CN109318442A - 一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎及其生产工艺，属于橡胶轮胎制品技术领域。本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，包括轮胎本体，轮胎本体内部为中空的密封腔体，密封腔体通过隔板均匀隔开为轮胎分腔体；隔板为呈均匀径向排列，并与轮胎本体为同模具出模的一体式结构，可一体式注塑成型；隔板的材质为密度小于轮胎本体的低密度橡胶，相应的轮胎本体的为高密度橡胶，轮胎分腔体内可以充压缩空气，以增加弹性效果，无需额外充气，当某一腔体漏气时，不影响轮胎的使用，根据不同载重设计不同的充气压力，并可以将隔板设计足够薄，不影响其弹性。解决了橡胶轮胎弹性不足、双密度轮胎注射和硫化分开进行，耗能、耗时、成本高的问题。

Description

一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎及其生产工艺

技术领域

本发明属于橡胶轮胎制品技术领域，具体地说，涉及一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎及其生产工艺。

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。

通常橡胶双密度轮胎制品采用双注射成型工艺，分两步注射成型(采用双注射头注射机)，通过注射头的移动与模芯的变化，对准制品模具，先注射成型高(低)密度橡胶物料，再注射低(高)密度橡胶物料，得到双密度橡胶制品。采用双注射头注射机，在注射头移动对准过程中，注射浇口很容易堵塞或浇口不畅，产生废品。

橡胶本身密度的大小，与其含气体泡沫(发泡)有关，通过气体发泡，得到不同密度的橡胶材料，为达到双密度橡胶制品，采用两套注射机构，既增加了设备成本，又增加了设备占地面积。

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弹性不足、双密度轮胎注射和硫化分开进行，耗能、耗时、成本高的问题，本发明提供一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎及其生产工艺。本发明的双密度橡胶轮胎设计成双密度中空结构，中空腔内设置有多层纵向腔体隔板，将中空腔体隔开，形成多个独立充气腔体，当某一腔体漏气时，不影响其使用；其制作中，将双密度注射成型、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：

一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎，包括轮胎本体，轮胎本体内部为中空的密封腔体，密封腔体通过隔板均匀隔开为轮胎分腔体；隔板为呈均匀径向排列，并与轮胎本体为同模具出模的一体式结构，可一体式注塑成型；隔板的材质为密度小于轮胎本体的低密度橡胶，相应的轮胎本体的为高密度橡胶，轮胎分腔体内可以充压缩空气，以增加弹性效果，无需额外充气，当某一腔体漏气时，不影响轮胎的使用，根据不同载重设计不同的充气压力，并可以将隔板设计足够薄，不影响其弹性。

进一步的方案，应用双密度注射成型生产系统一步法完成双密度胶料注射、中空和硫化工艺制得，在一个模具内完成双密度橡胶轮胎的注射、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，双密度注射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中空装置，压模硫化装置包括两个形状相同、规格不同的模具内芯，注射装置将密度不同的两种塑化橡胶料对应不同的模具内芯依次注射入压模硫化装置的模具内，中空装置将高压气体通入压模硫化装置的模具内的塑化橡胶料中模具内芯二移走后形成高压气中空内腔，压模硫化装置对模具内的塑化橡胶料进行压模和硫化。

