CN109318439A - 一种气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法，属于橡胶制品工艺技术领域。本发明的中空防爆轮胎模具，包括由上至下配合设置的上模、中空防爆轮胎模芯和下模；上模和下模相对的一面分别设置有配合设置的，与轮胎外形一致的环形上模腔和下模腔；上模腔还竖向向下凸起设置有上模气门芯造型模，中空防爆轮胎模芯的上表面还竖向向上凸起设置有中模气门芯造型模，上模气门芯造型模和中模气门芯造型模配合设置，合体后形成轮胎侧置气门芯的形状。本发明可将中空防爆轮胎的注射成型、中空以及硫化装置集成一体化，减少了中空防爆轮胎生产的成本费用。而且，气门芯侧置的设计，气门芯的更换、安装和充气十分方便。
Description
技术领域
本发明属于橡胶制品工艺技术领域，具体地说，涉及一种气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法。
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。
传统自行车胎、电动车胎等轮胎的内胎的气门芯需穿过轮毂伸出，轮毂直径较小时，加工起来较为复杂，成本较高。儿童车、代步车、甚至玩具车的小轮胎的后轮因需安装电机，因传统气门芯的位置被电机占有而无法设置，一般都采用纯实心胎，无法充气而舒适感较差，采用充气轮胎时，由于安装空间狭小，如果将气门芯安装于传统的轮胎内环壁，气门芯不方便安装和更换，而且，充气非常困难，甚至气门芯会直接与轮毂接触受到较大的压力。
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、不容易清理以及童车轮胎充气难等技术问题，本发明提供了一种气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法。本发明可将中空防爆轮胎的注射成型、中空以及硫化装置集成一体化，减少了中空防爆轮胎生产的成本费用、成型时间，并降低能耗，还能消除中空防爆轮胎生产过程中各工序之间运送费用，气门芯侧置的设计，在安装空间小的童车或玩具用车应用中，气门芯的更换、安装和充气十分方便。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种气门芯侧置的中空防爆轮胎模具，包括由上至下配合设置的上模、中空防爆轮胎模芯和下模；上模和下模相对的一面分别设置有配合设置的，与轮胎外形一致的环形上模腔和下模腔，中空防爆轮胎模芯的上下两表面设置有分别与上模腔和下模腔配合设置的轮胎内骨架上中模造型凸起和轮胎内骨架下中模造型凸起；轮胎内骨架上中模造型凸起和轮胎内骨架下中模造型凸起合体后的形状和大小与中空防爆轮胎的内腔一致；上模腔还竖向向下凸起设置有上模气门芯造型模，中空防爆轮胎模芯的上表面还竖向向上凸起设置有中模气门芯造型模，上模气门芯造型模和中模气门芯造型模配合设置，合体后形成轮胎侧置气门芯的形状和大小。轮胎内骨架上中模造型凸起和轮胎内骨架下中模造型凸起先将中空防爆轮胎均分成两半，达到中空的技术效果，而且，可以根据中空防爆轮胎内腔的具体形状进行适配式设计。
进一步的方案，上模设置预留注射孔通往上模腔内部，方便胶料的注射；轮胎内骨架上中模造型凸起和轮胎内骨架下中模造型凸起合体后的形状呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形，根据需要进行相应的设计。
一种基于气门芯侧置的中空防爆轮胎模具的中空防爆轮胎，包括中空的内腔；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，与合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起和轮胎内骨架下中模造型凸起形状一致；内腔侧面外通设置固定气门芯的通气孔，通气孔包括气门芯侧置固定孔和气门芯侧置通气孔，气门芯侧置固定孔和气门芯侧置通气孔合体后的形状同上模气门芯造型模和中模气门芯造型模合体后一致，而且，也和轮胎侧置气门芯的形状一致，具体使用时，将轮胎侧置气门芯插入气门芯侧置固定孔和气门芯侧置通气孔内，侧置的轮胎侧置气门芯，有效的解决了在安装空间小的童车或玩具用车应用中，气门芯的更换、安装和充气非常困难的技术问题。在内腔中，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。
一种中空防爆轮胎的制作方法，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，模腔由上模腔、中空防爆轮胎模芯和下模腔合模形成。中空防爆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，解决了传统中空防爆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：中空和硫化成型装置将中空防爆轮胎模具的上模腔和下模腔合拢成模腔，并将中空防爆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℃，可通过上模、下模的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆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，取出中空防爆轮胎模芯；
步骤五、二次合模：将分别内含半个中空防爆轮胎半成品的上模腔和下模腔二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎内部呈中空防爆轮胎模芯形状的中空；
步骤六、注气：在中空防爆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：对模腔内的中空防爆轮胎进行硫化；
步骤八：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后中空防爆轮胎爆炸；
步骤九：二次开模：打开膜腔，取出中空防爆轮胎。
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，根据中空防爆轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。
