CN109159628A - 一种高弹性中空成型橡胶轮胎及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高弹性中空成型橡胶轮胎及其制作工艺，属于橡胶轮胎制品技术领域。本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，包括轮胎本体，所述轮胎本体内部为中空成型的密封腔体，所述密封腔体通过隔板均匀隔开为多个轮胎分腔体，无需额外充气，当某一腔体扎透时，不影响轮胎的使用；所述轮胎本体的内环为贴合轮毂的轮胎卡边，所述轮胎卡边的形状契合轮毂的形状，呈连续的凹凸台阶状，以便于稳定的贴紧轮毂。并应用一次性成型生产系统一步法注射、中空、硫化工艺制得，在一个模具内完成高弹性中空成型橡胶轮胎的注射、中空和硫化，避免制品在各工序的流转，从而降低了生产成本。解决了无内胎结构轮胎手工退模芯生产效率低，工人劳动强度大的问题。

Description

一种高弹性中空成型橡胶轮胎及其制作工艺

技术领域

本发明属于橡胶轮胎制品技术领域，具体地说，涉及一种高弹性中空成型橡胶轮胎及其制作工艺。

背景技术

轮胎是汽车重要组成部件之一，其主要作用是支撑汽车质量，承受汽车负荷，传递牵引和制动扭矩，保证车轮与路面附着力；减轻和吸收汽车行驶时的振动和冲击力，防止汽车零部件受到剧烈振动和早期损坏，适应汽车高速性能并降低行驶时噪声，保证汽车行驶安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性。

橡胶轮胎根据要求，既要保证其强度和耐磨性，又要保证其有弹性，为保证两项指标，通常将其设计成内外胎结构，外胎保证强度及耐磨性，内胎充气后保证其弹性，使其结构复杂，内胎也容易漏气，增加维修成本，也容易产生安全事故。

现有无内胎结构轮胎，因无法充气，达不到弹性要求，强度与弹性是目前无内胎橡胶轮胎的最大矛盾，为较少橡胶材料用量，降低成本，将轮胎设计成空心加强筋结构，因其结构的限制，注射完成后，腔内模芯不实现自动脱膜，只能采用手工退模芯，生产效率低，工人劳动强度大，所以现有无内胎结构轮胎只能用于小型，要求不高的场合，如手推车、转运车轮胎，得不到广泛的应用。

现有技术在以共享单车为主的免充气轮胎制品中，轮胎的用料一般至少有两种体系，一种是以SBS(苯乙烯系热塑性弹性体)和SEBS(以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物)的原料的塑料的物理化“结晶”体系(摩拜单车，如图1所示的轮胎，孔隙为纵孔)；一种是以PU(聚氨酯)、RB(橡胶)等高分子材料为原料的化学反应法“交联”体系(哈罗单车，如图2所示的轮胎截面，孔隙为水平环形孔)，两种体系均可以用熔融注射工艺进行注射成型。

两种体系虽然都广泛应用，但都存在相应的缺点：

第一种体系的SBS和SEBS材料价格高，遇高温易软化而耐磨性较差；

第二种体系中，轮胎的成型是在模具中先注射成长条状半成品，孔隙只能是直孔，然后再根据相应的规格截断后，转入硫化模具中进行硫化，成型和硫化要分开进行，虽然材料成本相对较低，但工艺成本较高，而且，硫化过程中，由于内部有孔隙，硫化过程难以保证整个半成品硫化均匀，成品动平衡效果较差，硫化后，孔隙内的高压气体在开模时还容易快速膨胀而爆炸，造成孔隙薄壁破裂而成为废品，工艺过程中，废品率较高；还需要说明的是，硫化是在专用硫化机进行，需对橡胶制品重新加压、加温，耗能、耗时、成本高，是橡胶制品工艺的一大弊病。

以上两种体系还存在同样的缺陷：孔洞分布在轮胎内或外部的不同地方，这样的结构造成轮胎承压大小不均匀，使得轮胎有不同的受力点，从而造成轮胎的动平衡不均匀，使用者会感受到颠簸，舒适度不好。而且孔洞会随使用时间的延长，并在压力的作用下产生塌陷的现象，从而缩短了轮胎的使用寿命。

经检索，中国专利公布号CN105599214A，公开日2016.05.25，发明名称：一种免充气轮胎整体成型的压注方法，包括以下步骤：1)把配置好的免充气轮胎制造原料放入存料箱，并搅拌均匀；2)预热压注机至180℃-190℃；3)提升压注机压力至50Pa-60Pa；4)调整进料速度为10m/s-20m/s；5)调整保压时间至2min-3min；6)把步骤1)中的免充气轮胎制造原料注射入压注机，根据预设模式启动作业；7)依次经过合模、注射、热熔、冷却、开模后，获取免充气轮胎。该工艺简单，无需多次加工，操作便利，成本低；所获得的免充气轮胎结构均匀合理，没有内外胎之分，消除了内外胎之间的摩擦力和阻力。但该发明应用的材料TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。

