CN108081648A - 一种智能双导柱液压轮胎定型硫化机及其换模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能双导柱液压轮胎定型硫化机及其换模方法，其横梁开合模位置、定型位置、合模闭锁机构进出位置的升降位置位移检测装置通过导线与电气控制系统连接达到控制横梁开合模、定型、合模闭锁机构进出位置之目的；通过位移检测装置检测上横梁移动位移，配合电气控制系统PLC和控制电脑设定位置高度来实现数字化、智能化的无调模机构、无须调模的智能化换模，同时实现合模位置及二次充汽定型位置和开模极限位置的数字化、智能化设定和自动检测与控制，节省了调模、换模的时间，提高了生产效率。

Description

一种智能双导柱液压轮胎定型硫化机及其换模方法

技术领域

本发明涉及工业生产加工设备技术领域，尤其涉及一种液压轮胎定型硫化机及其换模方法。

背景技术

随着人们生活提高，汽车和轮胎工业的不断发展，绿色、环保、安全对轮胎要求提越来越高，高精尖、自动化及智能化轮胎生产装备是确保轮胎质量的关键；激烈的市场竞争，创新、精度高、结构简单、紧凑、操作简单方便、维护容易、安全、环保、节能、高效、自动化、智能化是装备制造商和轮胎制造商所极力追求的目标。

新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技创新呈现出新的发展态势和特征，这场变革是信息技术与制造业的深度融合，是以制造业数字化、网络化、自动化、智能化为核心，建立在物联网、云计算(服务)基础上，同时叠加新能源、新材料等方面的突破而引发新一轮变革，将给世界范围内的制造业带来深刻变化，德国和中国及时分别提出“德国工业4.0”和“中国制造 2025”并实施，各国都在抢占先机。

传统的机械式轮胎定型硫化机精度低、智能化程度低、手动调模、效率低，不能满足自动化智能化工厂生产、管理和高性能、高等级轮胎要求。

目前使用的轮胎定型液压硫化机基本上为框架式，结构高嵩，维护维修不安全；设置有机械调模机构，既有手动调模形式，又有电动调模形式，但需要人工多次反复测量确认上热板与下热板之间距离，效率低，智能化程度低；上横梁、上热板、上模具升降受到机械约束多，上热板与下热板的平行度、上热板与下热板的对中精度、上模具与下模具的对中精度难于找正，而且容易跑偏，对中精度低，重复性差，设备运行一定时期后必须人工重新找正，否则导致轮胎会出现飞边，影响轮胎质量。

为此，装备制造商致力于对轮胎定型硫化机结构及其调模机构进行创新和改进，提高硫化机对中精度，保证上热板与下热板的平行度精度、对中重复性好，提高生产效率，努力实现结构轻量化、操作简便化、控制自动化和智能化。

如中国发明专利CN1796080A公开了一种立柱卡板锁模式液压轮胎硫化机及其调模方法，其包括底座、加压油缸、下托板、可用于装接轮胎模具下、上模的下热板和上热板、可升降的上横梁、开合模油缸、用于开合模导向及承受锁模力的立柱以及卡板式锁模机构等，通过卡板在立柱上不同位置的环形槽之间的松/卡配合，及加压油缸不同行程的应用，配合电控系统及液控系统的不同设置，可以实现调模功能，从而省略了调模机构。但是，这种轮胎硫化机还存在以下缺点：

1、由于左、右横梁为整体结构，中间立柱粗大，左、右两端立柱细小，当进行单模硫化或左、右硫化不同规格轮胎时，左、右模力不同，此时横梁会傾侧，导致模具不平行容易受损坏，故不能用于单模硫化和同时硫化不同规格轮胎；

2、由于横梁、底座为整体结构，产品的制造难度大，生产成本高，运输成本也高；

3、由于中间立柱高大且为一根，左、右两端立柱低，开模离开左、右两端立柱后横梁可能会以中间立柱为圆心转动而导致下、上模中偏离，对中重复性差，再次合模时横梁难于找正进入左、右两端立柱，甚至进入不了；

4、由于中间立柱粗大，左、右两端立柱细小，所以受到张模力作用下立柱弹性拉伸长度不一样，导致合模具不平行轮胎产生飞边；

5、由于三根立柱中心线在同一平面内，立柱在此的作用是横梁升降导向和承受张模力，不能很好地控制横梁在限定空间体内升降，横梁升降不稳定，不能防止横梁、上热板、上模具这些移动件在开合模升降时前、后傾侧；致命的是由于重心偏离模型中心，导致导向杆往导向套单边傾侧，当开模到顶时横梁、上热板、上模具傾侧更大，长时间升降运行滑动致使导向套的铜套磨损间隙大后，开模到顶时横梁、上热板、上模具傾侧更严重，晃动更厉害，上述问题容易造成：a、损坏活络模上模具；b、上热板、下热板不平行，上、下模不平行；c、开合模油缸活塞杆弯曲，活塞杆密封泄漏；d、下、上模对中重复性差；

6、由于加压油缸安装在底座与下托板(支承下热板和下模具)之间，加压油缸维护困难；合模加力时加压油缸推动没有设置导向的下托板和下模具向上移动，下、上模对中重复性差，硫化的轮胎质量不稳定；

7、未见设置有横梁升降位置位移检测装置，调模换模不能数字化设定和智能化检测与控制。

再如，中国发明专利201210059963.X公开了一种智能双模液压轮胎硫化机及其调模方法，其包括导向杆、开合模油缸、锁模机构、加压油缸、下板、油缸下支架、导向套、上板、锁紧螺母、油缸上支架、支架和位移检测装置等，通过加压油缸的活塞杆伸出行程来补偿不同的模具高度所需要的完全合模的行程及加力作用，利用电气控制系统PLC和位移检测装置检测设定位置高度来实现数字化、智能化无调模机构且无需人工调整的自动调模。但是，这种轮胎硫化机还存在以下缺点：

