CN109318438A - 一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法，属于中空轮胎工艺技术领域。本发明的中空轮胎模芯，包括模芯板和在模芯板上、下两端面对称设置的上模芯、下模芯；上模芯和下模芯合体后的形状和大小与中空轮胎的内腔一致。本发明的中空轮胎，包括圆形的胎体和中空的内腔；内腔沿环形方向设置有轮胎骨架；轮胎骨架呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形等。轮胎骨架周围是密封式，一方面有效避免其行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面有效避免其中易积累各种石子、污泥等杂质难以清洗且高速行驶过程中易部分甩出而造成危险。本发明可将中空轮胎的注射成型、中空以及硫化装置集成一体化，减少了中空轮胎生产的成本费用。
Description
技术领域
本发明属于橡胶制品工艺技术领域，具体地说，涉及一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法。
背景技术
现有技术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。
而且，现有技术的免充气轮胎制品中，如果是如图1、3、4所示，胎体的支撑骨架为非密闭结构，虽然外形比较美观，但一方面存在行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面当经过泥泞路面或长时间的使用时，胎体内部容易藏污纳垢，不易清理反而影响其美观效果，同时高速行驶过程中易部分甩出而对路人造成危险。
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。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对以上现有技术中存在的免充气轮胎耐磨性差、二次加工制作成本高、舒适度差以及不容易清理等技术问题，本发明提供了一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法。本发明可将中空轮胎的注射成型、中空以及硫化装置集成一体化，减少了中空轮胎生产的成本费用、成型时间，并降低能耗，还能消除中空轮胎生产过程中各工序之间运送费用。2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种中空轮胎模芯，包括模芯板和在模芯板上、下两端面对称设置的上模芯、下模芯；所述上模芯和下模芯合体后的形状和大小与中空轮胎的内腔一致。上模芯和下模芯先将中空轮胎均分成两半，达到中空的技术效果，而且，可以根据中空轮胎的具体形状进行适配式设计。
进一步的中空轮胎模芯方案，上模芯和下模芯内的模芯板处，向外凸起有形成中空轮胎中的气体通道的模芯环凸，可以在中空轮胎的环形中心处预留环形的气体通道，如果中空轮胎需要充气时，通过气体通道将中空轮胎的内腔连通。
一种基于中空轮胎模芯的中空轮胎，包括圆形的胎体和中空的内腔；所述内腔沿环形方向设置有轮胎骨架；所述轮胎骨架呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形等，与合体后的上模芯和下模芯形状一致。根据不同的车体需要配置相应形状的轮胎骨架，以提高其通用性，而且，轮胎骨架周围是密封式，一方面有效避免其行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面有效避免其中易积累各种石子、污泥等杂质难以清洗且高速行驶过程中易部分甩出而造成危险。。
进一步的中空轮胎方案，轮胎骨架中部沿圆周方向连通有圆形的气体通道，并在胎体内侧预留与内腔相通的充气口，根据需要选择是否充气，以提高司乘人员的舒适度。
一种中空轮胎的制作方法，在中空和硫化成型装置的一模腔内完成注射、中空和硫化工序，所述模腔包括上半模具、下半模具和中空轮胎模芯，中空轮胎模芯为模腔的中空奠定基础，中空后具备了充入硫化所需要的高温高压气体的条件，进而将注射成型、中空以及硫化装置集成化，避免了现有技术中各工序流转造成的热量流失和工序流转成本，解决了传统中空轮胎生产工艺的重新加压、加温，耗能、耗时、成本高的一大弊病。
进一步的制作方法，具体步骤为：
步骤一、橡胶塑化：将橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，一般情况下塑化温度为60～100℃，并保温；
步骤二、合模：上半模具、下半模具合拢成模腔，并将中空轮胎模芯留置于模腔几何中心处；合模过程中，可以对模腔加温至130～180℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的，保证中空轮胎半成品的硫化要求；
步骤三、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入中空和硫化成型装置的模腔，并充满模腔后静置成型；
步骤四、开模：打开模腔，将分别内含半个中空轮胎半成品的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯；
步骤五、二次合模：将分别内含半个中空轮胎半成品的的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯取走后，中空轮胎内部呈中空轮胎模芯形状的中空；
步骤六、注气：在中空轮胎的中空内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件；