经检索，中国专利公布号CN 107618143A，公开日2018.01.23，发明名称：一种橡胶注射成型硫化生产线，包括输送导轨，输送导轨的前段安装有橡胶注射成型机，输送导轨的后段安装有平板硫化机，橡胶注射成型机的前部安装有横跨在输送导轨上方的支承平台，支承平台的一端与橡胶注射成型机的上座连接，支承平台上于橡胶注射成型机的前部安装有开模机构和取产品机构，开模机构和取产品机构沿垂直于输送导轨的方向设置，输送导轨上设有直线导轨，直线导轨上滑设有用于从橡胶注射成型机中取出模具，将模具输送至平板硫化机并将硫化后的产品输送至取产品机构下方的输送小车。该橡胶注射成型硫化生产线注射和硫化分开进行，耗能、耗时、成本高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

为克服现有技术中存在橡胶轮胎的内胎也容易漏气，而无内胎结构轮胎手工退模芯生产效率低，工人劳动强度大的问题，本发明提供一种高弹性中空成型橡胶轮胎及其制作工艺。本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎无需充气，当某一腔体扎透时，不影响其使用；其制作中，将注射成型、中空以及硫化装置集成一体化，减少了轮胎制品的成本费用、成型时间，并降低能耗，还能消除轮胎制品工序之间运送费用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种高弹性中空成型橡胶轮胎，包括轮胎本体，所述轮胎本体内部为中空成型的密封腔体，所述密封腔体通过隔板均匀隔开为多个轮胎分腔体，无需额外充气，当某一腔体扎透时，不影响轮胎的使用；所述轮胎本体的内环为贴合轮毂的轮胎卡边，所述轮胎卡边的形状契合轮毂的形状，呈连续的凹凸台阶状，以便于稳定的贴紧轮毂。

进一步的方案，轮胎分腔体内靠近轮毂的内侧还贴覆有轮胎内层，将轮胎分腔体与外界二次隔离；所述轮胎本体的外层设置有钢丝编织层与尼龙线编织层，达到耐磨高强度要求；所述轮胎卡边内覆高强度粗钢丝层，以保证轮胎与轮毂的贴合。

进一步的方案，隔板与轮胎本体为同模具出模的同材质一体式结构，可一体式注塑成型；隔板可设计成足够薄，小于胎厚，增强其弹性；所述轮胎内层的材质为密度小于轮胎本体的低密度橡胶，保证其弹性的同时，增强其密封性。

进一步的方案，应用一次性成型生产系统一步法注射、中空、硫化工艺制得，在一个模具内完成高弹性中空成型橡胶轮胎的注射、中空和硫化，避免制品在各工序的流转，从而降低了生产成本。

进一步的方案，一次性成型生产系统包括注射机底座和压模硫化台座以及分别固定于两者上的注射装置和压模硫化装置，还包括压模硫化台座旁侧的充排气装置；注射装置包括加料斗、注射油缸、塑化注射螺筒、塑化加热器、注射嘴控制油缸、注射头和注射座移动油缸；所述加料斗与塑化注射螺筒的始端相通，塑化注射螺筒的始端插入注射油缸的缸筒内，并紧抵注射油缸内的注射活塞；所述塑化注射螺筒内置塑化注射螺杆，塑化注射螺杆的端头处，预留预存塑化料腔；所述预存塑化料腔通过送料管与塑化注射螺筒底部的注射嘴控制油缸前端的料腔连通，所述注射头的进料端与料腔连通，注射端与所述压模硫化装置的模具相通；所述注射嘴控制油缸缸筒和注射座移动油缸的缸筒固定连接，两者的活塞杆背向设置，所述注射座移动油缸活塞杆与所述注射油缸均固定于注射机底座上，所述塑化加热器设置于塑化注射螺筒的外壁，胶料的塑化和注射前的暂存在同一塑化注射螺筒内进行，塑化的同时，在预存塑化料腔内完成注射前的暂存，避免了胶料的转运，就地注射。

进一步的方案，一次性成型生产系统中的压模硫化装置包括合模油缸、上半模具、模具内芯、模芯抽取油缸和下半模具；所述上半模具、模具内芯和下半模具合模后形成环体的轮胎形状的腔体；所述下半模具固定于压模硫化台座上，下半模具的正上方配合设置有上半模具，所述上半模具与合模油缸可拆卸连接；所述合模油缸通过固定架固定；所述模具内芯与模芯抽取油缸的伸缩杆可拆卸连接，并在上半模具和下半模具之间通过模芯抽取油缸伸缩；所述上半模具、下半模具和模具内芯根据高弹性中空成型橡胶轮胎的形状配合设置；所述模芯抽取油缸通过支架固定，上半模具、下半模具以及模具内芯的协同作用，可方便的制作需要中空成型的轮胎类高弹性中空成型橡胶轮胎，操作方便。

更进一步的方案，一次性成型生产系统中的充排气装置包括真空排气站、高压空气压缩机、高压气管和气针，所述气针均匀分布于上半模具和/或下半模具上，并与其相通；所述气针通过高压气管分别与真空排气站、高压空气压缩机相通，对整个模具的真空排气和高压充气可利用一套管路进行，操作方便，设备部件利用率高。

更进一步的方案，一次性成型生产系统中的充排气装置还包括电控三通阀门、空气加热器和管接头；所述高压空气压缩机通过气管通入空气加热器后，再和电控三通阀门连接，所述真空排气站通过气管和电控三通阀门连接，所述高压气管和电控三通阀门连接，三者分别同电控三通阀门的三个通路连接；所述高压气管的另一端通过管接头和气针连通，所述管接头固定于压模硫化台座上，通过电控三通阀门，对真空排气和高压充气轮换操作，操作更加方便，还可以对高压气体进行加热，避免硫化时高弹性中空成型橡胶轮胎的内外温差过大而影响硫化效果。