1、由于上板、下板为板式结构，该板式结构为实心厚钢板，厚钢板不仅重，而且材料坯件不容易购买，须特购，成本高。

2、由于上板、下板为板式结构，刚性较差，当合模加力时远离加压作用力位置的支承热板的中部前后部位处变形大，挠度大,导致下、上模具前后部位不接触，轮胎产生飞边；

3、由于单模两根导向杆中心线在同一平面内，导向杆在此的作用是上板升降导向和承受张模力，不能很好地控制上板在限定空间体内升降，上板升降不稳定，不能防止上板、上热板、上模具这些移动件在开合模升降时前、后傾侧；致命的是由于重心偏离模型中心，导致导向杆往导向套单边傾侧，当开模到顶时上板、上热板、上模具傾侧更大，长时间升降运行滑动致使导向套的铜套磨损间隙大后，开模到顶时上板、上热板、上模具傾侧更严重，晃动更厉害，上述问题亦会造成：a、损坏活络模上模具；b、上热板与下热板不平行，上、下模不平行；c、开合模油缸活塞杆弯曲，活塞杆密封泄漏；d、下、上模对中重复性差；e、位移检测装置的位置磁铁不能顺畅在位移传感器上滑动，容易损坏，致使位移传感器松劲移位，导致检测不准确，造成开模极限位置 (合模初始下降位置)、二次定型位置、合模位置检测不准确，甚至在合模位置时锁模机构的锁模滑块进入不了导向杆环形槽而不能锁模，此时需要更换、修复、人工重新检测设定位置数据；f、位移检测装置的齿轮偏离齿条，齿轮不能很好地和齿条啮合，导致检测不准确，造成开模极限位置(合模初始下降位置)、二次定型位置、合模位置检测不准确，甚至在合模位置时锁模机构的锁模滑块进入不了导向杆环形槽而不能锁模，此时需要更换、修复、人工重新检测设定位置数据；

4、由于位移检测装置的位移传感器装置采用接触式外置致伸缩位移传感器及位置磁铁，没有设置换模接近开关；长时间使用后位置磁铁在位移传感器上滑动导致位移传感器导轨和位置磁铁磨损，位置磁铁滑动拉力致使位移传感器松劲移位也导致检测不准确，造成开模极限位置(合模初始下降位置)、二次定型位置、合模位置检测不准确，甚至在合模位置时锁模机构的锁模滑块进入不了导向杆环形槽而不能锁模，此时需要更换、修复、人工重新检测设定位置数据；

5、由于两根导向杆固定在上板上并随上板、上热板、上模具一起开合模升降，当合模到底时，此时导向杆必须伸进设备基础地坑中，增加用户开挖设备基础成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种精度高、结构简单紧凑、操作简单方便、维护容易、无须调模、高效、自动化和智能程度高的智能双导柱液压轮胎定型硫化机及其换模方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：该硫化机为单模结构，或由所述单模结构构成的双模结构或多模结构；单模包括有电气控制系统、底座、上横梁、用于横梁升降导向的导柱、导向套、开合模油缸、合模闭锁机构、环形加力油缸、开合模油缸连接杆、开合模油缸上连接座、推力关节轴承、上隔热板、上热板、下热板、下隔热板、开模安全装置、机架、辅助导向杆、导向杆固定座、导向杆导向座、中心机构、活络模操纵机构和针对横梁开合模时升降位置的位移检测装置，所述底座支承在一底座支脚上，两者通过螺栓连接固定，下热板和下隔热板固定支承于底座上；所述开合模油缸上连接座、推力关节轴承、导向套、上隔热板、上热板和环形加力油缸分别通过螺栓固定在上横梁上；所述导柱通过锁紧螺母、防松螺母和限位固定板垂直固定于底座上，导柱设置有多条承受拉力等距环状槽和开模安全环槽，合模闭锁机构的对开凸环状闭锁滑块根据不同模具高度进入导柱相应两条环状槽以实现锁模和传导；所述合模闭锁机构位于环形加力油缸活塞杆的中心上方；所述开合模油缸的缸体固定在底座的平面上，开合模油缸的活塞杆通过开合模油缸连接杆、推力关节轴承、连接螺母与开合模油缸上连接座连接，开合模油缸驱动上横梁、上隔热板、上热板、环形加力油缸、合模闭锁机构和上模具通过固定在上横梁上的导向套、导向杆导向座沿着导柱和辅助导向杆作垂直升降开合模运动；而位移检测装置与电气控制系统连接形成对横梁开合模的升降控制结构；

所述辅助导向杆上、下分别固定在底座及机架上，导向杆导向座固定在上横梁上并套在辅助导向杆中；

在单模中导柱于左右各设有一根，且单模左右各设置一个合模闭锁机构和上置式的环形加力油缸加压和保压；单模开合模采用双导柱导向，左右各一个开合模油缸驱动上横梁垂直升降；开合模位置、定型位置、合模闭锁机构进出位置及换模调模通过位移检测装置与电气控制系统配合进行数字化设定及智能自动检测与控制；

所述上横梁和底座分别支承固定上热板和下热板，上热板和下热板形成加热模具硫化轮胎的结构；

工作时将胎坯放入支承在底座上的下热板、下模具上的模具中，从中心机构往胎坯内胶囊通入定型蒸汽或氮气，第一次定型完毕；固定在底座上的开合模油缸驱动上横梁、上隔热板、上热板、环形加力油缸、合模闭锁机构和上模具通过固定在上横梁上的导向套、导向杆导向座沿着固定在底座上的左右两根导柱和辅助导向杆作垂直升降合模运动，该过程中进行第二次充蒸汽定型；将要到达完全合模位置时，固定在环形加力油缸活塞杆中心上方的合模闭锁机构的气缸驱动对开凸环状闭锁滑块分左右同时进入左右两根导柱的环状槽完成锁模，然后环形加力油缸活塞杆伸出驱动闭锁滑块的凸环状端面与导柱的环状槽端面接触使上横梁、上热板及上模具继续下降合模，直至完成完全合模前上、下模间所需的距离，此时下热板、下隔热板、底座、锁紧螺母、导柱、合模闭锁机构、环形加力油缸、上横梁、上隔热板、上热板及模具组成一个闭环受力系统，环形加力油缸的压力继续由中低压转换成高压达到硫化所需要的合模压力；上述程序完成后从中心机构往胎坯内胶囊继续依次通入硫化介质蒸汽、氮气或过热水，导柱此时承受克服硫化轮胎内压张模的环形加力油缸施加的推力，导柱相对底座拉伸，上横梁、上热板与底座的距离相对缩小，防止模具张开使轮胎产生飞边，导柱此时承受拉力作用。