进一步的方案，双密度注射成型生产系统中的注射装置包括加料斗、注射油缸、塑化注射螺筒、注射座移动油缸、预射容料腔、连续起泡机、物料切换油缸、注射头和物料切换转换阀门；加料斗与塑化注射螺筒的始端相通，塑化注射螺筒固定于注射油缸的缸筒止方；塑化注射螺筒和连续起泡机的出料口分别通过送料管一和送料管二与预射容料腔相通，物料切换转换阀门与物料切换油缸的活塞杆连接后控制送料管一和送料管二的交替开关，以切换不同密度胶料的注射；塑化注射螺筒、连续起泡机和物料切换油缸均固定于预射容料腔上部，注射油缸内的注射活塞插入预射容料腔内，预射容料腔的前端设置注射头，注射头正对压模硫化装置的模具浇口；预射容料腔的底部通过固定板和注射座移动油缸的活塞杆固定连接；注射座移动油缸固定于注射机底座上；塑化注射螺筒的外壁包覆有塑化加热器，用于塑化高密度胶料；压模硫化装置包括合模油缸、上半模具、下半模具、模具内芯一、模具内芯二和模芯转动油缸；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，上半模具与合模油缸可拆卸连接；合模油缸通过固定架固定；模具内芯一和模具内芯二形状相同、规格不同，两者尾端相对，均与模芯转换支架可拆卸固定，模芯转换支架呈T形，底端插入模芯转动油缸后，与模芯转动油缸的转轴固定连接；模芯转动油缸带动模具内芯一、模具内芯二在上半模具和下半模具之间转换；上半模具、下半模具和模具内芯一根据轮胎本体的形状配合设置，模具内芯二的形状为形成隔板的隔栅状；模芯转动油缸固定于压模硫化台座上，上半模具、下半模具以及模具内芯一和模具内芯二交替的协同作用，可方便的制作要双密度且需要中空的轮胎，操作方便。

进一步的方案，双密度注射成型生产系统中的中空装置包括真空排气站、高压空气压缩机、高压气管和气针，气针均匀分布于上半模具和/或下半模具上，并与其相通；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。

进一步的方案，双密度注射成型生产系统中的中空装置还包括电控三通阀门、空气加热器和管接头；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，真空排气站通过气管和电控三通阀门连接，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；高压气管的另一端通过管接头和气针连通，管接头固定于压模硫化台座的固定架上，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，避免硫化时轮胎本体的内外温差过大而影响硫化效果。

进一步的方案，压模硫化装置还包括合模横梁，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；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；压模硫化装置还包括模具加热器；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高压充气；压模硫化台座连同压模硫化装置以及中空装置为固定机位；注射机底座连同注射装置为活动机位；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，同一注射装置对应多个压模硫化装置，在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。

一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎的制作工艺，步骤为：

步骤一、高密度橡胶塑化：物料切换油缸控制物料切换转换阀门将送料管一与预射容料腔连通；通过加料斗加高密度橡胶粒料入塑化注射螺筒，塑化注射螺杆旋转的同时将塑化高密度橡胶进入预射容料腔，在物料的推动下，注射活塞后移至设置位置；

步骤二、合模：模芯转动油缸转动模芯转换支架，将模具内芯一插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；

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；

步骤四、注射：启动注射座移动油缸，将注射头插入合模后的上半模具与下半模具内，启动注射油缸，注射活塞前移，将预射容料腔内的高密度橡胶注入模具内；注射头关闭；启动注射座移动油缸，将注射头退出模具，注射后静置成型；

步骤五、低密度胶料发泡：物料切换油缸控制物料切换转换阀门将送料管二与预射容料腔连通；连续起泡机将低密度橡胶通过送料管二进入预射容料腔，在物料的推动下，注射活塞后移至设置位置；

步骤六、开模：启动合模油缸上移，开启分别内含半个高密度胶料轮胎本体的上半模具与下半模具，启动模芯转动油缸，模芯转换支架将模具内芯一抽出，并将模具内芯二插入上半模具与下半模具之间的中心处；

步骤七、二次合模：启动合模油缸下移，闭合上半模具与下半模具；

步骤八、二次注射：启动注射座移动油缸，将注射头插入合模后的上半模具与下半模具内，启动注射油缸，注射活塞前移，将预射容料腔内的低密度橡胶注入模具内；

步骤九、开模退模芯：启动合模油缸上移，开启上半模具与下半模具，启动模芯转动油缸，模芯转换支架将模具内芯二抽出；

步骤十、三次合模：启动合模油缸下移，将分别内含半个轮胎本体的上半模具与下半模具再次合拢，轮胎本体内部呈模具内芯二移走后的中空状；

步骤十一、高压充气：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、气针进入上半模具与下半模具内腔，使之具备硫化所需要的高温高压条件；