更进一步的方案，一次性成型生产系统中的压模硫化装置还包括合模横梁，所述合模油缸的液压杆穿过合模横梁的导向孔后再和上半模具固定连接；所述合模横梁固定于压模硫化装置的固定架上，合模横梁起到定位、导向以及稳定开闭模具的三重作用效果，并进而保证了密封性和硫化时的稳定性；所述压模硫化装置还包括模具加热器；所述模具加热器设置于上半模具的上部和/或下半模具的下部，使胶料在硫化过程中保持稳定的硫化状态。

更进一步的方案，压模硫化台座连同压模硫化装置以及充排气装置为固定机位；所述注射机底座连同注射装置为活动机位；所述活动机位对应多个固定机位，并在各个固定机位之间往复运动，同一注射装置对应多个压模硫化装置，在高弹性中空成型橡胶轮胎的硫化过程中，依次进行不同压模硫化装置的注射工作，大大提高了工作效率。

一种高弹性中空成型橡胶轮胎的制作工艺，步骤为：

步骤一、橡胶塑化：注射嘴控制油缸先将送料管以及注射头封闭，通过加料斗加橡胶粒料入塑化注射螺筒，塑化注射螺杆旋转，旋转的同时，塑化注射螺杆抵紧注射活塞持续后移，塑化后的胶料在塑化料腔内暂存，充分利用塑化注射螺杆旋转过程中的轴向力作用，无需对塑化注射螺杆施加额外动力，即可实现胶料暂存的效果；

步骤二、合模：模芯抽取油缸将模具内芯放入上半模具与下半模具之间的中心处，启动合模油缸下移，上半模具与下半模具合拢，同时模芯抽取油缸退回，完成整个模具的合模和密封工作；

步骤三、抽真空：启动电控三通阀门，真空排气站由高压气管连通，启动真空排气站，上半模具与下半模具内空气由气针、高压气管、真空排气站排出，将模具内残存气体抽出，进而保证注射效果；

步骤四、注射：注射座移动油缸启动，将注射头插入合模后的上半模具与下半模具内，注射嘴控制油缸将送料管以及注射头打开，启动注射油缸，塑化注射螺杆前移，将塑化料腔内暂存的塑化胶料连续通过送料管和注射头注射到上半模具与下半模具内，充满整个模腔；注射座移动油缸再启动，退出注射头；

步骤五、开模：启动合模油缸上移，开启分别内含半个橡胶轮胎半成品的上半模具与下半模具，启动模芯抽取油缸，取出模具内芯；

步骤六、二次合模：启动合模油缸下移，闭合上半模具与下半模具形成模腔，模腔呈模具内芯形状的中空；

步骤七、注气：电控三通阀门通电转换连通高压空气压缩机和空气加热器，并通过高压气管接通气针，高压气体通过空气加热器加热后，通过高压气管、气针进入模腔；；

步骤八：硫化：对上半模具与下半模具内腔的橡胶轮胎进行硫化；

步骤九：泄压：将中空成型的模腔内部的高温高压气体泄压；

步骤十：二次开模：启动合模油缸上移，开启上半模具与下半模具，取出中空成型的橡胶轮胎。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，多个轮胎分腔体的设置，弹性高，无需额外充气，当某一腔体扎透时，并不影响轮胎的正常使用，轮胎卡边的形状契合轮毂的形状，呈连续的凹凸台阶状，以便于稳定的贴紧轮毂，隔板与轮胎本体为同模具出模的同材质一体式结构，可一体式注塑成型；隔板可设计成足够薄，小于胎厚，增强其弹性；所述轮胎内层的材质为密度小于轮胎本体的低密度橡胶，保证其弹性的同时，增强其密封性；

(2)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，在一个系统完成注射、中空、硫化过程，能有效的解决高弹性中空成型橡胶轮胎生产过程中二次重新加压、加温，造成耗能、耗时、成本高问题，以减少高弹性中空成型橡胶轮胎的成本费用、成型时间、降低能耗，并能消除高弹性中空成型橡胶轮胎工序之间运送费用；而且，还减少了二次加热带来的有害气体排放，降低了二次加热带来的高弹性中空成型橡胶轮胎的废品率，减少了二次加热加压带来的能量消耗，达到了环保节能的效果；

(3)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，一次性成型生产系统可根据高弹性中空成型橡胶轮胎的不同工艺要求，调节所需工艺参数：注射压力、注射温度、中空气源压力、气源温度、硫化时间，达到制品最佳效果；

(4)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，一次性成型生产系统充分利用塑化注射螺杆旋转过程中向后的轴向力作用，无需对塑化注射螺杆施加额外动力，即可实现塑化料腔逐渐增大而达到胶料暂存的目的；

(5)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，一次性成型生产系统的整个模具(包括上半模具、下半模具以及模具内芯)的合模和密封工作一气呵成，操作简单、方便快捷；

(6)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，一次性成型生产系统的合模横梁起到定位、导向以及稳定开闭模具的三重作用效果，并进而保证了密封性和硫化时的稳定性；