步骤七：硫化：对模腔内的中空轮胎进行硫化；
步骤八：泄压：将中空轮胎的中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后中空轮胎爆炸；
步骤九：二次开模：打开膜腔，取出中空轮胎。
进一步的方案，步骤二合模后进行抽真空，膜腔内呈负压状态，方便胶料的注射。
进一步的方案，步骤三注射时，料温为60～100℃，注射时间5～30s，注射后，静置5～50s，根据中空轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。
进一步的方案，步骤四取出中空轮胎模芯后，采用风冷和/或水冷相结合的方式，将中空轮胎模芯温度控制在60～100℃，防止中空轮胎模芯温度过高导致与中空轮胎模芯直接接触的中空轮胎的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧。
进一步的方案，步骤六高温高压气体的压力为10～50kg，温度为130～180℃，根据中空轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。
进一步的方案，步骤七硫化的时间为100～2000s，根据中空轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。
进一步的方案，上半模具和下半模具的形状与中空轮胎的形状相适配，上半模具和下半模具的形状为水平状态的半个轮胎形状；中空轮胎模芯的形状与中空轮胎的中空结构相适配，比如格栅形状的模芯，中空轮胎的中空结构也为格栅状。
进一步的方案，模腔为固定机位；所述注射台座为活动机位；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。由于硫化时间相对较长，注射时间相对较短，可以根据两者工艺所需时间的倍数关系进行相应的配置，进一步提高生产率，并避免注射料筒螺杆内的胶料在静置等待中提前硫化。
进一步的方案，橡胶颗粒为可交联的废橡胶的再生橡胶或橡胶组合物，废物重新得以利用，生产成本大大降低。
3.有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)本发明的中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法，可在一个模具中完成注射、中空、硫化过程，能有效的解决中空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，以减少中空轮胎的成本费用、成型时间、降低能耗，并能消除中空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，环境友好，降低了二次加热带来的中空轮胎的废品率，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；
(2)本发明的中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法，可根据中空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、硫化气源温度、硫化时间，达到制品最佳效果；
(3)本发明的中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法，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，在中空轮胎的硫化过程中，还依次进行不同硫化装置的注射工作，大大提高了工作效率；
(4)本发明的中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎及轮胎制作方法，制得的中空轮胎耐热、耐磨、耐候，而且，同一模腔生产，质量稳定，动平衡均匀效果好；
(5)本发明的生产方法，能够持续无间断生产，生产效率和自动化程度高；
(6)本发明的中空轮胎的骨架与胎体前后内壁相连形成一个整体，对胎体起到支撑回弹作用，可根据不同的车体需要配置相应形状的轮胎骨架，以提高其通用性，而且，轮胎骨架周围是密封式，一方面有效避免其行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面有效避免其中易积累各种石子、污泥等杂质难以清洗且高速行驶过程中易部分甩出而造成危险；
(7)本发明的中空轮胎的轮胎骨架中部沿圆周方向连通有圆形的气体通道，并在胎体内侧预留与内腔相通的充气口，气体通过气体通道充满整个胎体内部空间，增强了轮胎整体的弹性，可根据需要选择是否充气，以提高司乘人员的舒适度。
附图说明
图1为现有技术的塑料体系轮胎立体图；
图2为现有技术的橡胶体系轮胎截面图；
图3至4为现有技术的免充气轮胎外观图；
图5为本发明的中空和硫化成型装置的结构示意图；
图6为本发明的中空轮胎模芯的立体图；
图7为本发明的中空轮胎模芯的剖面图；
图8为本发明的中空轮胎模芯的俯/仰视图；
图9为本发明实施例3的中空轮胎的水平剖视图；
图10为本发明实施例3的中空轮胎的竖向剖视图；
图11为本发明实施例4的中空轮胎的水平剖视图；
图12为本发明实施例5的中空轮胎的水平剖视图；
图13为本发明实施例6的中空轮胎的水平剖视图。
图中：1、中空和硫化成型装置；2、中空轮胎模芯；3、中空轮胎；21、模芯板；22、上模芯；23、下模芯；24、模芯环凸；31、胎体；32、轮胎骨架；33、内腔；34、气体通道；35、充气口。
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
