CN108357302A - 装配式实心填充包胶轮胎及其生产工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轮胎技术领域，公开了一种装配式实心填充包胶轮胎及其生产工艺方法。一种装配式实心填充包胶轮胎及其生产工艺方法，首先将PU发泡填充材质通过模具制作的方式，包敷在轮毂上，然后将提前制作好的耐磨的橡胶材质的轮胎外层装配到轮毂上，形成一个内腔轻质的填充材料，外层为耐磨的轮胎外胎，实现了机器人需要的轻质化和耐磨性，真正实现了轮胎免维护。

Description

装配式实心填充包胶轮胎及其生产工艺方法

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，特别涉及一种装配式实心填充包胶轮胎及其生产工艺方法。

背景技术

现有的实心填充轮胎有两种方式，一种是二次成型包胶的方式制作，另一种是充气轮胎灌装方式制作。

1.二次成型包胶方式：先将填充材料包敷在轮毂上，然后二次成型外层橡胶。这种方式的缺陷很明显，一般填充材料都是轻质的发泡材料，材料成型温度较低，材质轻容易变形；在二次成型外层包胶时，成型温度较高，首先包敷上的填充材料容易熔化受损，不能完整的与外层胶层贴合，形成各种成型缺陷。

2.充气轮胎灌胶方式：先将充气轮胎胎压降低至正常胎压的一半，然后从进胶口冲入液态的发泡材料，然后旋转轮胎，使灌入的发泡材料通过离心力的作用下均匀分布在充气轮胎的内壁上发生化学反应发泡填充，充满轮胎内腔，过程中还要注意保持胎压稳定，胎压高于正常胎压时要及时排气，另外一般完全定型时间为24小时，耗时较长。

中国发明CN200810160858.9涉及环保实心轮胎的生产方法，具体地讲是一种用“再生橡胶”和聚氨酯弹性体制成的车辆用环保实心轮胎及其生产方法。包括以下步骤：再生橡胶的配方，橡胶的炼胶、橡胶实心内胎体硫化的工艺、生产技术、方法；轮毂的清洁、刷胶、预热处理方法；聚氨酯弹性体的配方、合成及PU浇注聚氨酯胎面的工艺、生产技术、方法。

在巡检机器人上，因为机器人的行走速度都比较低，一般采用一次成型的发泡包胶轮胎。此种轮胎使用注塑模具加工制作，外部的发泡层是将轮毂放置在包胶模具中，加注发泡材料，在模具中进行发泡包胶包敷。为了取得一个综合的效果，控制发泡的硬度，根据实际使用情况，取得了一个中间值，也就是采用了一种既不是硬度很高但是还有一些耐磨，这样的做法牺牲了一些有利的因素，比如耐磨性和轻量化，既不是最优耐磨的也不是最轻量化的。这种轮胎如果控制硬度较高，虽然耐磨性能增加，但是重量增加，轮胎重量占整机重量比重过高，增加能耗；如果控制硬度较低，轮胎耐磨性能下降，导致轮胎使用时间大幅下降。这样对于机器人轻量化和免维护的要求来说，就算是取一个中间值，也是处于一种不利的情况。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，研究并发明了一种装配式实心填充包胶轮胎及其生产工艺方法，首先将PU发泡填充材质通过模具制作的方式，包敷在轮毂上，然后将提前制作好的耐磨的橡胶材质的轮胎外层装配到轮毂上，形成一个内腔轻质的填充材料，外层为耐磨的轮胎外胎，实现了机器人需要的轻质化和耐磨性，真正实现了轮胎免维护。

针对上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种装配式实心填充包胶轮胎，由里到外分别为发泡填充层和外层橡胶耐磨层。所述发泡填充层为PU材料，所述外层橡胶耐磨层为天然橡胶材料。

一种装配式实心填充包胶轮胎具体的生产工艺方法包括：

A.先用模具加工的方式，将外胎注塑加工完成，放置到待装配区待用；

B.再将轮毂放入发泡填充包胶模具中，利用相应的模具进行发泡包胶，制作成发泡填充层；

C.将步骤A中加工好的外胎装配到步骤B中发泡完成的轮毂上；

D.安装完成后沿轮胎外胎与轮毂接缝边缘涂一层粘结剂。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A中外胎的加工基本工艺流程包括原材料准备、塑炼、混炼、成型、硫化、休整和检验。