进一步地，所述底座和上横梁为焊接或铸造箱体形成的中空式结构。

进一步地，导柱在单模中的数量为两根，导柱上设有多条满足不同模具高度等距环状槽和一开模安全环槽，环状槽形成承受在硫化轮胎内压张模时环形加力油缸施加的拉力和剪切力的结构，安全环槽形成开模到顶及清洁模时开模安全装置的安全插板插入防止上横梁下滑的结构；导柱垂直立于底座上，导柱下端穿过底座，限位固定板将导柱限位固定在底座上防止导柱串动，锁紧螺母和防松螺母将导柱在固定底座上方，锁紧螺母形成硫化加压时的拉力承受结构；导柱上端依次穿过导向套、上横梁、环形加力油缸和合模闭锁机构，导柱形成开合模升降导向结构，左、右两根导柱限制上横梁、上热板、上模具及活络模操纵机构作垂直升降运动，确保开合模升降过程中上热板中心与下热板中心、上模具中心与下模具中心、上热板中心与中心机构中心、上模具中心与中心机构中心及活络模操纵机构中心与中心机构中心准确对中。

进一步地，辅助导向杆在单模中的数量为一根，下端垂直定位固定于底座上，上端通过导向杆固定座固定于机架上，辅助导向杆与左、右两根导柱呈现为三角形布置，辅助导向杆中心线与导柱中心线平行，套在辅助导向杆中的导向杆导向座固定在上横梁上；辅助导向杆辅助左、右两根导柱用于开合模升降导向，按照三点连线确定一平面原理限定横梁、上热板、上模具、活络模操纵机构在垂直于底座上方的一个柱体空间内作垂直升降运动，以防止上横梁、上热板、上模具及活络模操纵机构各移动件在开合模升降时前、后、左、右傾侧，不仅运行更加顺畅平稳，对中更精确，对中精度重复性好，并确保开合模升降过程中上热板与下热板及上模具与下模具的平行，其平行度自始至终处于原始状态。

进一步地，环形加力油缸的中心设置有一用于导柱导向的导向铜套及一易于被导柱穿越的圆孔，导向铜套与导向套同心；安装固定于上横梁下侧的导向套中心与安装固定于上横梁上侧的环形加力油缸的中心及合模闭锁机构的中心同处于导柱的中心线上。

进一步地，所述合模闭锁机构包括有固定底板、闭锁滑块和气缸，气缸的活塞杆端部与闭锁滑块连接，锁模滑块中心设置为凹形环状，两凸环距离与导柱的环状槽等距相匹配，闭锁滑块外形为T形状,限定闭锁滑块在一个方向来回滑动，闭锁滑块设置为对称并可分离的两块。

进一步地，开模安全装置安装固定于导向套上，形成防止开模到顶及清洁模具时上横梁下滑的结构，确保开模和清洁模具安全；开模安全装置的安全插板设置成U形结构，便于进出导柱环槽。

进一步地，所述导向套、环形加力油缸、合模闭锁机构、开模安全装置、开合模油缸连接杆、开合模油缸上连接座、推力关节轴承、连接螺母、锁紧螺母、防松螺母及限位固定板的数量与导柱的数量相同，开合模油缸数量为两根。

进一步地，位移检测装置为悬浮非接触式位移传感器检测装置，位移传感器包括有外置悬浮非接触外置式位移传感器、悬浮磁铁、母接头、安装夹片及与之相关联的连接固定支架、初始位置接近开关感应块、初始位置接近开关安装支架、模接近开关感应块、换模接近开关安装支架、接近开关，连接固定支架安装固定于上横梁上并随之升降运动，悬浮磁铁、初始位置接近开关安装支架、换模换模接近开关感应块固定于连接固定支架上；外置式位移传感器通过安装夹片安装固定于机架上，初始位置接近开关感应块、换模换模接近开关安装支架同样安装固定于机架上；开合模油缸驱动上横梁通过固定在上横梁上的导向套、导向杆导向座沿着导柱和辅助导向杆作垂直升降开合模运动，安装固定于上横梁上的连接固定支架随上横梁一起运动，进而带动安装固定于连接固定支架上的悬浮磁铁、初始位置接近开关感应块、初始位置接近开关安装支架、换模接近开关感应块、初始位置接近开关作上下垂直升降运动，从而实现检测、控制上横梁和上模移动的距离。

所述智能双导柱液压轮胎定型硫化机的换模方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)由于两根中部设置有多条等距环状槽的导柱是垂直固定立于底座上，环状槽与下热板上平面的距离是相对固定不变的，上热板、上横梁、环形加力油缸、合模闭锁机构在开合模过程相对于底座作垂直升降运动；因此合模闭锁机构处于导柱的环状槽位置决定上热板与下热板距离适合安装模具的高度，此距离是不会变化的，某一高度模具对应导柱的环状槽是固定不变的，此时上横梁与在开模极限位置的距离同样不变；因此在设备运行前首先在电气控制系统的PLC和控制电脑中设定不同高度模具对应合模时上横梁或合模闭锁机构下降移动距离数据信息，对应相关换模接近开关信息，以用不同规格轮胎使用模具的高度信息，并贮存PLC中；

2)在更换模具时根据轮胎规格和模具高度，从电气控制系统的PLC和控制电脑中选取相对应的模具高度和对应相关换模接近开关数据信息作为电气控制系统程序参数；

3)往开合模油缸输入动力令活塞杆伸出，驱动合模闭锁机构、环形加力油缸、上模具随同上横梁合模下降，利用位移检测装置来检测上横梁合模下降移动距离，当上横梁下降到设定的移动距离位置处，即相对应高度模具和相关换模接近开关位置处，开合模油缸活塞杆停止伸出，该位置处正好处在合模闭锁机构的闭锁滑块能自由进出相对应导柱的环状槽；