(7)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，一次性成型生产系统的模具加热器使胶料在硫化过程中保持稳定的硫化状态，充分利用利用模腔内的高温高压气体对橡胶轮胎进行硫化，无需额外加压加温，硫化效果好，稳定性强；

(8)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎，一次性成型生产系统的活动机位对应多个固定机位，并在各个固定机位之间往复运动，同一注射装置对应多个压模硫化装置，在高弹性中空成型橡胶轮胎的硫化过程中，依次进行不同压模硫化装置的注射工作，大大提高了工作效率；

(9)本发明的高弹性中空成型橡胶轮胎的制作工艺，制得的橡胶轮胎耐热、耐磨、耐候，而且，同一模腔生产，质量稳定，动平衡均匀效果好；

(10)本发明的制作工艺，能够持续无间断生产，生产效率和自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的横向剖视图；

图2为本发明的纵向剖视图；

图3为本发明中的生产系统结构示意图；

图4为本发明中的模具部分放大后示意图。

图中：1、注射机底座；2、注射装置；3、压模硫化装置；4、充排气装置；5、压模硫化台座；6、轮胎本体；7、轮胎分腔体；8、轮胎卡边；9、隔板；10、轮胎内层；21、加料斗；22、注射油缸；23、塑化注射螺筒；24、塑化加热器；25、预存塑化料腔；26、送料管；27、注射嘴控制油缸；28、注射头；29、注射座移动油缸；30、支架；31、合模油缸；32、合模横梁；33、上半模具；34、模具内芯；35、模芯抽取油缸；36、下半模具；38、模具加热器；41、真空排气站；42、电控三通阀门；43、空气加热器；44、高压空气压缩机；45、高压气管；46、管接头；47、气针；221、注射活塞；231、塑化注射螺杆。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，如图1、2所示，包括轮胎本体6，所述轮胎本体6内部为中空成型的密封腔体，所述密封腔体通过隔板9均匀隔开为多个轮胎分腔体7，无需额外充气，当某一腔体扎透时，不影响轮胎的使用；所述轮胎本体6的内环为贴合轮毂的轮胎卡边8，所述轮胎卡边8的形状契合轮毂的形状，呈连续的凹凸台阶状，以便于稳定的贴紧轮毂。

实施例2

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，如图1、2所示，基本结构同实施例1，改进之处在于：轮胎分腔体7内靠近轮毂的内侧还贴覆有轮胎内层10，将轮胎分腔体7与外界二次隔离；所述轮胎本体6的外层设置有钢丝编织层与尼龙线编织层，达到耐磨高强度要求；所述轮胎卡边8内覆高强度粗钢丝层，以保证轮胎与轮毂的贴合。隔板9与轮胎本体6为同模具出模的同材质一体式结构，可一体式注塑成型；隔板9可设计成足够薄，小于胎厚，增强其弹性；所述轮胎内层10的材质为密度小于轮胎本体6的低密度橡胶，保证其弹性的同时，增强其密封性。

实施例3

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，基本结构同实施例1，改进之处在于：轮胎本体6的外层设置有钢丝编织层与尼龙线编织层，达到耐磨高强度要求；所述轮胎卡边8内覆高强度粗钢丝层，以保证轮胎与轮毂的贴合。隔板9与轮胎本体6为同模具出模的同材质一体式结构，可一体式注塑成型；隔板9可设计成足够薄，小于胎厚，增强其弹性。

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，应用一次性成型生产系统一步法注射、中空、硫化工艺制得，在一个模具内完成高弹性中空成型橡胶轮胎的注射、中空和硫化，避免制品在各工序的流转，从而降低了生产成本。一次性成型生产系统包括注射机底座1和压模硫化台座5以及分别固定于两者上的注射装置2和压模硫化装置3，还包括压模硫化台座5旁侧的充排气装置4，所述注射装置2将塑化橡胶料注射入压模硫化装置3的模具内，所述充排气装置4对压模硫化装置的模具模腔根据需要进行抽真空或充入高温高压气体的工作，压模硫化装置3对模具内的塑化橡胶料进行压模和硫化。