具体的，所述塑炼流程为将生胶的长链分子降解，形成可塑性；所述混炼流程为将塑炼后的生胶与配合剂混合，放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散于生胶中；所述成型流程为将胶料放置在模具中加热成型；所述硫化流程为将塑性橡胶转化为弹性橡胶。

作为本发明的进一步改进，所述步骤B中发泡包胶的操作工艺方法包括：

按照要求的硬度和密度，计算好黑料和白料的比例及每个轮胎使用的量；

将黑料和白料用分别用搅拌器搅拌均匀后注入相应的容器中；

准备好清理模具的装备、涂脱模剂及模具预热40-50℃；

由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速搅拌混合，然后将具有流动性的原料浇注到模具中，经过化学反应并发泡成型。

具体的，所述发泡包胶的操作工艺方法过程中，环境温度控制在20-30℃，原料的温度控制在20-30℃，模具温度控制在40-50℃，开模保压时间控制在10min。

作为本发明的进一步改进，所述轮胎外胎和发泡填充层中间沿圆周形制作成相互配合的凹凸结构，保证橡胶外胎和填充层之间相互不会打滑。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：

1.相对现有的技术方案，本发明中各个部分零件分别制作，克服了现有实心填充轮胎制作工艺中相互牵制影响，保证了内胎填充层的完整和外层耐磨的特性。

2.解决了现有机器人上使用的一次发泡成型轮胎轻量化和耐磨免维护的难题。

3.因为耐磨的外胎是最后装配上的，所以在长时间使用后如果外胎磨损严重，可以随时进行更换，而且更换简易便捷，这样既保证了轮胎的优势功能，又降低了轮胎使用的成本，这是其他方式制作的轮胎所不具有的。

附图说明

图1是本发明的装配式实心填充包胶轮胎；

图2是本发明的装配式实心填充包胶轮胎结构示意图；

图3是本发明的装配式实心填充包胶轮胎生产工艺方法流程图。

图中：1-发泡填充层、2-轮毂、3-外胎、4-凹凸结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1和图2所示，实施例为一种装配式实心填充包胶轮胎，其由里到外分别为发泡填充层1和外胎3。所述发泡填充层1为PU材料，所述外胎3为天然橡胶材料。

实施例中的轮胎外胎3和发泡填充层1之间沿圆周形制作成相互配合的凹凸结构4，保证橡胶外胎和填充层之间相互不会打滑。

如图3所示，为本实施例的装配式实心填充包胶轮胎生产工艺方法流程图：

1.如图3中的a，先用模具加工的方式，将天然橡胶材质的外胎3注塑加工完成，放置到待装配区待用。外胎3的加工基本工艺流程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验。具体操作过程如下：

1.1原材料准备

在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工：生胶要在60-70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块；块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎；粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时应筛选除去；液态配合剂(如松焦油、古马隆)需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质；配合剂要进行干燥，不然容易结块，混炼时不能分散均匀，硫化时产生气泡，从而影响产品质量。

1.2塑炼

将生胶的长链分子降解，形成可塑性的过程叫做塑炼。生胶富有弹性，缺乏加工时的必需性能，即可塑性，因此不便于加工。为了提高其可塑性，所以要对生胶进行塑炼，这样才能在下面流程混炼时配合剂容易均匀分散在生胶中；同时，成型过程中也有助于提高胶料的渗透性(渗入纤维织品内)和成型流动性。

1.3混炼

混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合，放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序，如果混合不均匀，就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用，影响产品的使用性能。

1.4模压成型

模压成型就是将胶料放置在用于成型的阴、阳模具中加热成型。

1.5硫化

把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化。它是将一定量的硫化剂(如硫磺、硫化促进剂等)加入到由生胶制成的半成品中，此过程在硫化罐中进行，在规定的温度下加热、保温，使生胶的线性分子间通过生成“硫桥”而相互交联成立体的网状结构，从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。