4)此时合模锁模机构的气缸驱动闭锁滑块毫无阻碍地自由地进入导柱环状槽，对导柱进行闭锁，闭锁完成后卸去开合模油缸动力；

5)往环形加力油缸输入动力令活塞杆伸出,驱动合模闭锁机构上升，此时活塞杆中心上方的合模闭锁机构的闭锁滑块凸环状端面与导柱环状槽端面接触，从而驱动上横梁、上热板、上模具继续下降合模，直至完成完全合模前上、下模间所需的距离，环形加力油缸的压力继续由中低压转换成高压达到硫化所需要的合模压力，上述程序完成后从中心机构往胎坯内胶囊继续依次通入硫化介质蒸汽、氮气或过热水进行硫化。

硫化机所有合模初始下降位置、二次定型位置、合模锁模位置、开模极限位置(合模初始下降位置)配与位移检测装置、电气控制系统能完全实现数字化设定及智能化全自动检测与控制。

硫化机在硫化不同规格轮胎时须要更换不同模具，模具高度不一，对有些硫化机须要设置调模机构才能满足不同高度模具要求，所谓的模具高度即是硫化机合模完全锁模位置时上热板与下热板的距离，本发明硫化机没有设置调模机构，无须调模，但有功能实现不同高度模具的数字化智能化换模方法。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、底座和上横梁采用焊接或铸造箱体中空式结构，与现有技术的上板、下板为实心板式结构相比，不仅重量轻、成本低，而且刚性好，变形小,上、下模具受力均匀，硫化轮胎不产生飞边；

2、单模左、右两根导柱与一根辅助导向杆呈现为三角形布置，垂直固定立于底座上；上横梁开合模升降由该两根导柱和辅助导向杆作导向，按照三点连线确定一平面原理，有效地限制上横梁、上热板、上模具、活络模操纵机构等移动件在开合模升降过程中只能在垂直立于底座上方的一个柱体空间内作垂直升降运动，其优点：a防止上横梁、上热板、上模具、活络模操纵机构等移动件在开合模升降时前、后、左、右傾侧,运行顺畅平稳；b对中精确，对中精度高，对中精度重复性好；硫化的轮胎均匀性好，轮胎动平衡性好；c有利于确保开合模升降过程中上热板与下热板及上模具与下模具的平行，其平行度自始至终处于原始状态，活络模上模具不容易损坏，上、下模具受力均匀，硫化轮胎不产生飞边；d防止横梁偏离中心损坏位移检测装置的位置磁铁、位移传感器和齿轮偏离啮合不了齿条造成位置检测不准现象发生；

3、开合模油缸与上横梁的连接采用推力关节轴承设计，推力关节轴承具有万向关节功能，开合模油缸与上横梁的连接为柔性连接,上横梁、上热板、上模具、活络模操纵机构等移动件能在开合模过程中自主找正与下热板、下具模的平行；上横梁、上热板、上模具、活络模操纵机构等移动件即使在撤去开合模油缸动力时，依靠自重不受开合模油缸约束也可以沿着两根导柱和辅助导向杆作垂直自由落体运动合模；防止开合模升降过程中横梁重心偏离导致开合模油缸活塞杆弯曲现象发生，确保活了塞杆密封不泄漏；

4、位移检测装置为悬浮非接触式位移传感器检测装置，位移传感器采用外置悬浮非接触式位移传感器、悬浮磁铁，位移传感器与悬浮磁铁为悬浮非接触式，位移传感器不会受外力所致产生位置移动，确保位置精确、检测数据准确、位置准确重复性好，因此本发明换模、合模、二次充汽定型、开模和开合模极限位置准确，位置准确重复性好，自动化智能化控制可靠；

5、位移检测装置设置有一独立换模接近开关和换模接近开关感应块，合模时位移检测装置的智能化位置设定检测信号必须和模接近开关感应信号同时被电气控制系统及PLC接收到时才能停止下降，确保位置精确，此时合模闭锁机构的闭锁滑块能安全毫无阻碍地自由地进入导柱环状槽，对导柱进行闭锁；

6、设置有开模安全装置，用于防止开模到顶及清洁模具时上横梁等下滑，确保开模和清洁模具安全；

7、通过位移检测装置检测上横梁移动位移，配合电气控制系统PLC和控制电脑设定位置高度来实现数字化、智能化的无调模机构、无须调模的智能化换模，同时实现合模位置及二次充汽定型位置和开模极限位置的数字化、智能化设定和自动检测与控制，这就节省了调模、换模的时间，大大的提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明硫化机主视示意图；

图2为本发明硫化机侧视示意图；

图3为本发明硫化机俯视示意图；

图4为本发明环形加力油缸示意图；

图5为本发明合模闭锁机构示意图；

图6为本发明位移检测装置主视示意图；

图7为本发明位移检测装置俯视示意图；

图8为本发明开模安全装置示意图。

图9为本发明导柱与辅助导向杆位置配合示意图。

图中，1为底座，2为上横梁，3为导柱，4为导向套，5为开合模油缸，6 为合模油缸上连接座，7为环形加力油缸，8为开合模油缸连接杆，9为开合模油缸上连接座，10为推力关节轴承，11为连接螺母，12为锁紧螺母，13为防松螺母，14为限位固定板，15为上隔热板，16为上热板，17为下热板，18为下隔热板，19为开模安全装置，20为机架，21为底座支脚，22为辅助导向杆，23为导向杆固定座，34为导向杆导向座，25为中心机构，26为活络模操纵机构，27为位移检测装置，28为闭锁滑块，29为环形加力油缸活塞杆，30 为安全插板，31为导向铜套，32为固定底板，33为气缸，34为位移传感器， 35为悬浮磁铁，36为母接头，37为安装夹片，38为连接固定支架，39为初始位置接近开关感应块，40为初始位置接近开关安装支架，41为换模接近开关感应块，42为换模接近开关安装支架，43为接近开关。