进一步的方案，步骤四取出中空防爆轮胎模芯后，采用风冷和/或水冷相结合的方式，将中空防爆轮胎模芯温度控制在60～100℃，防止中空防爆轮胎模芯温度过高导致与中空防爆轮胎模芯直接接触的中空防爆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℃，根据中空防爆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，根据中空防爆轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。
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)本发明的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法，可在一个模具中完成注射、中空、硫化过程，能有效的解决中空防爆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，以减少中空防爆轮胎的成本费用、成型时间、降低能耗，并能消除中空防爆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防爆轮胎的废品率，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)本发明的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法，可根据中空防爆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)本发明的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法，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，在中空防爆轮胎的硫化过程中，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)本发明的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎及其制作方法，制得的中空防爆轮胎耐热、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)本发明的中空防爆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及冬天骨架中结冰造成弹性减弱并发生侧滑，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)本发明的中空防爆轮胎，针对小巧的儿童用童车或玩具车时，安装空间较小，气门芯侧置固定，即，不是在通常的内环壁固定，气门芯安装、更换方便，而且，充气时无需转弯至内环面，也非常容易，而且，气门芯还可以设置成内置式，避免影响外观和发生缠绕风险。
(8)本发明的中空防爆轮胎，因气门芯侧置轮胎的独特结构，可改变气门芯的位置，无需通过轮毂伸出，解决了传统后轮无法充气的实心胎骑行过程中颠簸，不舒适的缺陷。
(9)本发明的中空防爆轮胎，将气门芯设置在轮胎的侧面，穿过轮胎侧面伸入内腔，这样无需专门对轮毂进行穿孔加工，降低了生产成本。
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为本发明的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具的立体图；
图7为本发明的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具的剖面图；
图8为本发明中的上模仰视图；
图9为本发明中的上模剖视图；
图10为本发明中的中空防爆轮胎模芯俯视图；
图11为本发明中的中空防爆轮胎模芯立体图；
图12为本发明中的中空防爆轮胎模芯剖视图；
图13为本发明中的下模俯视图；
图14为本发明中的下模剖视图；
图15为本发明实施例3的中空防爆轮胎的水平剖视图；
图16为本发明实施例3的中空防爆轮胎的竖向剖视图；
图17为本发明实施例3的中空防爆轮胎的插入气门芯后的竖向剖视图；
图18为本发明实施例4的中空防爆轮胎的水平剖视图；
图19为本发明实施例5的中空防爆轮胎的水平剖视图；
图20为本发明实施例6的中空防爆轮胎的水平剖视图。
图中：1、上模；2、中空防爆轮胎模芯；3、下模；4、中空防爆轮胎；5、轮胎侧置气门芯；10、中空和硫化成型装置；11、预留注射孔；12、上模腔；13、上模气门芯造型模；21、轮胎内骨架上中模造型凸起；22、轮胎内骨架下中模造型凸起；23、中模气门芯造型模；32、下模腔；41、轮胎骨架；42、内腔；43、气门芯侧置固定孔；44、气门芯侧置通气孔。
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
本实施例的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具，应用于如图5所示的中空和硫化成型装置 10上，如图6、7所示，包括由上至下配合设置的上模1、中空防爆轮胎模芯2和下模3；如图8、9、13、14所示，上模1和下模3相对的一面分别设置有配合设置的，与轮胎外形一致的环形上模腔12和下模腔32，如图10、11、12所示，中空防爆轮胎模芯2的上下两表面设置有分别与上模腔12和下模腔32配合设置的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22；轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22合体后的形状和大小与中空防爆轮胎4的内腔42一致；上模腔12还竖向向下凸起设置有上模气门芯造型模13，中空防爆轮胎模芯2的上表面还竖向向上凸起设置有中模气门芯造型模23，上模气门芯造型模13和中模气门芯造型模23配合设置，合体后形成轮胎侧置气门芯5的形状和大小。轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22先将中空防爆轮胎均分成两半，达到中空的技术效果，而且，可以根据中空防爆轮胎4内腔42的具体形状进行适配式设计。