1.6修整

将硫化好的外胎，用手工或者机械的方式去边修整，使制品表面光洁、外形尺寸达到要求，并对制品表面进行处理，使使用性能有所提髙。

1.7、检验

检验主要是检验产品是否有气泡，表面是否光洁，有拉痕等缺陷，表面粗糙度是否满足要求。外胎表面不允许有气泡、拉痕等影响外观的缺陷；表面需要光洁，平整，不允许有缺料塌陷等缺陷。另外还需要检验外胎的硬度，硬度应保持在HS70-75。

2.如图3中的b和c，将轮毂2放入发泡填充包胶模具中，利用相应的模具进行PU发泡包胶，制作成发泡填充层1。具体操作工艺方法如下：

2.1按照要求的硬度和密度，计算好黑料(粗MDI)和白料(聚醚多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等预混在一起，称之为白料)的比例及每个轮胎使用的量；

2.2将黑料和白料分别用搅拌器搅拌均匀后注入相应的容器中。

2.3准备好清理模具的装备、涂脱模剂及模具预热到40-50℃。

2.4由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速搅拌混合，然后将具有流动性的原料浇注到模具中，经过化学反应并发泡成型。

2.5在制作过程中，环境温度一般控制在20-30℃，原料的温度控制在20-30℃或稍高一些，模具温度要求控制在40-50℃，开模保压时间一般控制在10min。模具要求结构合理，拆装方便、耐一定的压力，具有良好的光洁度，并在合适的位置安排排气孔。

3.如图3中的d，将之前加工好的外胎3装配到发泡好的轮毂2上，因为天然橡胶具有良好的弹性，所以装配过程并不很难。

4.安装完成后沿轮胎外胎3与轮毂2接缝边缘涂一层粘结剂，保证外胎3和轮毂2之间良好的接触。

这样就完成了一个完整轮胎的制作。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (8)

1.一种装配式实心填充包胶轮胎的生产工艺方法，其特征在于：所述生产工艺方法包括：

A.先用模具加工的方式，将外胎注塑加工完成，放置到待装配区待用；

B.再将轮毂放入发泡填充包胶模具中，利用相应的模具进行发泡包胶，制作成发泡填充层；

C.将步骤A中加工好的外胎装配到步骤B中发泡完成的轮毂上；

D.安装完成后沿轮胎外胎与轮毂接缝边缘涂一层粘结剂。

2.根据权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于：所述步骤A中外胎的加工基本工艺流程包括原材料准备、塑炼、混炼、成型、硫化、休整和检验。

3.根据权利要求2所述的生产工艺方法，其特征在于：所述塑炼流程为将生胶的长链分子降解，形成可塑性；所述混炼流程为将塑炼后的生胶与配合剂混合，放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散于生胶中；所述成型流程为将胶料放置在模具中加热成型；所述硫化流程为将塑性橡胶转化为弹性橡胶。

4.根据权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于：所述步骤B中发泡包胶的操作工艺方法包括：

按照要求的硬度和密度，计算好黑料和白料的比例及每个轮胎使用的量；

将黑料和白料用分别用搅拌器搅拌均匀后注入相应的容器中；

准备好清理模具的装备、涂脱模剂及模具预热40-50℃；

由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速搅拌混合，然后将具有流动性的原料浇注到模具中，经过化学反应并发泡成型。

5.根据权利要求4所述的生产工艺方法，其特征在于：所述发泡包胶的操作工艺方法过程中，环境温度控制在20-30℃，原料的温度控制在20-30℃，模具温度控制在40-50℃，开模保压时间控制在10min。

6.根据权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于：所述轮胎外胎和发泡填充层中间沿圆周形制作成相互配合的凹凸结构。

7.一种根据权利要求1所述的生产工艺方法所制作的装配式实心填充包胶轮胎，其特征在于：所述轮胎由里到外分别为发泡填充层和外胎，所述发泡填充层为PU材料，所述外胎为天然橡胶材料。

8.根据权利要求7所述的装配式实心填充包胶轮胎，其特征在于：所述轮胎外胎和发泡填充层中间沿圆周形制作成相互配合的凹凸结构。