步骤十二：硫化：对上半模具与下半模具内腔的轮胎本体进行硫化；

步骤十三：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模时轮胎本体爆裂；

步骤十四：二次开模：启动合模油缸上移，开启上半模具与下半模具，取出中空的轮胎本体。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，多个轮胎分腔体的设置，内可充有压缩空气，以增加弹性效果，无需额外充气，当某一腔体漏气时，不影响轮胎的使用，并可以将隔板设计足够薄，不影响其弹性；

(2)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，在一个系统完成双密度注射、中空、硫化过程，能有效的解决双密度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，以减少双密度橡胶轮胎的成本费用、成型时间、降低能耗，并能消除双密度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双密度橡胶轮胎的废品率，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)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，双密度注射成型生产系统可根据双密度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)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，为保证其柔软性，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)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，双密度注射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一、二)的合模和密封工作一气呵成，操作简单、方便快捷；

(6)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，双密度注射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)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，双密度注射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高压充气；

(8)本发明的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，双密度注射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，在双密度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)本发明的双密度一次性注射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为本发明中的生产系统结构示意图；

图3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、中空装置；5、压模硫化台座；6、轮胎本体；7、轮胎分腔体；9、隔板；20、固定板；21、加料斗；22、注射油缸；23、塑化注射螺筒；24、注射座移动油缸；25、预射容料腔；26、连续起泡机；27、物料切换油缸；28、注射头；29、物料切换转换阀门；31、合模油缸；32、合模横梁；33、上半模具；34、下半模具；35、模具内芯一；36、模具内芯二；37、模芯转换支架；38、模具加热器；39、模芯转动油缸；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；232、送料管一；233、塑化加热器；261、送料管二。

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

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，如图1所示，包括轮胎本体6，轮胎本体6内部为中空的密封腔体，密封腔体通过隔板9均匀隔开为轮胎分腔体7；隔板9为呈均匀径向排列，并与轮胎本体6为同模具出模的一体式结构，可一体式注塑成型；隔板9的材质为密度小于轮胎本体6的低密度橡胶，相应的轮胎本体6的为高密度橡胶，轮胎分腔体7内可以充压缩空气，以增加弹性效果，无需额外充气，当某一腔体漏气时，不影响轮胎的使用，根据不同载重设计不同的充气压力，并可以将隔板设计足够薄，不影响其弹性。

实施例2

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，基本结构同实施例1，改进之处在于：应用双密度注射成型生产系统一步法完成双密度胶料注射、中空和硫化工艺制得，在一个模具内完成双密度橡胶轮胎的注射、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。双密度注射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旁侧的中空装置4，压模硫化装置3包括两个形状相同、规格不同的模具内芯，注射装置2将密度不同的两种塑化橡胶料对应不同的模具内芯依次注射入压模硫化装置3的模具内，中空装置4将高压气体通入压模硫化装置3的模具内的塑化橡胶料中模具内芯二36移走后形成的高压气中空内腔，使之具备硫化所需要的高压条件，可保证内外均匀的硫化效果，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3