基于以上气门芯侧置的中空防爆轮胎模具的本实施例的中空防爆轮胎4，包括中空的内腔42；内腔42沿环形方向设置有轮胎骨架41；轮胎骨架41呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形，与合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22 形状一致；内腔42侧面外通设置固定气门芯的通气孔，通气孔包括气门芯侧置固定孔43和气门芯侧置通气孔44，气门芯侧置固定孔43和气门芯侧置通气孔44合体后的形状同上模气门芯造型模13和中模气门芯造型模23合体后一致，而且，也和轮胎侧置气门芯5的形状一致，具体使用时，将轮胎侧置气门芯5插入气门芯侧置固定孔43和气门芯侧置通气孔44内，侧置的轮胎侧置气门芯5，有效的解决了在安装空间小的童车或玩具用车应用中，气门芯的更换、安装和充气非常困难的技术问题。在内腔42中，根据不同的车体需要配置相应形状的轮胎骨架41，以提高其通用性，而且，轮胎骨架41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。
本实施例的中空防爆轮胎4的制作方法，在中空和硫化成型装置10的一模腔内完成注射、中空和硫化工序，模腔由上模腔12、中空防爆轮胎模芯2和下模腔32合模形成。中空防爆轮胎模芯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，解决了传统中空防爆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
本实施例的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：上模1设置预留注射孔11通往上模腔12内部，方便胶料的注射；轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22合体后的形状呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形，根据需要进行相应的设计；
本实施例的气门芯侧置的中空防爆轮胎4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：中空和硫化成型装置10将中空防爆轮胎模具的上模腔12和下模腔32合拢成模腔，并将中空防爆轮胎模芯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℃，可通过上模1、下模3的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆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 10的模腔，并充满模腔后静置成型；
步骤四、开模：打开模腔，取出中空防爆轮胎模芯2；
步骤五、二次合模：将分别内含半个中空防爆轮胎4半成品的上模腔12和下模腔32二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎4内部呈中空防爆轮胎模芯2形状的中空；
步骤六、注气：在中空防爆轮胎4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：对模腔内的中空防爆轮胎4进行硫化；
步骤八：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后中空防爆轮胎爆炸；
步骤九：二次开模：打开膜腔，取出中空防爆轮胎4。
实施例3
本实施例的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎4的基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：中空防爆轮胎模芯2的模芯板的上端面边缘设置有定位槽和定位孔，上模1和下模3相应的位置设置有导向杆和定位块，可方便上模1和下模3与中空防爆轮胎模芯2合模时的定位。
本实施例的中空防爆轮胎4及轮胎制作方法，基本步骤同实施例2，生产如图15所示的内腔为串联的酒桶拱形隔腔状轮胎，直径为20mm的玩具车轮胎，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℃，并保温；
步骤二、合模：中空和硫化成型装置10将中空防爆轮胎模具的上模腔12和下模腔32合拢成模腔，上模腔12和下模腔32的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空防爆轮胎模芯2留置于模腔几何中心处；合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22的形状与内腔42为酒桶拱形隔腔状中空防爆轮胎4相适配，为串联的酒桶拱形；合模过程中，注意定位槽的合槽以及导向杆的入孔，避免错位，并可以对模腔加温至130℃，可通过对上模1、下模3的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆轮胎4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 10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，分别内含半个中空防爆轮胎4半成品的上模1、下模3分开，取出中空防爆轮胎模芯2，取出后，可采用风冷的方式，将中空防爆轮胎模芯2温度控制在 60℃，防止中空防爆轮胎模芯2温度过高导致与中空防爆轮胎模芯2直接接触的中空防爆轮胎4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防爆轮胎4半成品的上模腔12和下模腔32二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎4内部呈酒桶拱隔腔状的中空；
步骤六、注气：在中空防爆轮胎4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10kg，温度为130℃；
步骤七：硫化：对模腔内的中空防爆轮胎4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20mm的中空的酒桶拱形隔腔状玩具车轮胎成品。