具体实施方式

本实施例中，参照图1-图9，所述智能双导柱液压轮胎定型硫化机，该硫化机为单模结构，或由所述单模结构构成的双模结构或多模结构；单模包括有电气控制系统、底座1、上横梁2、用于横梁升降导向的导柱3、导向套4、开合模油缸5、合模闭锁机构6、环形加力油缸7、开合模油缸连接杆8、开合模油缸上连接座9、推力关节轴承10、上隔热板15、上热板16、下热板17、下隔热板18、开模安全装置19、机架20、辅助导向杆22、导向杆固定座23、导向杆导向座24、中心机构25、活络模操纵机构26和针对横梁开合模时升降位置的位移检测装置27，所述底座1支承在一底座支脚21上，两者通过螺栓连接固定，下热板17和下隔热板18固定支承于底座1上；所述开合模油缸上连接座9、推力关节轴承10、导向套4、上隔热板15、上热板16和环形加力油缸7分别通过螺栓固定在上横梁2上；所述导柱3通过锁紧螺母12、防松螺母 13和限位固定板14垂直固定于底座1上，导柱3设置有多条承受拉力等距环状槽和开模安全环槽，合模闭锁机构6的对开凸环状闭锁滑块28根据不同模具高度进入导柱3相应两条环状槽以实现锁模和传导；所述合模闭锁机构6位于环形加力油缸活塞杆29的中心上方；所述开合模油缸5的缸体固定在底座1 的平面上，开合模油缸5的活塞杆通过开合模油缸连接杆8、推力关节轴承 10、连接螺母11与开合模油缸上连接座9连接，开合模油缸5驱动上横梁2、上隔热板15、上热板16、环形加力油缸7、合模闭锁机构6和上模具通过固定在上横梁2上的导向套4、导向杆导向座24沿着导柱3和辅助导向杆22作垂直升降开合模运动；而位移检测装置27与电气控制系统连接形成对横梁开合模的升降控制结构；

所述辅助导向杆22上、下分别固定在底座1及机架20上，导向杆导向座 24固定在上横梁2上并套在辅助导向杆22中；

在单模中导柱3于左右各设有一根，且单模左右各设置一个合模闭锁机构 6和上置式的环形加力油缸7加压和保压；单模开合模采用双导柱3导向，左右各一个开合模油缸5驱动上横梁2垂直升降；开合模位置、定型位置、合模闭锁机构6进出位置及换模调模通过位移检测装置27与电气控制系统配合进行数字化设定及智能自动检测与控制；

所述上横梁2和底座1分别支承固定上热板和下热板，上热板和下热板形成加热模具硫化轮胎的结构；

工作时将胎坯放入支承在底座1上的下热板17、下模具上的模具中，从中心机构25往胎坯内胶囊通入定型蒸汽或氮气，第一次定型完毕；固定在底座1 上的开合模油缸5驱动上横梁2、上隔热板15、上热板16、环形加力油缸7、合模闭锁机构6和上模具通过固定在上横梁2上的导向套4、导向杆导向座24 沿着固定在底座1上的左右两根导柱3和辅助导向杆22作垂直升降合模运动，该过程中进行第二次充蒸汽定型；将要到达完全合模位置时，固定在环形加力油缸活塞杆29中心上方的合模闭锁机构6的气缸33驱动对开凸环状闭锁滑块28分左右同时进入左右两根导柱3的环状槽完成锁模，然后环形加力油缸活塞杆29伸出驱动闭锁滑块28的凸环状端面与导柱3的环状槽端面接触使上横梁2、上热板16及上模具继续下降合模，直至完成完全合模前上、下模间所需的距离，此时下热板17、下隔热板18、底座1、锁紧螺母12、导柱3、合模闭锁机构6、环形加力油缸7、上横梁2、上隔热板15、上热板16及模具组成一个闭环受力系统，环形加力油缸7的压力继续由中低压转换成高压达到硫化所需要的合模压力；上述程序完成后从中心机构25往胎坯内胶囊继续依次通入硫化介质蒸汽、氮气或过热水，导柱3此时承受克服硫化轮胎内压张模的环形加力油缸7施加的推力，导柱3相对底座1拉伸，上横梁2、上热板16与底座1的距离相对缩小，防止模具张开使轮胎产生飞边，导柱3此时承受拉力作用。

所述底座1和上横梁2为焊接或铸造箱体形成的中空式结构。

导柱3在单模中的数量为两根，导柱3上设有多条满足不同模具高度等距环状槽和一开模安全环槽，环状槽形成承受在硫化轮胎内压张模时环形加力油缸7施加的拉力和剪切力的结构，安全环槽形成开模到顶及清洁模时开模安全装置19的安全插板30插入防止上横梁2下滑的结构；导柱3垂直立于底座1 上，导柱3下端穿过底座1，限位固定板14将导柱3限位固定在底座1上防止导柱3串动，锁紧螺母12和防松螺母13将导柱3在固定底座1上方，锁紧螺母12形成硫化加压时的拉力承受结构；导柱3上端依次穿过导向套4上横梁 2、环形加力油缸7和合模闭锁机构6，导柱3形成开合模升降导向结构，左、右两根导柱3限制上横梁2、上热板16、上模具及活络模操纵机构26作垂直升降运动，确保开合模升降过程中上热板16中心与下热板17中心、上模具中心与下模具中心、上热板16中心与中心机构25中心、上模具中心与中心机构 25中心及活络模操纵机构26中心与中心机构25中心准确对中。

辅助导向杆22在单模中的数量为一根，下端垂直定位固定于底座1上，上端通过导向杆固定座23固定于机架20上，辅助导向杆22与左、右两根导柱3呈现为三角形布置，如图9所示，辅助导向杆22中心线与导柱3中心线平行，套在辅助导向杆22中的导向杆导向座24固定在上横梁2上；辅助导向杆22辅助左、右两根导柱3用于开合模升降导向，按照三点连线确定一平面原理限定横梁2、上热板16、上模具、活络模操纵机构26在垂直于底座1上方的一个柱体空间内作垂直升降运动，以防止上横梁2、上热板16、上模具及活络模操纵机构26各移动件在开合模升降时前、后、左、右傾侧，不仅运行更加顺畅平稳，对中更精确，对中精度重复性好，并确保开合模升降过程中上热板16与下热板17及上模具与下模具的平行，其平行度自始至终处于原始状态。

