CN106945317B - 用于轮胎硫化定型的刚性内模 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于轮胎硫化定型的刚性内模，采用机械旋转式收缩，配合电磁加热，无需频繁更换，降低了硫化成本，杜绝了内部温差问题，在硫化效率提高的同时，显著降低制造成本。该刚性内模包括胀缩装置和用于驱动胀缩装置的传动装置，胀缩装置包括膨胀后用于定型轮胎的囊筒，囊筒由大小不等的第一内模瓦块和第二内模瓦块交替拼接而成，囊筒顶部设置有连接传动装置的旋转盘；第一内模瓦块和第二内模瓦块分别连接导向轴，旋转盘上设置对应第一内模瓦块的第一旋转槽和对应第二内模瓦块的第二旋转槽，导向轴端部设置于旋转槽内并可沿旋转槽运动。

Description

用于轮胎硫化定型的刚性内模

技术领域

本公开一般涉及轮胎硫化领域，具体涉及轮胎硫化设备，尤其涉及用于轮胎硫化定型的刚性内模。

背景技术

硫化是轮胎生产制造中的一道关键工序，现有的硫化过程中胶囊硫化工艺由于传热效率高而被广泛采用，但该工艺仍存在一些缺陷，在现有的胶囊硫化工艺中，由蒸汽提供温度、氮气提供压力，蒸汽遇冷产生冷凝水导致胶囊内部温度分布不均匀，冷凝水排放不及时，上、下卡盘温差较大，轮胎硫化质量下降；胶囊在使用过程中会因黏胶、尺寸设计不合理等原因出现膨胀不彻底，或膨胀后结构不对称等问题，导致成品轮胎各处质量不均匀。

另外，由于胎坯收半成品胶部件加工精度及成型精度影响而造成本身质量分布不均，硫化胶囊属于柔软体，他所能提供的压力较低，无法通过硫化作用迫使胶料在熔融状态下实现再均匀分布，质量不均严重影响轮胎的动平衡及均匀性，从而大大降低轮胎的性能。在实际轮胎硫化生产过程中，胶囊属于易耗件，平均一条胶囊只能硫化轮胎260条左右，使用成本昂贵。因此，采用胶囊进行轮胎硫化的过程中上述问题普遍存在，急需克服。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种用于轮胎硫化定型的刚性内模，采用机械旋转式收缩，配合电磁加热，无需频繁更换，降低了硫化成本，杜绝了内部温差问题，在硫化效率提高的同时，显著降低制造成本。

本发明提供了一种用于轮胎硫化定型的刚性内模，包括胀缩装置和用于驱动胀缩装置的传动装置，胀缩装置包括膨胀后用于定型轮胎的囊筒，囊筒由大小不等的第一内模瓦块和第二内模瓦块交替拼接而成，囊筒顶部设置有连接传动装置的旋转盘；第一内模瓦块和第二内模瓦块分别连接导向轴，旋转盘上设置对应第一内模瓦块的第一旋转槽和对应第二内模瓦块的第二旋转槽，导向轴端部设置于旋转槽内并可沿旋转槽运动。

所述第一内模瓦块的大小小于第二内模瓦块；所述第一旋转槽设置于旋转盘径向内侧，所述第二旋转槽设置于旋转盘径向外侧，且第二旋转槽长度大于第一旋转槽的长度。

所述囊筒底部设置有导轨盘，导轨盘表面设置有与旋转槽对应的导轨。

所述旋转盘中央纵向固定连接旋转轴，旋转轴穿过导轨盘与传动装置连接。

所述传动装置为驱动伺服电机。

所述第一内模瓦块和第二内模瓦块的纵向外轮廓曲线与轮胎的内轮廓曲线一致，所述第一内模瓦块和第二内模瓦块的横向外轮廓线组成圆，圆的外径等于轮胎的内径。

与所述用于轮胎硫化定型的刚性内模配合的外模上设置有电磁加热装置。

所述第一内模瓦块和第二内模瓦块均为钢材制成，所述囊筒内部设置有热电偶。

根据本申请实施例提供的技术方案，

(1)用刚性囊筒代替了柔性的胶囊，无蒸汽、氮气等介质，更无须定期更换胶囊，淘汰了硫化机蒸汽管路等，显著降低了一系列的设备成本；

(2)机械旋转式的内模，通过旋转的方式进行囊筒的膨胀和收缩，克服了胶囊膨胀不彻底，结构不对称等问题，同时提供的压力比胶囊硫化要大40-50％，能有效改变胶料在熔融状态下的分布，硫化温度均匀，温度各部位可控，，硫化压力平衡，从而显著提升了硫化的质量。