实施例4

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎一次性成型生产系统的基本结构同实施例3，改进之处在于：如图3所示，注射装置2包括加料斗21、注射油缸22、塑化注射螺筒23、塑化加热器24、注射嘴控制油缸27、注射头28和注射座移动油缸29；所述加料斗21与塑化注射螺筒23的始端相通，塑化注射螺筒23的始端插入注射油缸22的缸筒内，并紧抵注射油缸22内的注射活塞221；所述塑化注射螺筒23内置塑化注射螺杆231，塑化注射螺杆231的端头处，预留预存塑化料腔25；所述预存塑化料腔25通过送料管26与塑化注射螺筒23底部的注射嘴控制油缸27前端的料腔连通，所述注射头28的进料端与料腔连通，注射端与所述压模硫化装置3的模具相通；所述注射嘴控制油缸27缸筒和注射座移动油缸29的缸筒固定连接，两者的活塞杆背向设置，所述注射座移动油缸29活塞杆与所述注射油缸22均固定于注射机底座1上，所述塑化加热器24设置于塑化注射螺筒23的外壁，胶料的塑化和注射前的暂存在同一塑化注射螺筒23内进行，塑化的同时，在预存塑化料腔25内完成注射前的暂存，避免了胶料的转运。如图4所示，压模硫化装置3包括合模油缸31、上半模具33、模具内芯34、模芯抽取油缸35和下半模具36；所述下半模具36固定于压模硫化台座5上，下半模具36的正上方配合设置有上半模具33，所述上半模具33与合模油缸31可拆卸连接；所述合模油缸31通过固定架固定；所述模具内芯34与模芯抽取油缸35的伸缩杆可拆卸连接，并在上半模具33和下半模具36之间通过模芯抽取油缸35伸缩；所述上半模具33、下半模具36和模具内芯34根据高弹性中空成型橡胶轮胎的形状配合设置；所述模芯抽取油缸35通过支架30固定，上半模具33、下半模具36以及模具内芯34的协同作用，可方便的制作需要中空成型的轮胎类高弹性中空成型橡胶轮胎，操作方便。充排气装置4包括真空排气站41、高压空气压缩机44、高压气管45和气针47，所述气针47均匀分布于上半模具33上，并与其相通；所述气针47通过高压气管45分别与真空排气站41、高压空气压缩机44相通，对整个模具的真空排气和高压充气可利用一套管路进行，操作方便，设备部件利用率高。

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎的制作工艺，一步法完成注射、中空和硫化工艺，在提高生产效率的同时，还保证了高弹性中空成型橡胶轮胎生产的稳定性，具体步骤为：

步骤一、橡胶塑化：注射嘴控制油缸27先将送料管26以及注射头28封闭，通过加料斗21加橡胶粒料入塑化注射螺筒23，塑化注射螺杆231旋转，旋转的同时，轴向力作用下，塑化注射螺杆231抵紧注射活塞221持续后移，塑化后的胶料在越来越大的塑化料腔25内暂存，充分利用了塑化注射螺杆231旋转过程中的轴向力作用，无需对塑化注射螺杆231施加额外动力，即可实现胶料暂存的效果；

步骤二、合模：模芯抽取油缸35将模具内芯34放入上半模具33与下半模具36之间的中心处，启动合模油缸31下移，上半模具33与下半模具36合拢，同时模芯抽取油缸35退回，完成整个模具的合模和密封工作；

步骤三、抽真空：将真空排气站41由高压气管45连通，启动真空排气站41，上半模具33与下半模具36内空气由气针47、高压气管45、真空排气站41排出，将模具内残存气体抽出，进而保证注射效果；

步骤四、注射：注射座移动油缸29启动，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具36内，注射嘴控制油缸27将送料管26以及注射头28打开，启动注射油缸22，塑化注射螺杆231前移，将塑化料腔25内暂存的塑化胶料连续通过送料管26和注射头28注射到上半模具33与下半模具36内，充满整个模腔；注射座移动油缸29再启动，退出注射头28；

步骤五、开模：启动合模油缸31上移，开启分别内含半个橡胶轮胎半成品的上半模具33与下半模具36，启动模芯抽取油缸35，取出模具内芯34；

步骤六、二次合模：启动合模油缸31下移，闭合上半模具33与下半模具36形成模腔，模腔呈模具内芯34形状的中空；

步骤七、注气：连通高压空气压缩机44和空气加热器43，并通过高压气管45接通气针47，高压气体通过空气加热器43加热后，通过高压气管45、气针47进入模腔；

步骤八：硫化：利用模腔内的高温高压气体对上半模具33与下半模具36内腔的橡胶轮胎进行硫化，模具加热器38可同时对上半模具33与下半模具36进行加热，使硫化时橡胶轮胎内外温度一致，提高硫化的稳定性和均匀性效果；

步骤九：泄压：打开电控三通阀门42，将中空成型的模腔内部的高温高压气体泄压；

步骤十：二次开模：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具36，取出中空成型的橡胶轮胎。

实施例5

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎一次性成型生产系统的基本结构同实施例4，改进之处在于：气针47均匀分布于下半模具36上，充排气装置4还包括电控三通阀门42、空气加热器43和管接头46；所述高压空气压缩机44通过气管通入空气加热器43后，再和电控三通阀门42连接，所述真空排气站41通过气管和电控三通阀门42连接，所述高压气管45和电控三通阀门42连接，三者分别同电控三通阀门42的三个通路连接；所述高压气管45的另一端通过管接头46和气针47连通，所述管接头46固定于压模硫化台座5上，通过电控三通阀门42，对真空排气和高压充气轮换操作，操作更加方便，还可以对高压气体进行加热，避免硫化时高弹性中空成型橡胶轮胎的内外温差过大而影响硫化效果。

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎的制作工艺，步骤为：

步骤一、橡胶塑化：注射嘴控制油缸27先将送料管26以及注射头28封闭，通过加料斗21加橡胶粒料入塑化注射螺筒23，塑化注射螺杆231旋转，旋转的同时，塑化注射螺杆231抵紧注射活塞221持续后移，塑化后的胶料在塑化料腔25内暂存，充分利用塑化注射螺杆231旋转过程中的轴向力作用，无需对塑化注射螺杆231施加额外动力，即可实现胶料暂存的效果；

步骤二、合模：模芯抽取油缸35将模具内芯34放入上半模具33与下半模具36之间的中心处，启动合模油缸31下移，上半模具33与下半模具36合拢，同时模芯抽取油缸35退回，完成整个模具的合模和密封工作；