本实施例的中空轮胎模芯2，应用于如图5所示的中空和硫化成型装置1的模腔内，如图6、7、8所示，包括方形的模芯板21和在模芯板21上、下两端面对称设置的圆形的上模芯22、下模芯23；所述上模芯22和下模芯23合体后的形状和大小与如图9所示中空轮胎3的内腔33一致。
基于以上中空轮胎模芯2的本实施例的中空轮胎3，如图9、10所示包括圆形的胎体31和中空的内腔33；所述内腔33沿环形方向设置有轮胎骨架32；所述轮胎骨架32可以呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形等，本实施例中为串联的酒桶拱形，与合体后的上模芯22和下模芯23的串联的酒桶拱形形状一致。可以根据不同的车体需要配置相应形状的轮胎骨架32，以提高其通用性，而且，轮胎骨架32周围是密封式，一方面有效避免其行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面有效避免其中易积累各种石子、污泥等杂质难以清洗且高速行驶过程中易部分甩出而造成路人危险。
本实施例的中空轮胎3的制作方法，在中空和硫化成型装置1的一模腔内完成注射、中空和硫化工序，模腔包括上半模具、下半模具和中空轮胎模芯2，在同一模腔内完成注射、中空和硫化工序，所述模腔包括上半模具、下半模具和模芯，中空轮胎模芯2为模腔的中空奠定基础，中空后具备了充入硫化所需要的高温高压气体的条件，进而将注射成型、中空以及硫化装置集成化，避免了现有技术中各工序流转造成的热量流失和工序流转成本，解决了传统中空轮胎生产工艺的重新加压、加温，耗能、耗时、成本高的一大弊病。
实施例2
本实施例的中空轮胎模芯2基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：如图7所示，上模芯22和下模芯23内的模芯板21处，向外凸起有形成中空轮胎3中的气体通道33的模芯环凸24；
基于以上中空轮胎模芯2的本实施例的中空轮胎3，模芯环凸24，可以在中空轮胎3的环形中心处预留环形的气体通道34，如果中空轮胎3需要充气时，通过气体通道34将中空轮胎3的内腔33连通。
本实施例的中空轮胎3的制作方法，具体步骤为：
步骤一、橡胶塑化：将橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，一般情况下塑化温度为60～100℃，目的是使胶料流体化，方便后续的注射射出，并保温，可通过在塑化料腔的环壁内置加热器进行保温；
步骤二、合模：上半模具、下半模具合拢成模腔，并将中空轮胎模芯2留置于模腔几何中心处，合模过程中，可以对模腔加温至130～180℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的，保证中空轮胎3半成品的硫化要求；
步骤三、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入中空和硫化成型装置1的模腔，料温为60～100℃，注射时间5～30s，并充满模腔后静置成型，静置5～50s，根据中空轮胎3规格或形状的要求进行相应的选择；
步骤四、开模：打开模腔，分别内含半个中空轮胎3半成品的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯2后，可采用风冷与水冷相结合的方式，将中空轮胎模芯2温度控制在60～100℃，防止中空轮胎模芯2温度过高导致与中空轮胎模芯2直接接触的中空轮胎的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧；
步骤五、二次合模：将分别内含半个中空轮胎的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯2取走后，中空轮胎3半成品内部呈中空轮胎模芯2形状的中空；
步骤六、注气：在中空轮胎3的中空内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件，高温高压气体的压力为10～50kg，温度为130～180℃，根据中空轮胎3规格或形状的要求进行相应的选择；
步骤七：硫化：对模腔内的中空轮胎3半成品进行硫化，时间为100～2000s，根据中空轮胎3规格或形状的要求进行相应的选择；
步骤八：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后，中空的中空轮胎3爆炸；
步骤九：二次开模：打开膜腔，取出中空的中空轮胎3。
实施例3
本实施例的中空轮胎模芯2和基于模芯的中空轮胎3的基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：中空轮胎模芯2的模芯板21的上端面边缘设置有定位槽，可方便上半模具、下半模具与中空轮胎模芯2合模时的定位。
本实施例的中空轮胎3及轮胎制作方法，基本步骤同实施例2，生产如图9所示的内腔为串联的酒桶拱形隔腔状轮胎，直径为200mm，具体步骤为：
步骤一、橡胶塑化：将可交联的废橡胶的再生橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，塑化温度为60℃，目的是使胶料流体化，方便后续的注射射出，并保温，可通过在塑化料腔的环壁内置加热器进行保温；
步骤二、合模：上半模具、下半模具与中空轮胎模芯2合拢成模腔，上半模具和下半模具的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空轮胎模芯2的上模芯22和下模芯23留置于模腔几何中心处，上模芯22和下模芯23合模后的形状与内腔为酒桶拱形隔腔状轮胎相适配，为串联的酒桶拱形；合模过程中，注意定位槽的合槽，避免错位，并可以对模腔加温至130℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的，保证中空轮胎3的硫化要求；