(3)刚性内模无干/湿循环，无抽真空等步骤，升温快，温度稳定，显著提高了轮胎的硫化效率。

进一步的，根据本申请的某些实施例，本申请的中心机构可用电机取代，取代后减少了液压管路的建设成本，减少了占地面积，动力系统易于安装和维护，成本显著降低；此外，本发明的刚性内模结构稳定，不易损坏，无需频繁更换，显著提高硫化效率，降低内模成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的囊筒膨胀状态示意图；

图2为本发明一实施例的囊筒收缩状态示意图；

图3为本发明一实施例的刚性内模膨胀(A)和收缩(B)状态剖面图；

图4为硫化机内模与外模配合示意图；

其中，1-囊筒，11-第一内模瓦块，12-第二内模瓦块，2-旋转盘，21-第一旋转槽，22-第二旋转槽，3-导向轴，4-导轨盘，5-旋转轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，横向为图1中的水平方向，纵向为图1中的垂直方向；术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1、图2，用于轮胎硫化定型的刚性内模，包括胀缩装置和用于驱动胀缩装置的传动装置，胀缩装置包括膨胀后用于定型轮胎的囊筒1，囊筒由大小不等的第一内模瓦块11和第二内模瓦块12交替拼接而成，囊筒1顶部设置有连接传动装置的旋转盘2；第一内模瓦块11和第二内模瓦块12分别连接导向轴3，旋转盘2上设置对应第一内模瓦块11的第一旋转槽21和对应第二内模瓦块12的第二旋转槽22，导向轴3端部设置于上述第一旋转槽21和第二旋转槽22内并可沿旋转槽运动。上述刚性内模中，传动装置驱动旋转盘2进行旋转，旋转盘2旋转时旋转槽运动，旋转槽内的导向轴3带动内模瓦块运动，实现胀缩装置的收缩和膨胀，从而代替胶囊实现轮胎的硫化定型，这种机械旋转式的定型内模比传统的胶囊硫化压力大，而且温度均匀，没有温差问题；同时动力提供方便，不需要中心机构，传动装置即可实现整个内模的胀缩，使用方便还降低了成本

参见图1和图2，结合图3作为优选的旋转方式，第一内模瓦块11与第二内模瓦块12的大小不等，相对小的第一内模瓦块11对应的第一旋转槽21设置于旋转盘2径向内侧，相对大的第二内模瓦块12对应的第二旋转槽22设置于旋转盘2径向外侧，且第二旋转槽22长度大于第一旋转槽21的长度。上述设置可使得旋转运动时，第一内模瓦块11运动速度快，先向心旋转入径向内侧，第二内模瓦块12运动慢，逐渐收缩。

参见图3，在更优选的旋转方式中，为了避免在囊筒的收缩过程中，瓦块出现位移，造成收缩不便，所述囊筒1底部设置有导轨盘4，导轨盘4表面设置有与旋转槽对应的导轨。使得收缩时，上部有导向轴带动，底部有导轨限制，保证第一内模瓦块11和第二内模瓦块12定向精确旋转，实现精准的收缩和胀开。

作为优选的实施例，参见图3，所述旋转盘2中央纵向固定连接旋转轴5，旋转轴5穿过导轨盘4与传动装置连接。在实际应用过程中传动装置可以是任意的可以驱动旋转轴进行旋转的机械装置，具体的，所述传动装置为驱动伺服电机。电机驱动等电力的驱动方式以及旋转轴的设置完全取代了中心机构，使得整个硫化机的占地面积可以得到减少，同时，不采用中心机构，减少了中心机构的液压管路的建设，降低了建设成本；此外，复杂的中心机构安装维护困难，上述传动装置则可以是本领域常见的提供动力的电力设备，可以随时安装和维修，使用方便，成本显著降低。

在轮胎的硫化定型过程的，针对各种种类的轮胎，所述第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的纵向外轮廓曲线与轮胎的内轮廓曲线一致，所述第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的横向外轮廓线组成圆，圆的外径等于轮胎的内径。这样能够保证整个内模与轮胎的完全配合，提高硫化效率，实现了与胶囊的膨胀大小相匹配的效果。