本实施例的气门芯侧置的玩具车轮胎，轮胎侧置气门芯5能够侧置固定，即，不是在通常的内环壁固定，玩具车轮胎装上轮毂并安装到玩具车后，虽然安装空间狭小，但玩具车轮胎气门芯的安装、更换方便，而且，充气时无需转弯至内环面，也非常容易，而且，轮胎侧置气门芯5还可以设置成如图16、17所示的内置式，避免影响外观和发生缠绕风险。
实施例4
本实施例的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎4的基本结构同实施例3，本实施例的中空防爆轮胎4的制作方法，基本步骤同实施例3，生产如图15所示的内腔为串联的酒桶拱形隔腔状轮胎，直径为100mm的童车轮胎，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65℃，并保温；
步骤二、合模：中空和硫化成型装置10将中空防爆轮胎模具的上模腔12和下模腔32合拢成模腔，上模腔12和下模腔32的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空防爆轮胎模芯2留置于模腔几何中心处；合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22的形状与内腔42为酒桶拱形隔腔状中空防爆轮胎4相适配，为串联的酒桶拱形；合模过程中，注意定位槽的合槽以及导向杆的入孔，避免错位，并可以对模腔加温至135℃，可通过对上模1、下模3的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆轮胎4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10的模腔，料温为65℃，注射时间8s，并充满模腔后静置成型，静置8s；
步骤四、开模：打开模腔，分别内含半个中空防爆轮胎4半成品的上模1、下模3分开，取出中空防爆轮胎模芯2，取出后，可采用风冷的方式，将中空防爆轮胎模芯2温度控制在 65℃，防止中空防爆轮胎模芯2温度过高导致与中空防爆轮胎模芯2直接接触的中空防爆轮胎4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防爆轮胎4半成品的上模腔12和下模腔32二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎4内部呈酒桶拱隔腔状的中空；
步骤六、注气：在中空防爆轮胎4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12kg，温度为135℃；
步骤七：硫化：对模腔内的中空防爆轮胎4进行硫化，时间为150s；
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100mm的中空的酒桶拱形隔腔状童车轮胎成品。
本实施例的气门芯侧置的中空防爆轮胎4，在一个模具中完成注射、中空、硫化过程，能有效的解决了中空防爆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，以减少中空防爆轮胎的成本费用、成型时间、降低能耗，并能消除中空防爆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防爆轮胎的废品率，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。轮胎侧置气门芯5能够侧置固定，即，不是在通常的内环壁固定，，虽然安装空间狭小，气门芯的安装、更换也十分方便，而且，充气时无需转弯至内环面，也非常容易，而且，轮胎侧置气门芯5还可以设置成如图17所示的内置式，避免影响外观和发生缠绕风险。
实施例5
本实施例的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎4的基本结构同实施例4，不同和改进之处在于：上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22合体后的形状呈螺旋桨形，生产的轮胎骨架41也呈螺旋桨形，生产如图18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橡胶组合物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℃，并保温；
步骤二、合模：中空和硫化成型装置10将中空防爆轮胎模具的上模腔12和下模腔32合拢成模腔，上模腔12和下模腔32的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空防爆轮胎模芯2留置于模腔几何中心处；合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22的形状与内腔42为螺旋桨形隔腔状中空防爆轮胎4相适配，为串联的螺旋桨形；合模过程中，注意定位槽的合槽以及导向杆的入孔，避免错位，并可以对模腔加温至150℃，可通过对上模1、下模3的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆轮胎4半成品的硫化要求；
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 10的模腔，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，分别内含半个中空防爆轮胎4半成品的上模1、下模3分开，取出中空防爆轮胎模芯2，取出后，可采用水冷的方式，将中空防爆轮胎模芯2温度控制在 70℃，防止中空防爆轮胎模芯2温度过高导致与中空防爆轮胎模芯2直接接触的中空防爆轮胎4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防爆轮胎4半成品的上模腔12和下模腔32二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎4内部呈螺旋桨形隔腔状的中空；
步骤七、注气：在中空防爆轮胎4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12kg，温度为150℃；
步骤七：硫化：对模腔内的中空防爆轮胎4进行硫化，时间为400s；
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410mm的中空的螺旋桨形隔腔状轮胎成品。
实施例6
本实施例的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎4的基本结构同实施例5，不同和改进之处在于：上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22合体后的形状呈麦穗形，生产的轮胎骨架41也呈麦穗形，生产如图19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橡胶组合物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℃，并保温；
步骤二、合模：中空和硫化成型装置10将中空防爆轮胎模具的上模腔12和下模腔32合拢成模腔，上模腔12和下模腔32的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空防爆轮胎模芯2留置于模腔几何中心处；合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22的形状与内腔42为麦穗形隔腔状中空防爆轮胎4相适配，为串联的麦穗形；合模过程中，注意定位槽的合槽以及导向杆的入孔，避免错位，并可以对模腔加温至160℃，可通过对上模1、下模3的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆轮胎4半成品的硫化要求；
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 10的模腔，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，分别内含半个中空防爆轮胎4半成品的上模1、下模3分开，取出中空防爆轮胎模芯2，取出后，可采用水冷和风冷结合的方式，将中空防爆轮胎模芯2 温度控制在80℃，防止中空防爆轮胎模芯2温度过高导致与中空防爆轮胎模芯2直接接触的中空防爆轮胎4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防爆轮胎4半成品的上模腔12和下模腔32二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎4内部呈麦穗形隔腔状的中空；
步骤七、注气：在中空防爆轮胎4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22kg，温度为160℃；
步骤七：硫化：对模腔内的中空防爆轮胎4进行硫化，时间为800s；
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560mm的中空的麦穗形隔腔状轮胎成品。
实施例7
本实施例的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎4的基本结构同实施例5，不同和改进之处在于：上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22合体后的形状呈交叉网格形，生产的轮胎骨架41也呈交叉网格形，生产如图20所示的内腔为交叉网格形隔腔状轮胎，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℃，并保温；
步骤二、合模：中空和硫化成型装置10将中空防爆轮胎模具的上模腔12和下模腔32合拢成模腔，上模腔12和下模腔32的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空防爆轮胎模芯2留置于模腔几何中心处；合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22的形状与内腔42为交叉网格形隔腔状中空防爆轮胎4相适配，为串联的交叉网格形；合模过程中，注意定位槽的合槽以及导向杆的入孔，避免错位，并可以对模腔加温至 180℃，可通过对上模1、下模3的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆轮胎4半成品的硫化要求；
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 10的模腔，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，分别内含半个中空防爆轮胎4半成品的上模1、下模3分开，取出中空防爆轮胎模芯2，取出后，可采用水冷和风冷结合的方式，将中空防爆轮胎模芯2 温度控制在100℃，防止中空防爆轮胎模芯2温度过高导致与中空防爆轮胎模芯2直接接触的中空防爆轮胎4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防爆轮胎4半成品的上模腔12和下模腔32二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎4内部呈交叉网格形隔腔状的中空；
步骤七、注气：在中空防爆轮胎4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50kg，温度为180℃；
步骤七：硫化：对模腔内的中空防爆轮胎4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660mm的中空的交叉网格形隔腔状轮胎成品。
本实施例的中空交叉网格形防爆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，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。
实施例8
实施例的中空防爆轮胎模具和基于模具的中空防爆轮胎4的基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：生产如图15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橡胶组合物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℃，并保温；