步骤三、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入中空和硫化成型装置1的模腔，料温为60℃，注射时间5s，并充满模腔后静置成型，静置5s；
步骤四、开模：打开模腔，分别内含半个中空轮胎3半成品的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯2，取出后，可采用风冷的方式，将中空轮胎模芯2温度控制在60℃，防止中空轮胎模芯2温度过高导致与中空轮胎模芯2直接接触的中空轮胎3的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧；
步骤五、二次合模：将分别内含半个中空轮胎3半成品的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯2取走后，中空轮胎3内部呈酒桶拱隔腔状的中空；
步骤六、注气：在中空轮胎3的酒桶拱形隔腔内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件，高温高压气体的压力为10kg，温度为130℃；
步骤七：硫化：对模腔内的中空轮胎3半成品进行硫化，时间为100s；
步骤八：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后酒桶拱形隔腔爆炸；
步骤九：二次开模：打开膜腔，取出直径为200mm的中空的酒桶拱形隔腔状轮胎成品3。
实施例4
本实施例的中空轮胎模芯2和基于模芯的中空轮胎3的基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：上模芯22和下模芯23合体后的形状呈螺旋桨形，生产的轮胎骨架32也呈螺旋桨形，生产如图11所示的内腔为螺旋桨形隔腔状轮胎，直径为410mm，具体步骤为：
步骤一、橡胶塑化：将可交联的废橡胶的再生橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，塑化温度为70℃，目的是使胶料流体化，方便后续的注射射出，并保温，可通过在塑化料腔的环壁内置加热器进行保温；
步骤二、合模：上半模具、下半模具合拢成模腔，上半模具和下半模具的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空轮胎模芯2留置于模腔几何中心处，中空轮胎模芯2的上模芯22和下模芯23形状与内腔为螺旋桨隔腔状轮胎相适配；合模过程中，可以对模腔加温至150℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的，保证中空轮胎硫化要求；
步骤三、抽真空：对合模的模腔抽真空，膜腔内呈负压状态，方便胶料的注射；
步骤四、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入模腔，料温为70℃，注射时间13s，并充满模腔后静置成型，静置20s；
步骤五、开模：打开模腔，分别内含半个中空轮胎的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯2，取出后，可采用水冷的方式，将中空轮胎模芯2温度控制在70℃，防止中空轮胎模芯2温度过高导致与中空轮胎模芯2直接接触的中空轮胎的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧；
步骤六、二次合模：将分别内含半个中空轮胎的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯2取走后，中空轮胎3内部呈螺旋桨形隔腔状的中空；
步骤七、注气：在中空轮胎3的螺旋桨形隔腔内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件，高温高压气体的压力为12kg，温度为150℃；
步骤八：硫化：对模腔内的中空轮胎进行硫化，时间为400s；
步骤九：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后螺旋桨形隔腔爆炸；
步骤十：二次开模：打开膜腔，取出直径为410mm的中空的螺旋桨形隔腔状轮胎成品。
实施例5
本实施例的中空轮胎模芯2和基于模芯的中空轮胎3的基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：上模芯22和下模芯23合体后的形状呈麦穗形，生产的轮胎骨架32也呈麦穗形，生产如图12所示的内腔为麦穗形隔腔状轮胎，直径为560mm，具体步骤为：
步骤一、橡胶塑化：将可交联的废橡胶的再生橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，塑化温度为80℃，目的是使胶料流体化，方便后续的注射射出，并保温，可通过在塑化料腔的环壁内置加热器进行保温；
步骤二、合模：上半模具、下半模具合拢成模腔，上半模具和下半模具的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空轮胎模芯2留置于模腔几何中心处，中空轮胎模芯2的形状与内腔为麦穗形隔腔状轮胎相适配，为麦穗形隔栅状的中空轮胎模芯2；合模过程中，可以对模腔加温至160℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的，保证中空轮胎硫化要求；