在轮胎的实际硫化过程中，参见图4，与所述用于轮胎硫化的刚性内模配合的外模上设置有电磁加热装置。二者配合无需胶囊，蒸汽管路以及氮气路线，完全杜绝了传统的硫化机中胶囊内部温差问题，整个钢质的内模受热均匀，硫化质量好，硫化效率高，节能减排性能好，整个设备的制造成本降低。

为了保证硫化过程中受热的效果和温度的实时调控，所述内模瓦块为钢材制成，所述囊筒内部设置有热电偶，囊筒提供定型内压的同时，热电偶实时监控硫化内温，并通过PLC控制以调节硫化温度。

本发明的用于轮胎硫化的刚性内模的工作过程如下所述：

参见图1和图2轮胎放入后，胀缩装置膨胀状态下，第一内模瓦块11和第二内模瓦块12交替拼接成囊筒，囊筒支撑于轮胎内部，电磁加热装置启动加热硫化，进行轮胎的硫化定型，轮胎硫化过程结束后，传动装置驱动旋转轴5旋转带动旋转盘2进行旋转，旋转槽旋转，使得旋转槽内的导向轴3沿旋转槽移动，带动第一内模瓦块11和第二内模瓦块12进行向心运动，第一内模瓦块11先向心收缩，第二内模瓦块12慢一步收缩，第一内模瓦块11和第二内模瓦块12在上部导向轴带动和底部导轨的制约下运动到极限，即可完成囊筒的收缩.

收缩后，轮胎取出进入下一步工序；新的待硫化轮胎进入，传动装置反向驱动旋转轴5，旋转轴5带动旋转盘2反向旋转，带动旋转槽反向旋转，导向轴3相对运动，带动第一内模瓦块11和第二内模瓦块12进行离心运动，第二内模瓦块12首先胀开，提供空间，第一内模瓦块11胀开逐渐填满空间，第一内模瓦块11和第二内模瓦块12在上部导向轴带动和底部导轨的制约下运动到极限，形成膨胀的囊筒，即可完成囊筒的膨胀的过程，进行轮胎的硫化，如此往复。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，包括胀缩装置和用于驱动胀缩装置的传动装置，胀缩装置包括膨胀后用于定型轮胎的囊筒(1)，囊筒(1)由大小不等的第一内模瓦块(11)和第二内模瓦块(12)交替拼接而成，囊筒(1)顶部设置有连接传动装置的旋转盘(2)；第一内模瓦块(11)和第二内模瓦块(12)分别连接导向轴(3)，旋转盘(2)上设置对应第一内模瓦块(11)的第一旋转槽(21)和对应第二内模瓦块(12)的第二旋转槽(22)，导向轴(3)端部设置于旋转槽内并可沿旋转槽运动。

2.根据权利要求1所述的用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，所述第一内模瓦块(11)的大小小于第二内模瓦块(12)；所述第一旋转槽(21)设置于旋转盘(2)径向内侧，所述第二旋转槽(22)设置于旋转盘(2)径向外侧，且第二旋转槽(22)长度大于第一旋转槽(21)的长度。

3.根据权利要求1或2所述的用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，所述囊筒(1)底部设置有导轨盘(4)，导轨盘(4)表面设置有与旋转槽对应的导轨。

4.根据权利要求3所述的用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，所述旋转盘(2)中央纵向固定连接旋转轴(5)，旋转轴(5)穿过导轨盘(4)与传动装置连接。

5.根据权利要求4所述的用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，所述传动装置为驱动伺服电机。

6.根据权利要求1或2所述的用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，所述第一内模瓦块(11)和第二内模瓦块(12)的纵向外轮廓曲线与轮胎的内轮廓曲线一致，所述第一内模瓦块(11)和第二内模瓦块(12)的横向外轮廓线组成圆，圆的外径等于轮胎的内径。

7.根据权利要求1或2所述的用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，与所述用于轮胎硫化定型的刚性内模配合的外模上设置有电磁加热装置。

8.根据权利要求1或2所述的用于轮胎硫化定型的刚性内模，其特征在于，所述第一内模瓦块(11)和第二内模瓦块(12)均为钢材制成，所述囊筒(1)内部设置有热电偶。