步骤二、合模：中空和硫化成型装置10将中空防爆轮胎模具的上模腔12和下模腔32合拢成模腔，上模腔12和下模腔32的形状均为水平状态的半个轮胎形状，并将中空防爆轮胎模芯2留置于模腔几何中心处；合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起21和轮胎内骨架下中模造型凸起22的形状与内腔42为酒桶拱形隔腔状中空防爆轮胎4相适配，为串联的酒桶拱形；合模过程中，注意定位槽的合槽以及导向杆的入孔，避免错位，并可以对模腔加温至160℃，可通过对上模1、下模3的外壁增加加热器来达到目的，保证中空防爆轮胎4半成品的硫化要求；
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 10的模腔，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，分别内含半个中空防爆轮胎4半成品的上模1、下模3分开，取出中空防爆轮胎模芯2，取出后，可采用水冷和风冷结合的方式，将中空防爆轮胎模芯2 温度控制在80℃，防止中空防爆轮胎模芯2温度过高导致与中空防爆轮胎模芯2直接接触的中空防爆轮胎4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防爆轮胎4半成品的上模腔12和下模腔32二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎4内部呈酒桶拱形隔腔状的中空；
步骤七、注气：在中空防爆轮胎4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22kg，温度为160℃；
步骤七：硫化：对模腔内的中空防爆轮胎4进行硫化，时间为800s；
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560mm的中空的酒桶拱形隔腔状轮胎成品。
本实施例中，还可以将模腔设置为固定机位；注射台座为活动机位；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，800s，注射时间相对较短，21s，理论上可以根据两者工艺所需时间的倍数关系即38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 (9)
1.一种气门芯侧置的中空防爆轮胎模具，其特征在于，包括由上至下配合设置的上模(1)、中空防爆轮胎模芯(2)和下模(3)；所述上模(1)和下模(3)相对的一面分别设置有配合设置的，与轮胎外形一致的环形上模腔(12)和下模腔(32)，所述中空防爆轮胎模芯(2)的上下两表面设置有分别与上模腔(12)和下模腔(32)配合设置的轮胎内骨架上中模造型凸起(21)和轮胎内骨架下中模造型凸起(22)；所述轮胎内骨架上中模造型凸起(21)和轮胎内骨架下中模造型凸起(22)合体后的形状和大小与中空防爆轮胎(4)的内腔(42)一致；所述上模腔(12)还竖向向下凸起设置有上模气门芯造型模(13)，所述中空防爆轮胎模芯(2)的上表面还竖向向上凸起设置有中模气门芯造型模(23)，所述上模气门芯造型模(13)和中模气门芯造型模(23)配合设置，合体后形成轮胎侧置气门芯(5)的形状和大小。
2.如权利要求1所述的气门芯侧置的中空防爆轮胎模具，其特征在于，所述上模(1)设置预留注射孔(11)通往上模腔(12)内部；所述轮胎内骨架上中模造型凸起(21)和轮胎内骨架下中模造型凸起(22)合体后的形状呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形。
3.一种基于权利要求1或2所述气门芯侧置的中空防爆轮胎模具的中空防爆轮胎，其特征在于，包括中空的内腔(42)；所述内腔(42)沿环形方向设置有轮胎骨架(41)；所述轮胎骨架(41)呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形，与合体后的轮胎内骨架上中模造型凸起(21)和轮胎内骨架下中模造型凸起(22)形状一致；所述内腔(42)侧面外通设置固定气门芯的通气孔，所述通气孔包括气门芯侧置固定孔(43)和气门芯侧置通气孔(44)，所述气门芯侧置固定孔(43)和气门芯侧置通气孔(44)合体后的形状同上模气门芯造型模(13)和中模气门芯造型模(23)合体后一致。
4.一种权利要求3所述中空防爆轮胎的制作方法，其特征在于，在中空和硫化成型装置(10)的一模腔内完成注射、中空和硫化工序，所述模腔由上模腔(12)、中空防爆轮胎模芯(2)和下模腔(32)合模形成。
5.如权利要求4所述中空防爆轮胎的制作方法，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(10)将中空防爆轮胎模具的上模腔(12)和下模腔(32)合拢成模腔，并将中空防爆轮胎模芯(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(10)的模腔，并充满模腔后静置成型；
步骤四、开模：打开模腔，取出中空防爆轮胎模芯(2)；
步骤五、二次合模：将分别内含半个中空防爆轮胎(4)半成品的上模腔(12)和下模腔(32)二次合拢形成模腔，中空防爆轮胎(4)内部呈中空防爆轮胎模芯(2)形状的中空；
步骤六、注气：在中空防爆轮胎(4)的中空内部充入高温高压气体；
步骤七：硫化：对模腔内的中空防爆轮胎(4)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，取出中空防爆轮胎(4)。
6.如权利要求5所述中空防爆轮胎的制作方法，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。
7.如权利要求5所述中空防爆轮胎的制作方法，其特征在于，步骤四取出中空防爆轮胎模芯(2)后，采用风冷和/或水冷相结合方式，将中空防爆轮胎模芯(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所述中空防爆轮胎的制作方法，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。
9.如权利要求8所述中空防爆轮胎的制作方法，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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