步骤三、抽真空：启动电控三通阀门42，真空排气站41由高压气管45连通，启动真空排气站41，上半模具33与下半模具36内空气由气针47、高压气管45、真空排气站41排出，将模具内残存气体抽出，进而保证注射效果；

步骤四、注射：注射座移动油缸29启动，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具36内，注射嘴控制油缸27将送料管26以及注射头28打开，启动注射油缸22，塑化注射螺杆231前移，将塑化料腔25内暂存的塑化胶料连续通过送料管26和注射头28注射到上半模具33与下半模具36内，充满整个模腔；

步骤五、开模：启动合模油缸31上移，开启分别内含半个橡胶轮胎半成品上半模具33与下半模具36，启动模芯抽取油缸35，取出模具内芯34；

步骤六、二次合模：启动合模油缸31下移，闭合上半模具33与下半模具36形成模腔，模腔呈模具内芯34形状的中空；

步骤七、注气：电控三通阀门42通电转换连通高压空气压缩机44和空气加热器43，并通过高压气管45接通气针47，高压气体通过空气加热器43加热后，通过高压气管45、气针47进入模腔；

步骤八：硫化：利用模腔内的高温高压气体对上半模具33与下半模具36内腔的橡胶轮胎进行硫化，模具加热器38可同时对上半模具33与下半模具36进行加热，使硫化时橡胶轮胎内外温度一致，提高硫化的稳定性和均匀性效果；

步骤九：泄压：打开电控三通阀门42，将中空成型的模腔内部的高温高压气体泄压；

步骤十：二次开模：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具36，取出中空成型的橡胶轮胎。

实施例6

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎一次性成型生产系统的基本结构同实施例5，改进之处在于：气针47均匀分布于上半模具33和下半模具36上，压模硫化装置3还包括合模横梁32，所述合模油缸31的液压杆穿过合模横梁32的导向孔后再和上半模具33固定连接；所述合模横梁32固定于压模硫化装置3的固定架上，合模横梁32起到定位、导向以及稳定开闭模具的三重作用效果，并进而保证了密封性和硫化时的稳定性。压模硫化装置3还包括模具加热器38；所述模具加热器38设置于上半模具33的上部或下半模具36的下部，使胶料在硫化过程中保持稳定的硫化状态。

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎的制作工艺，步骤为：

步骤一、橡胶塑化：注射嘴控制油缸27先将送料管26以及注射头28封闭，通过加料斗21加橡胶粒料入塑化注射螺筒23，塑化注射螺杆231旋转，旋转的同时，塑化注射螺杆231抵紧注射活塞221持续后移，塑化后的胶料在塑化料腔25内暂存，充分利用塑化注射螺杆231旋转过程中的轴向力作用，无需对塑化注射螺杆231施加额外动力，即可实现胶料暂存的效果；

步骤二、合模：模芯抽取油缸35将模具内芯34放入上半模具33与下半模具36之间的中心处，启动合模油缸31下移，上半模具33与下半模具36合拢，同时模芯抽取油缸35退回，完成整个模具的合模和密封工作；

步骤三、抽真空：启动电控三通阀门42，真空排气站41由高压气管45连通，启动真空排气站41，上半模具33与下半模具36内空气由气针47、高压气管45、真空排气站41排出，将模具内残存气体抽出，进而保证注射效果；

步骤四、注射：注射座移动油缸29启动，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具36内，注射嘴控制油缸27将送料管26以及注射头28打开，启动注射油缸22，塑化注射螺杆231前移，将塑化料腔25内暂存的塑化胶料连续通过送料管26和注射头28注射到上半模具33与下半模具36内，充满整个模腔；注射座移动油缸29再启动，退出注射头28；

步骤五、开模：启动合模油缸31上移，开启分别内含半个橡胶轮胎半成品的上半模具33与下半模具36，启动模芯抽取油缸35，取出模具内芯34；

步骤六、二次合模：启动合模油缸31下移，闭合上半模具33与下半模具36形成模腔，模腔呈模具内芯34形状的中空；

步骤七、注气：电控三通阀门42通电转换连通高压空气压缩机44和空气加热器43，并通过高压气管45接通气针47，高压气体通过空气加热器43加热后，通过高压气管45、气针47进入模腔；

步骤八：硫化：利用模腔内的高温高压气体对上半模具33与下半模具36内腔的橡胶轮胎进行硫化，模具加热器38可同时对上半模具33与下半模具36进行加热，使硫化时橡胶轮胎内外温度一致，提高硫化的稳定性和均匀性效果；

步骤九：打开电控三通阀门42，泄压：将中空成型的模腔内部的高温高压气体泄压；

步骤十：二次开模：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具36，取出中空成型的橡胶轮胎。

实施例7

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎一次性成型生产系统的基本结构同实施例6，改进之处在于：模具加热器38设置于上半模具33的上部和下半模具36的下部，压模硫化台座5连同压模硫化装置3以及充排气装置4为固定机位；所述注射机底座1连同注射装置2为活动机位；所述活动机位对应多个固定机位，并在各个固定机位之间往复运动，同一注射装置对应多个压模硫化装置3，在高弹性中空成型橡胶轮胎的硫化过程中，依次进行不同压模硫化装置3的注射工作，大大提高了工作效率。

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎的制作工艺，步骤为：

步骤一、橡胶塑化：注射嘴控制油缸27先将送料管26以及注射头28封闭，通过加料斗21加橡胶粒料入塑化注射螺筒23，塑化注射螺杆231旋转，旋转的同时，塑化注射螺杆231抵紧注射活塞221持续后移，塑化后的胶料在塑化料腔25内暂存，充分利用塑化注射螺杆231旋转过程中的轴向力作用，无需对塑化注射螺杆231施加额外动力，即可实现胶料暂存的效果；

步骤二、合模：模芯抽取油缸35将模具内芯34放入上半模具33与下半模具36之间的中心处，启动合模油缸31下移，上半模具33与下半模具36合拢，同时模芯抽取油缸35退回，完成整个模具的合模和密封工作；

步骤三、抽真空：启动电控三通阀门42，真空排气站41由高压气管45连通，启动真空排气站41，上半模具33与下半模具36内空气由气针47、高压气管45、真空排气站41排出，将模具内残存气体抽出，进而保证注射效果；

步骤四、注射：注射座移动油缸29启动，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具36内，注射嘴控制油缸27将送料管26以及注射头28打开，启动注射油缸22，塑化注射螺杆231前移，注射压力和温度根据需要设置，将塑化料腔25内暂存的塑化胶料连续通过送料管26和注射头28注射到上半模具33与下半模具36内；注射座移动油缸29再启动，退出注射头28；

步骤五、开模：启动合模油缸31上移，开启分别内含半个橡胶轮胎半成品的上半模具33与下半模具36，启动模芯抽取油缸35，取出模具内芯34；

步骤六、二次合模：启动合模油缸31下移，闭合上半模具33与下半模具36形成模腔，模腔呈模具内芯34形状的中空；

步骤七、注气：电控三通阀门42通电转换连通高压空气压缩机44和空气加热器43，并通过高压气管45接通气针47，高压气体通过空气加热器43加热后，通过高压气管45、气针47进入模腔；充气压力为0.7MPa～1.0Mpa；充气温度：100-200℃，根据不同用途轮胎设置不同充气压力和温度；

步骤八：硫化：利用模腔内的高温高压气体对上半模具33与下半模具36内腔的橡胶轮胎进行硫化，模具加热器38可同时对上半模具33与下半模具36进行加热，使硫化时橡胶轮胎内外温度一致加热至100-200℃，提高硫化的稳定性和均匀性效果；

步骤九：移机：硫化过程中，将注射机底座1连同注射装置2组成的活动机位移动至下一个压模硫化台座5连同压模硫化装置3以及充排气装置4组成的固定机位旁，重复步骤一至八；

步骤十：泄压：打开电控三通阀门42，将中空成型的模腔内部的高温高压气体泄压；

步骤十一：二次开模：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具36，取出中空成型的橡胶轮胎。

本实施例的高弹性中空成型橡胶轮胎及其制作工艺，调节所需工艺参数：注射压力、注射温度、充气压力、气源温度、硫化时间、硫化压力，即可达到制品最佳效果。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高弹性中空成型橡胶轮胎，包括轮胎本体(6)，所述轮胎本体(6)内部为中空成型的密封腔体，其特征在于，所述密封腔体通过隔板(9)均匀隔开为轮胎分腔体(7)；所述轮胎本体(6)的内环为贴合轮毂的轮胎卡边(8)，所述轮胎卡边(8)的形状契合轮毂的形状。

2.如权利要求1所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，所述轮胎分腔体(7)内靠近轮毂的内侧还贴覆有轮胎内层(10)；所述轮胎本体(6)的外层设置有钢丝编织层与尼龙线编织层；所述轮胎卡边(8)内覆高强度粗钢丝层。

3.如权利要求1所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，所述隔板(9)与轮胎本体(6)为同模具出模的同材质一体式结构；所述轮胎内层(10)的材质为密度小于轮胎本体(6)的低密度橡胶。

4.如权利要求1或2所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，应用一次性成型生产系统一步法注射、中空、硫化工艺制得。

5.如权利要求4所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，所述一次性成型生产系统包括注射机底座(1)和压模硫化台座(5)以及分别固定于两者上的注射装置(2)和压模硫化装置(3)，还包括压模硫化台座(5)旁侧的充排气装置(4)；

所述注射装置(2)包括加料斗(21)、注射油缸(22)、塑化注射螺筒(23)、塑化加热器(24)、注射嘴控制油缸(27)、注射头(28)和注射座移动油缸(29)；所述加料斗(21)与塑化注射螺筒(23)的始端相通，塑化注射螺筒(23)的始端插入注射油缸(22)的缸筒内，并紧抵注射油缸(22)内的注射活塞(221)；所述塑化注射螺筒(23)内置塑化注射螺杆(231)，塑化注射螺杆(231)的端头处，预留预存塑化料腔(25)；所述预存塑化料腔(25)通过送料管(26)与塑化注射螺筒(23)底部的注射嘴控制油缸(27)前端的料腔连通，所述注射头(28)的进料端与料腔连通，注射端与所述压模硫化装置(3)的模具相通；所述注射嘴控制油缸(27)缸筒和注射座移动油缸(29)的缸筒固定连接，两者的活塞杆背向设置，所述注射座移动油缸(29)活塞杆与所述注射油缸(22)均固定于注射机底座(1)上，所述塑化加热器(24)设置于塑化注射螺筒(23)的外壁。