环形加力油缸7的中心设置有一用于导柱3导向的导向铜套31及一易于被导柱3穿越的圆孔，导向铜套31与导向套4同心；安装固定于上横梁2下侧的导向套4中心与安装固定于上横梁2上侧的环形加力油缸7的中心及合模闭锁机构6的中心同处于导柱3的中心线上。

所述合模闭锁机构6包括有固定底板32、闭锁滑块28和气缸33，气缸33 的活塞杆端部与闭锁滑块28连接，锁模滑块28中心设置为凹形环状，两凸环距离与导柱3的环状槽等距相匹配，闭锁滑块28外形为T形状,限定闭锁滑块28在一个方向来回滑动，闭锁滑块28设置为对称并可分离的两块。

开模安全装置19安装固定于导向套4上，形成防止开模到顶及清洁模具时上横梁2下滑的结构，确保开模和清洁模具安全；开模安全装置19的安全插板30设置成U形结构，便于进出导柱3环槽。

所述导向套4、环形加力油缸7、合模闭锁机构6、开模安全装置19、开合模油缸连接杆8、开合模油缸上连接座9、推力关节轴承10、连接螺母11、锁紧螺母12、防松螺母13及限位固定板14的数量与导柱3的数量相同，开合模油缸5数量为两根。

位移检测装置27为悬浮非接触式位移传感器检测装置，位移传感器包括有外置悬浮非接触外置式位移传感器34、悬浮磁铁35、母接头36、安装夹片 37及与之相关联的连接固定支架38、初始位置接近开关感应块39、初始位置接近开关安装支架40、换模接近开关感应块41、换模接近开关安装支架42、接近开关43，连接固定支架38安装固定于上横梁2上并随之升降运动，悬浮磁铁35、初始位置接近开关安装支架40、换模换模接近开关感应块41固定于连接固定支架38上；外置式位移传感器34通过安装夹片37安装固定于机架 20上，初始位置接近开关感应块39、换模换模接近开关安装支架42同样安装固定于机架20上；开合模油缸5驱动上横梁2通过固定在上横梁2上的导向套4、导向杆导向座24沿着导柱3和辅助导向杆22作垂直升降开合模运动，安装固定于上横梁2上的连接固定支架38随上横梁2一起运动，进而带动安装固定于连接固定支架38上的悬浮磁铁35、初始位置接近开关感应块39、初始位置接近开关安装支架40、换模接近开关感应块41、初始位置接近开关43 作上下垂直升降运动，从而实现检测、控制上横梁2和上模移动的距离。

所述智能双导柱液压轮胎定型硫化机的换模方法，按以下步骤进行，

1)由于两根中部设置有多条等距环状槽的导柱3是垂直固定立于底座1 上，环状槽与下热板17上平面的距离是相对固定不变的，上热板16、上横梁2、环形加力油缸7、合模闭锁机构6在开合模过程相对于底座1作垂直升降运动；因此合模闭锁机构6处于导柱3的环状槽位置决定上热板16与下热板17 距离适合安装模具的高度，此距离是不会变化的，某一高度模具对应导柱3的环状槽是固定不变的，此时上横梁2与在开模极限位置的距离同样不变；因此在设备运行前首先在电气控制系统的PLC和控制电脑中设定不同高度模具对应合模时上横梁2或合模闭锁机构6下降移动距离数据信息，对应相关换模接近开关信息，以用不同规格轮胎使用模具的高度信息，并贮存PLC中；

2)在更换模具时根据轮胎规格和模具高度，从电气控制系统的PLC和控制电脑中选取相对应的模具高度和对应相关换模接近开关数据信息作为电气控制系统程序参数；

3)往开合模油缸5输入动力令活塞杆伸出，驱动合模闭锁机构6、环形加力油缸7、上模具随同上横梁2合模下降，利用位移检测装置27来检测上横梁 2合模下降移动距离，当上横梁2下降到设定的移动距离位置处，即相对应高度模具和相关换模接近开关位置处，开合模油缸5活塞杆停止伸出，该位置处正好处在合模闭锁机构6的闭锁滑块28能自由进出相对应导柱3的环状槽；

4)此时合模锁模机构6的气缸33驱动闭锁滑块28毫无阻碍地自由地进入导柱3环状槽，对导柱3进行闭锁，闭锁完成后卸去开合模油缸5动力；

5)往环形加力油缸7输入动力令活塞杆29伸出,驱动合模闭锁机构6上升，此时活塞杆29中心上方的合模闭锁机构6的闭锁滑块28凸环状端面与导柱3环状槽端面接触，从而驱动上横梁2、上热板16、上模具继续下降合模，直至完成完全合模前上、下模间所需的距离，环形加力油缸7的压力继续由中低压转换成高压达到硫化所需要的合模压力，上述程序完成后从中心机构25 往胎坯内胶囊继续依次通入硫化介质蒸汽、氮气或过热水进行硫化。

