电磁感应加热单元与外模电磁感应加热单元，内模电磁感应加热单元位于各宽鼓瓦或窄鼓瓦内侧，由一个或多个电磁线圈均匀排布组成，各电磁线圈内嵌超导磁芯，外模电磁感应加热单元包括花纹块电磁感应加热单元与侧板电磁感应加热单元，各电磁感应加热单元由一个或多个电磁线圈均匀排布组成，电磁线圈内嵌超导磁芯，花纹块电磁感应加热单元嵌入花纹块外侧，侧板电磁感应加热单元嵌入上下侧板。
2.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：与相邻单元接触的侧板单元侧面、钢圈单元侧面，以及与上盖接触的侧板单元上面，与底板接触的下侧板单元下面，皆开设凹槽并涂覆隔热材料。
3.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：相邻花纹块接触的花纹块分型面开设凹槽并涂覆隔热材料，与弓形座接触的花纹块外侧面开设凹槽并涂覆隔热材料。
4.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：模具的模块单元大小不等，花纹块型式不同。
5.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：模块单元数量与花纹块数量相同。
6.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：窄鼓瓦不加热，且在各窄鼓瓦与宽鼓瓦接触的两分型面开设凹槽并涂覆隔热材料。
7.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：宽鼓瓦的对称面与花纹块对称面重合，保证各花纹块受热的均匀性。
8.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：与轮胎制品接触的各侧板单元曲面上刻字母标识或号码标识。
9.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：每一个花纹块内的电磁感应加热单元的电磁线圈电感量相同，每一个侧板单元内的电磁感应加热单元的电磁线圈电感量相同。
10.根据权利要求1所述的一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置，其特征在于：各花纹块、各上下侧板单元和各宽鼓瓦均埋设热电偶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |