CN106003778B - 一种轮胎成型胶囊的囊体制备装置和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎成型领域，尤其涉及一种轮胎成型胶囊的囊体制备装置和制备方法。一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，该装置包括成型模具和硫化模具；所述的成型模具包括囊筒、压环和后盖；所述的硫化模具包括第一囊筒，第三囊筒、外置囊筒、底盖和上盖。本发明制备的囊体表面的平整度可以靠模具壳罩的光洁度控制保证。囊体的厚度均一度，在模具腔体大小和充气内压稳定的情况下，主要受半制品胶片厚度波动影响。

Description

一种轮胎成型胶囊的囊体制备装置和制备方法

技术领域

本发明涉及轮胎成型领域，尤其涉及一种轮胎成型胶囊的囊体制备装置和制备方法。

背景技术

中国实用新型专利（申请号：CN201420214567.4，申请日：2014.04.30）公开的轮胎成型胶囊包括囊体和固定座，囊体设置在固定座上，囊体包括外囊体、第一反包囊体和第二反包囊体，第一反包囊体和第二反包囊体分别连接外囊体的两端并折返反包。这种轮胎成型胶囊囊体采用直筒式结构,依次铺上胶片和防粘布,使用水包布(也称作盐条)固定,硫化后包布水分蒸发产生紧箍力,使防粘布和胶料结合在一起，这个工艺做法的稳定性取决于水包布的缠绕密度，角度，缠绕力以及缠绕间隔的均匀度。缠绕密度和角度的不同，会造成胶囊胶料与防粘布结合力方向的差异；而缠绕的松紧，和均匀度会造成胶囊与防粘布结合力大小的差异。在完全人工操作的情况下，以上四个要素都不能得到保证。人工量产的结果是必然产生胶囊质量波动,而且由水包布硫化产生的紧箍力不足，导致胶料和防粘布的结合强力不够，就造成了容易破皮等早期破损。另外，囊体成品在安装到工装上，外囊体和第一反包囊体需要进行一次翻折，橡胶制品的特性在折弯情况下会产生拱起，必然出现大屁股问题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的一个目的是提供一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，本发明的另外一个目的是提供上述的囊体的制备方法。本发明制备的囊体提高胶料的致密度，大大提高了胶料和防粘布的结合强力。

为了实现上述第一个的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，该装置包括成型模具和硫化模具；所述的成型模具包括囊筒、压环和后盖，囊筒的中间连接设置有旋转轴，囊筒的左端设置有第一子口凸环，囊筒的右端设置有第二子口凸环，所述的压环固定设置有第二子口凸环形成的环形槽内，压环的外圈与第二子口凸环的内圈等径，所述的后盖与压环固定连接，后盖在朝向第二子口凸环下端的一侧设置有第二形成凹口；所述的第二子口凸环、压环和后盖之间形成第二子口口模；所述的硫化模具包括第一囊筒，第三囊筒、外置囊筒、底盖和上盖；第一囊筒的外圈为第一表面，第一囊筒的中间连接设置有旋转轴，第三囊筒的外圈为第二表面，所述的底盖与第三囊筒固定连接，底盖的外圈设置有第三表面，外置囊筒设置在外圈，外置囊筒的内圈为第四表面；所述的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面构成囊体的模具空腔，所述的外置囊筒与底盖相配合封闭模具空腔的左侧端，上盖封闭模具空腔的右侧端；所述的第三囊筒的径向设置有充气通道，充气通道连接至模具空腔。

作为优选，所述的囊筒由第一囊筒和第二囊筒构成，第一囊筒与硫化模具的第一囊筒共用，第一子口凸环设置在第一囊筒的左端，第一囊筒的右端设置有连接凸环，第一囊筒和第二囊筒之间通过连接凸环相互连接；第二子口凸环设置在第二囊筒的右端。

作为优选，所述的第一囊筒和第二囊筒中间连接设置有连接套，连接套用于连接旋转轴，在连接套上设置有紧固螺钉。

作为优选，所述的第一囊筒左侧设置第一子口凸环与第三囊筒的右侧相连接，第三囊筒的右侧端设置有第一形成凹口，第三囊筒与第一子口凸环之间形成第一子口口模。

作为优选，所述的第三囊筒的左侧端设置有第三形成凹口，底盖的右侧端面与所述的第三囊筒之间形成第二子口的硫化口模。

作为优选，所述的第一囊筒的右侧端设置有连接凸环，所述的上盖设置有与第一囊筒的连接凸环相配合的凸环。

作为优选，所述的第一囊筒的中间连接设置有连接套，连接套用于连接旋转轴，在连接套上设置有紧固螺钉。

为了实现上述第二个的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种轮胎成型胶囊囊体的轮胎成型胶囊囊体的制备方法，该方法采用所述的装置，该方法包括以下的步骤：

1)将成型模具进行拼装；

2)在第一囊筒、第二囊筒上依次铺上骨架材料和双层胶片，并预留出子口的宽度；

3)在子口位置放上硬制胶芯，刷好胶浆，分别在第一子口口模和第二子口口模压出第一子口和第二子口的形状；

4）撤后盖，盖上上盖，将贴合好的材料进行翻折形成第一反包囊体和外囊体，第一反包囊体贴在第一表面，外囊体在上盖位置折返，外囊体左侧搭在第二表面上，然后再次折返形成第二反包囊体，第二反包囊体末端的第二子口扣在第三囊筒（的端部；最后在囊体表面贴上防粘布；

5）盖上底盖和外置囊筒固定，通过充气通道往，往外囊体、第一反包囊体和第二反包囊体的内表面充气，气压为2~10bar；

6）将硫化模具放入硫化罐进行硫化，硫化时间为30~120min，温度为120~180℃；

7）将硫化过的模具进行拆卸,取出胶囊,在合理环境下放置一周时间进行生产使用。

作为优选，充气气压为4~8bar，硫化时间为40~60min，温度为140~160℃。

本发明的轮胎成型胶囊的囊体，该囊体包括一体硫化成型的外囊体、第一反包囊体和第二反包囊体，第一反包囊体和第二反包囊体分别连接外囊体的两端并折返反包，该囊体硫化成型时，外囊体、第一反包囊体和第二反包囊体的外表面贴合模具，外囊体、第一反包囊体和第二反包囊体的内表面充气2~10bar，硫化时间为30~120min，温度为120~180℃。

作为优选，所述的外囊体、第一反包囊体和第二反包囊体的内表面充气4~8bar，硫化时间为40~60min，温度为140~160℃。

作为优选，所述的第一反包囊体的末端设置有第一子口，第一子口与第一反包囊体呈垂直设置，第二反包囊体的末端设置有第二子口，第二子口也与第一反包囊体呈垂直设置。

作为优选，所述的第一子口的端部内侧凸出设置有第一硬胶条，第二子口的端部内侧凸出设置有第二硬胶条。

作为优选，所述的第二反包囊体的外环形面为斜环形面。作为再优选，所述的外囊体与第二反包囊体相接的端部设置为斜环状。

作为优选，所述的囊体由外胶层、加强骨架层和内胶层构成，在外囊体的外表面设置有防粘布，防粘布两端反包至第一反包囊体和第二反包囊体。作为再优选，所述的外囊体与第一反包囊体的折返区内表面设置有加强胶层。

本发明由于采用了上述的技术方案，本发明制备的囊体表面的平整度可以靠模具壳罩的光洁度控制保证。囊体的厚度均一度，在模具腔体大小和充气内压稳定的情况下，主要受半制品胶片厚度波动影响。另外，胶料和防粘布在内外压的作用下紧密结合，不会产生起皮等早期破损。同时。尾部形状和设计的工作状态一致，不会出现大屁股的问题。进一步，由于内外压的存在，表面防粘布的接头可以不用缝制而采用简单的搭接方式，非常平整。

附图说明

图1为本发明轮胎成型胶囊的囊体的结构示意图。

图2为本发明轮胎成型胶囊装置的结构示意图。

图3为本发明成型模具的结构示意图。

图4为本发明硫化模具的结构示意图。

图5为K2S试验胶囊囊体和正常使用的胶囊的均厚段波动图。

图6为正常胶囊使用寿命追踪试验图。

图7为K2S系列胶囊使用寿命追踪试验图。

图8为正常胶囊使用寿命追踪试验图。

图9为K2S系列胶囊使用寿命追踪试验图。

具体实施方式

实施例1 囊体

如图1所示的一种轮胎成型胶囊的囊体，该囊体包括一体硫化成型的外囊体1、第一反包囊体2和第二反包囊体3，第一反包囊体2和第二反包囊体3分别连接外囊体1的两端并折返反包。所述的囊体由外胶层11、加强骨架层12和内胶层13构成，在外囊体1的外表面设置有防粘布14，防粘布14两端反包至第一反包囊体2和第二反包囊体3，外囊体1与第一反包囊体2的折返区内表面设置有加强胶层15。第二反包囊体3的外环形面为斜环形面，外囊体1与第二反包囊体3相接的端部设置为斜环状。所述的第一反包囊体2的末端设置有第一子口4，第一子口4与第一反包囊体2呈垂直设置，第二反包囊体3的末端设置有第二子口5，第二子口5也与第一反包囊体2呈垂直设置。第一子口4的端部内侧凸出设置有第一硬胶条6，第二子口5的端部内侧凸出设置有第二硬胶条7。

实施例2 成型模具

如图3所示的成型模具包括第一囊筒31、第二囊筒32、压环33和后盖34。第一囊筒31和第二囊筒32中间连接设置有连接套35，连接套35用于连接旋转轴，在连接套35上设置有紧固螺钉36。第一囊筒31的左端设置有第一子口凸环37，右端设置有连接凸环38，第一囊筒31和第二囊筒32之间通过连接凸环38相互连接，第二囊筒32右端设置有第二子口凸环39，所述的压环33固定设置有第二子口凸环39形成的环形槽内，压环33的外圈与第二子口凸环39的内圈等径，所述的后盖34与压环33固定连接，后盖34在朝向第二子口凸环39下端的一侧设置有第二形成凹口40。所述的第二子口凸环39、压环33和后盖34之间形成第二子口口模41。

实施例3 硫化模具

如图4所示的硫化模具包括第一囊筒31，第三囊筒42、外置囊筒43、底盖44和上盖45。所述的第一囊筒31与实施例1的第一囊筒31相同，第一囊筒31的外圈为第一表面46，第一囊筒31的中间连接设置有连接套35，连接套35用于连接旋转轴，在连接套35上设置有紧固螺钉36。第一囊筒31左侧的第一子口凸环37与第三囊筒42的右侧相连接，第三囊筒42的外圈为第二表面47，第三囊筒42的右侧端设置有第一形成凹口48，第三囊筒42与第一子口凸环37之间形成第一子口口模49。第三囊筒42的左侧端设置有第三形成凹口54，所述的底盖44与第三囊筒42固定连接，底盖44的外圈设置有第三表面50，底盖44的右侧端面与所述的第三囊筒42之间形成第二子口5的硫化口模51。外置囊筒43设置在外圈，外置囊筒43的内圈为第四表面52。所述的第一表面46、第二表面47、第三表面50和第四表面52构成囊体的模具空腔，所述的外置囊筒43与底盖44相配合封闭模具空腔的左侧端，所述的上盖45设置有与第一囊筒31的连接凸环38相配合的凸环，上盖45封闭模具空腔的右侧端。所述的第三囊筒42的径向设置有充气通道53，充气通道53连接至模具空腔。

实施例4 囊体成型硫化工艺

1.将成型模具进行拼装；

2.在第一囊筒31、第二囊筒32上依次铺上骨架材料和双层胶片，并预留出子口的宽度；

3.在子口位置放上硬制胶芯，刷好胶浆，分别在第一子口口模49和第二子口口模41压出第一子口4和第二子口5的形状；

4.撤后盖34，盖上上盖45，将贴合好的材料进行翻折形成第一反包囊体2和外囊体1，第一反包囊体2贴在第一表面46，外囊体1在上盖45位置折返，外囊体1左侧搭在第二表面上，然后再次折返形成第二反包囊体3，第二反包囊体3末端的第二子口5扣在第三囊筒42的端部；最后在囊体表面贴上防粘布14；

5.盖上底盖44和外置囊筒43固定，通过充气通道往，往外囊体1、第一反包囊体2和第二反包囊体3的内表面充气，气压为6bar；

6.将硫化模具放入硫化罐进行硫化，硫化时间为50min，温度为150℃

7.将硫化过的模具进行拆卸,取出胶囊,在合理环境下放置一周时间进行生产使用。

实施例5 胶囊装置

如图2所示的一种轮胎成型胶囊装置，该装置包括囊体和固定座，固定座包括筒体21、撑盘22和外压盘23， 筒体21和外压盘23分别固定设置在撑盘22的两侧，第一子口4固定设置在筒体21与撑盘22之间，第二子口5固定设置在撑盘22和外压盘23之间，撑盘22上设置有径向的气孔24，气孔24连接至囊体内腔。撑盘22的两个端面设置有第一固定口27和第二固定口28，筒体21端面与撑盘22端面之间设置有第一固定槽25，第一子口4固定设置在第一固定槽25内，第一硬胶条6嵌设在第一固定口27内，撑盘22和端面外压盘23端面之间有第二固定槽26，第二子口5固定设置在第二固定槽26内，第二硬胶条7嵌设在第二固定口28内。

试验例

取14寸本发明实施例4制备的试验胶囊K2S和正常生产使用的14寸胶囊各1个，沿胶囊圆周方向均匀切取3段样品，标记为1#，2#，3#。样品从胶囊头端开始，每隔20mm，依次取十个测量点,标记为1-10，使用游标卡尺测量每个标记点的厚度。

下表为样片的记录照片和测量数据：

试验胶囊K2S的胶囊设计均厚段厚度为3.8-4.0mm ，尾部有一块加强胶片，厚度为0.7-0.8mm。因为胶囊热脱模后会有收缩，实际样片的均厚段厚度在3.0mm，尾部相应厚一点。

正常生产胶囊的设计均厚段厚度为5.5mm,头部和尾部因为囊桶设计有台阶，胶片延展会有气泡存在，并造成局部厚度变大或变小。实际均厚段厚度应该为4.5mm，头部或者尾部局部位置会厚度超标或不足。

对于以上数据进行坐标图分析如图5:K2S试验胶囊在均厚段波动很小（最大波动值0.16mm,5.0%）; 正常使用的胶囊在均厚段波动较大（最大波动值0.75mm,16.7%）。

原胶囊的厚度波动大,在同等气压的充气状态时,不同厚度的位置会出现高低。反包时因为胶囊表面不平整，使反包的力不均匀，影响均匀性等问题。而K2S胶囊是一个较均一的产品，尤其在反包过程中的工作段，这段厚度波动越小，反包时力的差值就越小，胎胚质量就越高。

如图6~9所示由以上试验结果可以看出，K2S系列胶囊不会出现早期破坏问题，不会有起皮、掉渣、缝合线破坏等可能影响成型质量的情况出现。并且K2S系列胶囊在使用寿命方便表现十分有益，在中等强度的成型作业情况来看，使用寿命提高550%~650%，即使在一个满产负荷高强度的成型作业条件下，依然能保证成型20000次以上。

以实际的实验效果估算，试验使用寿命达到原水平的350%~600%。节约下来的因胶囊更换原因造成的停台时间，可折算为提升生产效率，使原每70组成型机计划减少1组。如能推广到全厂成型机，按总量130台估算，每年可节省设备成本530万，人工工时、胶囊成本约180余万，合计共可节省成本700万/年。

Claims (8)

1.一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，其特征在于：该装置包括成型模具和硫化模具；所述的成型模具包括囊筒、压环（33）和后盖（34），囊筒的中间连接设置有旋转轴，囊筒的左端设置有第一子口凸环（37），囊筒的右端设置有第二子口凸环（39），所述的压环（33）固定设置在第二子口凸环（39）形成的环形槽内，压环（33）的外圈与第二子口凸环（39）的内圈等径，所述的后盖（34）与压环（33）固定连接，后盖（34）在朝向第二子口凸环（39）下端的一侧设置有第二形成凹口（40）；所述的第二子口凸环（39）、压环（33）和后盖（34）之间形成第二子口口模（41）；所述的硫化模具包括第一囊筒（31），第三囊筒（42）、外置囊筒（43）、底盖（44）和上盖（45）；第一囊筒（31）的外圈为第一表面（46），第一囊筒（31）的中间连接设置有旋转轴，第三囊筒（42）的外圈为第二表面（47），所述的底盖（44）与第三囊筒（42）固定连接，底盖（44）的外圈设置有第三表面（50），外置囊筒（43）设置在外圈，外置囊筒（43）的内圈为第四表面（52）；所述的第一表面（46）、第二表面（47）、第三表面（50）和第四表面（52）构成囊体的模具空腔，所述的外置囊筒（43）与底盖（44）相配合封闭模具空腔的左侧端，上盖（45）封闭模具空腔的右侧端；所述的第三囊筒（42）的径向设置有充气通道（53），充气通道（53）连接至模具空腔。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，其特征在于：囊筒由第一囊筒（31）和第二囊筒（32）构成，第一囊筒（31）与硫化模具的第一囊筒（31）共用，第一子口凸环（37）设置在第一囊筒（31）的左端，第一囊筒（31）的右端设置有连接凸环（38），第一囊筒（31）和第二囊筒（32）之间通过连接凸环（38）相互连接；第二子口凸环（39）设置在第二囊筒（32）的右端。

3.根据权利要求2所述的一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，其特征在于：第一囊筒（31）和第二囊筒（32）中间连接设置有连接套（35），连接套（35）用于连接旋转轴，在连接套（35）上设置有紧固螺钉（36）。

4.根据权利要求1所述的一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，其特征在于：第一囊筒（31）左侧设置第一子口凸环（37）与第三囊筒（42）的右侧相连接，第三囊筒（42）的右侧端设置有第一形成凹口（48），第三囊筒（42）与第一子口凸环（37）之间形成第一子口口模（49）。

5.根据权利要求1所述的一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，其特征在于：第三囊筒（42）的左侧端设置有第三形成凹口（54），底盖（44）的右侧端面与所述的第三囊筒（42）之间形成第二子口的硫化口模（51）。

6.根据权利要求1所述的一种轮胎成型胶囊囊体的制备装置，其特征在于：第一囊筒（31）的右侧端设置有连接凸环（38），所述的上盖（45）设置有与第一囊筒（31）的连接凸环（38）相配合的凸环。

7.一种轮胎成型胶囊囊体的制备方法，该方法采用权利要求1~5任意一项权利要求所述的装置，该方法包括以下的步骤：

1)将成型模具进行拼装；

2)在第一囊筒（31）、第二囊筒（32）上依次铺上骨架材料和双层胶片，并预留出子口的宽度；

3)在子口位置放上硬制胶芯，刷好胶浆，分别在第一子口口模(49)和第二子口口模(41)压出第一子口（4）和第二子口（5）的形状；

4）撤后盖（34），盖上上盖（45），将贴合好的材料进行翻折形成第一反包囊体（2）和外囊体（1），第一反包囊体（2）贴在第一表面（46），外囊体（1）在上盖（45）位置折返，外囊体（1）左侧搭在第二表面上，然后再次折返形成第二反包囊体（3），第二反包囊体（3）末端的第二子口（5）扣在第三囊筒（42）的端部；最后在囊体表面贴上防粘布（14）；

5）盖上底盖（44）和外置囊筒（43）固定，通过充气通道往，往外囊体（1）、第一反包囊体（2）和第二反包囊体（3）的内表面充气，气压为2~10bar；

6）将硫化模具放入硫化罐进行硫化，硫化时间为30~120min，温度为120~180℃；

7）将硫化过的模具进行拆卸,取出胶囊,在合理环境下放置一周时间进行生产使用。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：充气气压为4~8bar，硫化时间为40~60min，温度为140~160℃。