上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：该硫化机为单模结构，或由所述单模结构构成的双模结构或多模结构；单模包括有电气控制系统、底座(1)、上横梁(2)、用于横梁升降导向的导柱(3)、导向套(4)、开合模油缸(5)、合模闭锁机构(6)、环形加力油缸(7)、开合模油缸连接杆(8)、开合模油缸上连接座(9)、推力关节轴承(10)、上隔热板(15)、上热板(16)、下热板(17)、下隔热板(18)、开模安全装置(19)、机架(20)、辅助导向杆(22)、导向杆固定座(23)、导向杆导向座(24)、中心机构(25)、活络模操纵机构(26)和针对横梁开合模时升降位置的位移检测装置(27)，所述底座(1)支承在一底座支脚(21)上，两者通过螺栓连接固定，下热板(17)和下隔热板(18)固定支承于底座(1)上；所述开合模油缸上连接座(9)、推力关节轴承(10)、导向套(4)、上隔热板(15)、上热板(16)和环形加力油缸(7)分别通过螺栓固定在上横梁(2)上；所述导柱(3)通过锁紧螺母(12)、防松螺母(13)和限位固定板(14)垂直固定于底座(1)上，导柱(3)设置有多条承受拉力等距环状槽和开模安全环槽，合模闭锁机构(6)的对开凸环状闭锁滑块(28)根据不同模具高度进入导柱(3)相应两条环状槽以实现锁模和传导；所述合模闭锁机构(6)位于环形加力油缸活塞杆(29)的中心上方；所述开合模油缸(5)的缸体固定在底座(1)的平面上，开合模油缸(5)的活塞杆通过开合模油缸连接杆(8)、推力关节轴承(10)、连接螺母(11)与开合模油缸上连接座(9)连接，开合模油缸(5)驱动上横梁(2)、上隔热板(15)、上热板(16)、环形加力油缸(7)、合模闭锁机构(6)和上模具通过固定在上横梁(2)上的导向套(4)、导向杆导向座(24)沿着导柱(3)和辅助导向杆(22)作垂直升降开合模运动；而位移检测装置(27)与电气控制系统连接形成对横梁开合模的升降控制结构；

所述辅助导向杆(22)上、下分别固定在底座(1)及机架(20)上，导向杆导向座(24)固定在上横梁(2)上并套在辅助导向杆(22)中；

在单模中导柱(3)于左右各设有一根，且单模左右各设置一个合模闭锁机构(6)和上置式的环形加力油缸(7)加压和保压；单模开合模采用双导柱(3)导向，左右各一个开合模油缸(5)驱动上横梁(2)垂直升降；开合模位置、定型位置、合模闭锁机构(6)进出位置及换模调模通过位移检测装置(27)与电气控制系统配合进行数字化设定及智能自动检测与控制；

所述上横梁(2)和底座(1)分别支承固定上热板和下热板，上热板和下热板形成加热模具硫化轮胎的结构；

工作时将胎坯放入支承在底座(1)上的下热板(17)、下模具上的模具中，从中心机构(25)往胎坯内胶囊通入定型蒸汽或氮气，第一次定型完毕；固定在底座(1)上的开合模油缸(5)驱动上横梁(2)、上隔热板(15)、上热板(16)、环形加力油缸(7)、合模闭锁机构(6)和上模具通过固定在上横梁(2)上的导向套(4)、导向杆导向座(24)沿着固定在底座(1)上的左右两根导柱(3)和辅助导向杆(22)作垂直升降合模运动，该过程中进行第二次充蒸汽定型；将要到达完全合模位置时，固定在环形加力油缸活塞杆(29)中心上方的合模闭锁机构(6)的气缸(33)驱动对开凸环状闭锁滑块(28)分左右同时进入左右两根导柱(3)的环状槽完成锁模，然后环形加力油缸活塞杆(29)伸出驱动闭锁滑块(28)的凸环状端面与导柱(3)的环状槽端面接触使上横梁(2)、上热板(16)及上模具继续下降合模，直至完成完全合模前上、下模间所需的距离，此时下热板(17)、下隔热板(18)、底座(1)、锁紧螺母(12)、导柱(3)、合模闭锁机构(6)、环形加力油缸(7)、上横梁(2)、上隔热板(15)、上热板(16)及模具组成一个闭环受力系统，环形加力油缸(7)的压力继续由中低压转换成高压达到硫化所需要的合模压力；上述程序完成后从中心机构(25)往胎坯内胶囊继续依次通入硫化介质蒸汽、氮气或过热水，导柱(3)此时承受克服硫化轮胎内压张模的环形加力油缸(7)施加的推力，导柱(3)相对底座(1)拉伸，上横梁(2)、上热板(16)与底座(1)的距离相对缩小，防止模具张开使轮胎产生飞边，导柱(3)此时承受拉力作用。

2.根据权利要求1所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：所述底座(1)和上横梁(2)为焊接或铸造箱体形成的中空式结构。

3.根据权利要求2所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：导柱(3)在单模中的数量为两根，导柱(3)上设有多条满足不同模具高度等距环状槽和一开模安全环槽，环状槽形成承受在硫化轮胎内压张模时环形加力油缸(7)施加的拉力和剪切力的结构，安全环槽形成开模到顶及清洁模时开模安全装置(19)的安全插板(30)插入防止上横梁(2)下滑的结构；导柱(3)垂直立于底座(1)上，导柱(3)下端穿过底座(1)，限位固定板(14)将导柱(3)限位固定在底座(1)上防止导柱(3)串动，锁紧螺母(12)和防松螺母(13)将导柱(3)在固定底座(1)上方，锁紧螺母(12)形成硫化加压时的拉力承受结构；导柱(3)上端依次穿过导向套(4)上横梁(2)、环形加力油缸(7)和合模闭锁机构(6)，导柱(3)形成开合模升降导向结构，左、右两根导柱(3)限制上横梁(2)、上热板(16)、上模具及活络模操纵机构(26)作垂直升降运动，确保开合模升降过程中上热板(16)中心与下热板(17)中心、上模具中心与下模具中心、上热板(16)中心与中心机构(25)中心、上模具中心与中心机构(25)中心及活络模操纵机构(26)中心与中心机构(25)中心准确对中。

4.根据权利要求3所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：辅助导向杆(22)在单模中的数量为一根，下端垂直定位固定于底座(1)上，上端通过导向杆固定座(23)固定于机架(20)上，辅助导向杆(22)与左、右两根导柱(3)呈现为三角形布置，辅助导向杆(22)中心线与导柱(3)中心线平行，套在辅助导向杆(22)中的导向杆导向座(24)固定在上横梁(2)上；辅助导向杆(22)辅助左、右两根导柱(3)用于开合模升降导向，按照三点连线确定一平面原理限定横梁(2)、上热板(16)、上模具、活络模操纵机构(26)在垂直于底座(1)上方的一个柱体空间内作垂直升降运动，以防止上横梁(2)、上热板(16)、上模具及活络模操纵机构(26)各移动件在开合模升降时前、后、左、右傾侧，不仅运行更加顺畅平稳，对中更精确，对中精度重复性好，并确保开合模升降过程中上热板(16)与下热板(17)及上模具与下模具的平行，其平行度自始至终处于原始状态。