步骤三、抽真空：对合模的模腔抽真空，膜腔内呈负压状态，方便胶料的注射；
步骤四、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入模腔，料温为80℃，注射时间21s，并充满模腔后静置成型，静置35s；
步骤五、开模：打开模腔，分别内含半个中空轮胎的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯2，取出后，可采用水冷和风冷结合的方式，将中空轮胎模芯2温度控制在80℃，防止中空轮胎模芯2温度过高导致与中空轮胎模芯2直接接触的中空轮胎的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧；
步骤六、二次合模：将分别内含半个中空轮胎的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯2取走后，中空轮胎3内部呈麦穗形隔腔状的中空；
步骤七、注气：在栅中空轮胎3的麦穗形隔腔内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件，高温高压气体的压力为22kg，温度为160℃；
步骤八：硫化：对模腔内的中空轮胎进行硫化，时间为800s；
步骤九：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后麦穗形隔腔爆炸；
步骤十：二次开模：打开膜腔，取出直径为560mm的中空的麦穗形隔腔状轮胎成品。
实施例6
本实施例的中空轮胎模芯2和基于模芯的中空轮胎3的基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：上模芯22和下模芯23合体后的形状呈交叉网格形，生产的轮胎骨架32也呈交叉网格形，生产如图13所示的内腔为交叉网格隔腔状轮胎，直径为660mm，具体步骤为：
步骤一、橡胶塑化将可交联的废橡胶的橡胶组合物橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，塑化温度为100℃，目的是使胶料流体化，方便后续的注射射出，并保温，可通过在塑化料腔的环壁内置加热器进行保温；
步骤二、合模：硫化成型装置1的上半模具、下半模具和中空轮胎模芯2合拢成模腔，上半模具和下半模具的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空轮胎模芯2留置于模腔几何中心处，中空轮胎模芯2的形状与内腔为交叉网格隔腔状轮胎相适配，为交叉网格隔栅状的中空轮胎模芯2；合模过程中，可以对模腔加温至180℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的保证中空轮胎硫化要求；
步骤三、抽真空：对合模的模腔抽真空，膜腔内呈负压状态，方便胶料的注射；
步骤四、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入模腔，料温为100℃，注射时间30s，并充满模腔后静置成型，静置50s；
步骤五、开模：打开模腔，分别内含半个中空轮胎3的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯2，取出后，可采用水冷和风冷结合的方式，将中空轮胎模芯2温度控制在100℃，防止中空轮胎模芯2温度过高导致与中空轮胎模芯2直接接触的中空轮胎的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧；
步骤六、二次合模：将分别内含半个中空轮胎3的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯2取走后，中空轮胎内部呈交叉网格隔腔状的中空；
步骤七、注气：在中空轮胎3的横向V隔腔内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件，高温高压气体的压力为50kg，温度为180℃；
步骤八：硫化：对模腔内的中空轮胎进行硫化，时间为1000s；
步骤九：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后交叉网格隔腔爆炸；
步骤十：二次开模：打开膜腔，取出直径为660mm的中空的交叉网格隔腔状轮胎成品。
实施例7
本实施例的中空轮胎3及轮胎制作方法，基本步骤同实施例3，生产如图9所示的内腔为串联的酒桶拱形隔腔状轮胎，直径为700mm，具体步骤为：
步骤一、橡胶塑化：将可交联的废橡胶的再生橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，塑化温度为100℃，目的是使胶料流体化，方便后续的注射射出，并保温，可通过在塑化料腔的环壁内置加热器进行保温；
步骤二、合模：上半模具、下半模具与中空轮胎模芯2合拢成模腔，上半模具和下半模具的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空轮胎模芯2的上模芯22和下模芯23留置于模腔几何中心处，上模芯22和下模芯23合模后的形状与内腔为酒桶拱形隔腔状轮胎相适配，为串联的酒桶拱形；合模过程中，注意定位槽的合槽，避免错位，并可以对模腔加温至180℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的，保证中空轮胎3的硫化要求；
步骤三、抽真空：对合模的模腔抽真空，膜腔内呈负压状态，方便胶料的注射；