6.如权利要求5所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，所述一次性成型生产系统中的压模硫化装置(3)包括合模油缸(31)、上半模具(33)、模具内芯(34)、模芯抽取油缸(35)和下半模具(36)；所述上半模具(33)、模具内芯(34)和下半模具(36)合模后形成环体的轮胎形状的腔体；所述下半模具(36)固定于压模硫化台座(5)上，下半模具(36)的正上方配合设置有上半模具(33)，所述上半模具(33)与合模油缸(31)可拆卸连接；所述合模油缸(31)通过固定架固定；所述模具内芯(34)与模芯抽取油缸(35)的伸缩杆可拆卸连接，并在上半模具(33)和下半模具(36)之间通过模芯抽取油缸(35)伸缩；所述上半模具(33)、下半模具(36)和模具内芯(34)根据高弹性中空成型橡胶轮胎的形状配合设置；所述模芯抽取油缸(35)通过支架(30)固定。

7.如权利要求5所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，所述一次性成型生产系统中的充排气装置(4)包括真空排气站(41)、高压空气压缩机(44)、高压气管(45)和气针(47)，所述气针(47)均匀分布于上半模具(33)和/或下半模具(36)上，并与其相通；所述气针(47)通过高压气管(45)分别与真空排气站(41)、高压空气压缩机(44)相通。

8.如权利要求7所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，所述一次性成型生产系统中的充排气装置(4)还包括电控三通阀门(42)、空气加热器(43)和管接头(46)；所述高压空气压缩机(44)通过气管通入空气加热器(43)后，再和电控三通阀门(42)连接，所述真空排气站(41)通过气管和电控三通阀门(42)连接，所述高压气管(45)和电控三通阀门(42)连接，三者分别同电控三通阀门(42)的三个通路连接；所述高压气管(45)的另一端通过管接头(46)和气针(47)连通，所述管接头(46)固定于压模硫化台座(5)上。

9.如权利要求8所述的高弹性中空成型橡胶轮胎，其特征在于，所述一次性成型生产系统中的压模硫化装置(3)还包括合模横梁(32)，所述合模油缸(31)的液压杆穿过合模横梁(32)的导向孔后再和上半模具(33)固定连接；所述合模横梁(32)固定于压模硫化装置(3)的固定架上；

所述压模硫化装置(3)还包括模具加热器(38)；所述模具加热器(38)设置于上半模具(33)的上部和/或下半模具(36)的下部；

所述压模硫化台座(5)连同压模硫化装置(3)以及充排气装置(4)为固定机位；所述注射机底座(1)连同注射装置(2)为活动机位；所述活动机位对应多个固定机位，并在各个固定机位之间往复运动。

10.如权利要求9所述高弹性中空成型橡胶轮胎的制作工艺，其特征在于，步骤为：

步骤一、橡胶塑化：注射嘴控制油缸(27)先将送料管(26)以及注射头(28)封闭，通过加料斗(21)加橡胶粒料入塑化注射螺筒(23)，塑化注射螺杆(231)旋转，旋转的同时，塑化注射螺杆(231)抵紧注射活塞(221)持续后移，塑化后的胶料在塑化料腔(25)内暂存；

步骤二、合模：模芯抽取油缸(35)将模具内芯(34)放入上半模具(33)与下半模具(36)之间的中心处，启动合模油缸(31)下移，上半模具(33)与下半模具(36)合拢，同时模芯抽取油缸(35)退回；

步骤三、抽真空：启动电控三通阀门(42)，真空排气站(41)由高压气管(45)连通，启动真空排气站(41)，上半模具(33)与下半模具(36)内空气由气针(47)、高压气管(45)、真空排气站(41)排出；

步骤四、注射：注射座移动油缸(29)启动，将注射头(28)插入合模后的上半模具(33)与下半模具(36)内，注射嘴控制油缸(27)将送料管(26)以及注射头(28)打开，启动注射油缸(22)，塑化注射螺杆(231)前移，将塑化料腔(25)内暂存的塑化胶料注射到上半模具(33)与下半模具(36)内，充满整个模腔；注射座移动油缸(29)再启动，退出注射头(28)；

步骤五、开模：启动合模油缸(31)上移，开启分别内含半个橡胶轮胎半成品的上半模具(33)与下半模具(36)，启动模芯抽取油缸(35)，取出模具内芯(34)；

步骤六、二次合模：启动合模油缸(31)下移，闭合上半模具(33)与下半模具(36)形成模腔，模腔呈模具内芯(34)形状的中空；

步骤七、注气：电控三通阀门(42)通电转换连通高压空气压缩机(44)和空气加热器(43)，并通过高压气管(45)接通气针(47)，高压气体通过空气加热器(43)加热后，通过高压气管(45)、气针(47)进入模腔；

步骤八：硫化：对上半模具(33)与下半模具(36)内腔的橡胶轮胎进行硫化；

步骤九：泄压：将中空成型的模腔内部的高温高压气体泄压；

步骤十：二次开模：启动合模油缸(31)上移，开启上半模具(33)与下半模具(36)，取出中空成型的橡胶轮胎。