5.根据权利要求4所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：环形加力油缸(7)的中心设置有一用于导柱(3)导向的导向铜套(31)及一易于被导柱(3)穿越的圆孔，导向铜套(31)与导向套(4)同心；安装固定于上横梁(2)下侧的导向套(4)中心与安装固定于上横梁(2)上侧的环形加力油缸(7)的中心及合模闭锁机构(6)的中心同处于导柱(3)的中心线上。

6.根据权利要求5所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：所述合模闭锁机构(6)包括有固定底板(32)、闭锁滑块(28)和气缸(33)，气缸(33)的活塞杆端部与闭锁滑块(28)连接，锁模滑块(28)中心设置为凹形环状，两凸环距离与导柱(3)的环状槽等距相匹配，闭锁滑块(28)外形为T形状,限定闭锁滑块(28)在一个方向来回滑动，闭锁滑块(28)设置为对称并可分离的两块。

7.根据权利要求6所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：开模安全装置(19)安装固定于导向套(4)上，形成防止开模到顶及清洁模具时上横梁(2)下滑的结构，确保开模和清洁模具安全；开模安全装置(19)的安全插板(30)设置成U形结构，便于进出导柱(3)环槽。

8.根据权利要求7所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：所述导向套(4)、环形加力油缸(7)、合模闭锁机构(6)、开模安全装置(19)、开合模油缸连接杆(8)、开合模油缸上连接座(9)、推力关节轴承(10)、连接螺母(11)、锁紧螺母(12)、防松螺母(13)及限位固定板(14)的数量与导柱(3)的数量相同，开合模油缸(5)数量为两根。

9.根据权利要求8所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机，其特征在于：位移检测装置(27)为悬浮非接触式位移传感器检测装置，位移传感器包括有外置悬浮非接触外置式位移传感器(34)、悬浮磁铁(35)、母接头(36)、安装夹片(37)及与之相关联的连接固定支架(38)、初始位置接近开关感应块(39)、初始位置接近开关安装支架(40)、换模接近开关感应块(41)、换模接近开关安装支架(42)、接近开关(43)，连接固定支架(38)安装固定于上横梁(2)上并随之升降运动，悬浮磁铁(35)、初始位置接近开关安装支架(40)、换模换模接近开关感应块(41)固定于连接固定支架(38)上；外置式位移传感器(34)通过安装夹片(37)安装固定于机架(20)上，初始位置接近开关感应块(39)、换模换模接近开关安装支架(42)同样安装固定于机架(20)上；开合模油缸(5)驱动上横梁(2)通过固定在上横梁(2)上的导向套(4)、导向杆导向座(24)沿着导柱(3)和辅助导向杆(22)作垂直升降开合模运动，安装固定于上横梁(2)上的连接固定支架(38)随上横梁(2)一起运动，进而带动安装固定于连接固定支架(38)上的悬浮磁铁(35)、初始位置接近开关感应块(39)、初始位置接近开关安装支架(40)、换模接近开关感应块(41)、初始位置接近开关(43)作上下垂直升降运动，从而实现检测、控制上横梁(2)和上模移动的距离。

10.一种基于权利要求2所述的智能双导柱液压轮胎定型硫化机的换模方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)由于两根中部设置有多条等距环状槽的导柱(3)是垂直固定立于底座(1)上，环状槽与下热板(17)上平面的距离是相对固定不变的，上热板(16)、上横梁(2)、环形加力油缸(7)、合模闭锁机构(6)在开合模过程相对于底座(1)作垂直升降运动；因此合模闭锁机构(6)处于导柱(3)的环状槽位置决定上热板(16)与下热板(17)距离适合安装模具的高度，此距离是不会变化的，某一高度模具对应导柱(3)的环状槽是固定不变的，此时上横梁(2)与在开模极限位置的距离同样不变；因此在设备运行前首先在电气控制系统的PLC和控制电脑中设定不同高度模具对应合模时上横梁(2)或合模闭锁机构(6)下降移动距离数据信息，对应相关换模接近开关信息，以用不同规格轮胎使用模具的高度信息，并贮存PLC中；

2)在更换模具时根据轮胎规格和模具高度，从电气控制系统的PLC和控制电脑中选取相对应的模具高度和对应相关换模接近开关数据信息作为电气控制系统程序参数；

3)往开合模油缸(5)输入动力令活塞杆伸出，驱动合模闭锁机构(6)、环形加力油缸(7)、上模具随同上横梁(2)合模下降，利用位移检测装置(27)来检测上横梁(2)合模下降移动距离，当上横梁(2)下降到设定的移动距离位置处，即相对应高度模具和相关换模接近开关位置处，开合模油缸(5)活塞杆停止伸出，该位置处正好处在合模闭锁机构(6)的闭锁滑块(28)能自由进出相对应导柱(3)的环状槽；

4)此时合模锁模机构(6)的气缸(33)驱动闭锁滑块(28)毫无阻碍地自由地进入导柱(3)环状槽，对导柱(3)进行闭锁，闭锁完成后卸去开合模油缸(5)动力；

5)往环形加力油缸(7)输入动力令活塞杆(29)伸出,驱动合模闭锁机构(6)上升，此时活塞杆(29)中心上方的合模闭锁机构(6)的闭锁滑块(28)凸环状端面与导柱(3)环状槽端面接触，从而驱动上横梁(2)、上热板(16)、上模具继续下降合模，直至完成完全合模前上、下模间所需的距离，环形加力油缸(7)的压力继续由中低压转换成高压达到硫化所需要的合模压力，上述程序完成后从中心机构(25)往胎坯内胶囊继续依次通入硫化介质蒸汽、氮气或过热水进行硫化。