步骤四、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入中空和硫化成型装置1的模腔，料温为100℃，注射时间25s，并充满模腔后静置成型，静置40s；
步骤五、开模：打开模腔，分别内含半个中空轮胎3半成品的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯2，取出后，可采用风冷的方式，将中空轮胎模芯2温度控制在60℃，防止中空轮胎模芯2温度过高导致与中空轮胎模芯2直接接触的中空轮胎3的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧；
步骤六、二次合模：将分别内含半个中空轮胎3半成品的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯2取走后，中空轮胎3内部呈酒桶拱形隔腔状的中空；
步骤七、注气：在中空轮胎3的酒桶拱形隔腔内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件，高温高压气体的压力为50kg，温度为180℃；
步骤八：硫化：对模腔内的中空轮胎3半成品进行硫化，时间为1000s；
步骤九：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后酒桶拱形隔腔爆炸；
步骤十：二次开模：打开膜腔，取出直径为700mm的中空的酒桶拱形隔腔状轮胎成品3。
本实施例中，还可以将模腔设置为固定机位；所述注射台座为活动机位；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。由于硫化时间相对较长，1000s，注射时间相对较短，30s，理论上可以根据两者工艺所需时间的倍数关系即33倍来配置，但需要去掉活动机位的移动时间，移动时间为30s，则以1：16的比例配置较为合适。可大大提高生产率，并避免注射料筒螺杆的胶料在静置等待中提前硫化。
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)
1.一种中空轮胎模芯，其特征在于，包括模芯板(21)和在模芯板(21)上、下两端面对称设置的上模芯(22)、下模芯(23)；所述上模芯(22)和下模芯(23)合体后的形状和大小与中空轮胎(3)的内腔(33)一致。
2.如权利要求1所述的中空轮胎模芯，其特征在于，所述上模芯(22)和下模芯(23)内的模芯板(21)处，向外凸起有形成中空轮胎(3)中的气体通道(34)的模芯环凸(24)。
3.一种基于权利要求1或2所述中空轮胎模芯的中空轮胎，其特征在于，包括圆形的胎体(31)和中空的内腔(33)；所述内腔(33)沿环形方向设置有轮胎骨架(32)；所述轮胎骨架(32)呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形，与合体后的上模芯(22)和下模芯(23)形状一致。
4.如权利要求3所述的中空轮胎，其特征在于，所述轮胎骨架(32)中部沿圆周方向连通有圆形的气体通道(34)，并在胎体(31)内侧预留与内腔(33)相通的充气口(35)。
5.一种权利要求3或4所述中空轮胎的制作方法，其特征在于，在中空和硫化成型装置(1)的一模腔内完成注射、中空和硫化工序，所述模腔包括上半模具、下半模具和权利要求1或2所述中空轮胎模芯(2)。
6.如权利要求5所述中空轮胎的制作方法，其特征在于，步骤为：
步骤一、橡胶塑化：将橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存；
步骤二、合模：中空和硫化成型装置(1)的上半模具、下半模具合拢成模腔，并将中空轮胎模芯(2)留置于模腔几何中心处；
步骤三、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入中空和硫化成型装置(1)的模腔，并充满模腔后静置成型；
步骤四、开模：打开模腔，取出中空轮胎模芯(2)；
步骤五、二次合模：将分别内含半个中空轮胎(3)半成品的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎(3)内部呈中空轮胎模芯(2)形状的中空；
步骤六、注气：在中空轮胎(3)的中空内部充入高温高压气体；
步骤七：硫化：对模腔内的中空轮胎(3)进行硫化；
步骤八：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压；
步骤九：二次开模：打开膜腔，取出中空轮胎(3)。
7.如权利要求6所述中空轮胎的制作方法，其特征在于，步骤二合模后进行抽真空，膜腔内呈负压状态；合模过程中，对模腔加温至130～180℃；
步骤三注射时，料温为60～100℃，注射时间5～30s，注射后，静置5～50s；
步骤四取出中空轮胎模芯(2)后，采用风冷和/或水冷相结合方式，将中空轮胎模芯(2)温度控制在60～100℃；
步骤六高温高压气体的压力为10～50kg，温度为130～180℃；
步骤七硫化的时间为100～2000s。
8.如权利要求7所述中空轮胎的制作方法，其特征在于，所述上半模具和下半模具的形状与中空轮胎(3)的形状相适配。
9.如权利要求6至8任一所述中空轮胎的制作方法，其特征在于，所述模腔为固定机位；所述注射台座为活动机位；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所述中空轮胎的制作方法，其特征在于，所述橡胶颗粒为可交联的废橡胶的再生橡胶或橡胶组合物。
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