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎注的射双密度成型生产系统的基本结构同实施例2，改进之处在于：如图2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、注射座移动油缸24、预射容料腔25、连续起泡机26、物料切换油缸27、注射头28和物料切换转换阀门29；加料斗21与塑化注射螺筒23的始端相通，塑化注射螺筒23固定于注射油缸22的缸筒止方；塑化注射螺筒23和连续起泡机26的出料口分别通过送料管一232和送料管二261与预射容料腔25相通，物料切换转换阀门29与物料切换油缸27的活塞杆连接后控制送料管一232和送料管二261的交替开关，以切换不同胶料的注射；塑化注射螺筒23、连续起泡机26和物料切换油缸27均固定于预射容料腔25上部，注射油缸22内的注射活塞221插入预射容料腔25内，预射容料腔25的前端设置注射头28，注射头28正对压模硫化装置3的模具浇口，使用同一注射头28交替注射高、低密度胶料；预射容料腔25的底部通过固定板20和注射座移动油缸24的活塞杆固定连接；注射座移动油缸24固定于注射机底座1上；塑化注射螺筒23的外壁包覆有塑化加热器233，用于塑化高密度胶料。压模硫化装置3包括合模油缸31、上半模具33、下半模具34、模具内芯一35、模具内芯二36和模芯转动油缸39；下半模具34固定于压模硫化台座5上，下半模具34的正上方配合设置有上半模具33，上半模具33与合模油缸31可拆卸连接；合模油缸31通过固定架固定；模具内芯一35和模具内芯二36形状与轮胎相同，但规格不同，两者尾端相对，均与模芯转换支架37可拆卸固定，模芯转换支架37呈T形，底端插入模芯转动油缸39后，与模芯转动油缸39的转轴固定连接；模芯转动油缸39带动模具内芯一35、模具内芯二36在上半模具33和下半模具34之间转换；上半模具33、下半模具34、模具内芯一35和模具内芯二36根据轮胎本体6的形状配合设置，模具内芯二36的形状还是形成隔板9的隔栅状；模芯转动油缸39固定于压模硫化台座5上，上半模具、下半模具以及模具内芯一35、模具内芯二36交替的协同作用，可方便的制作要双密度且需要中空的轮胎类橡胶轮胎，操作方便。中空装置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，气针47均匀分布于上半模具33和/或下半模具34上，并与其相通；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。

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎的生产过程中，能有效解决双注射头注射机，在注射头移动对准过程中，注射浇口很容易堵塞或浇口不畅，产生废品的问题，而且，两套注射机构，既增加了设备成本，又增加了设备占地面积，本实施例的生产系统还可根据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、气源比例、气源温度等，因此，本本实施例的生产系统，减少了双密度轮胎的成本费用、成型时间、降低了能耗，并能降低了双密度轮胎的废品率，保证了产品质量。

实施例4

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎双密度注射成型生产系统的基本结构同实施例3，改进之处在于：如图2、3所示，模具内芯一35和模具内芯二36形状与轮胎相同，但规格不同，模具内芯二36的形状为形成隔板9的隔栅状，中空装置4还包括电控三通阀门42、空气加热器43和管接头46；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，真空排气站41通过气管和电控三通阀门42连接，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；高压气管45的另一端通过管接头46和气针47连通，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，避免硫化时橡胶轮胎的内外温差过大而影响硫化效果。

实施例5

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎的双密度注射成型生产系统的基本结构同实施例4，改进之处在于：压模硫化装置3还包括合模横梁32，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；合模横梁32固定于压模硫化装置3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。压模硫化装置3还包括模具加热器38；模具加热器38设置于上半模具33的上部和下半模具34的下部，使胶料在硫化过程中保持稳定的硫化状态高压充气。

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎的制作工艺，应用于外高内低的双密度中空橡胶轮胎的生产，步骤为：

步骤一、高密度橡胶塑化：物料切换油缸27控制物料切换转换阀门29将送料管一232与预射容料腔25连通；通过加料斗21加高密度橡胶粒料入塑化注射螺筒23，塑化注射螺杆231旋转的同时将塑化高密度橡胶进入预射容料腔25，在物料的推动下，注射活塞221后移至设置位置；

步骤二、合模：模芯转动油缸39转动模芯转换支架37，将模具内芯一35插入上半模具33与下半模具34之间的中心处，启动合模油缸31下移，在合模横梁32导向作用下，上半模具33与下半模具合拢；

步骤三、抽真空：启动电控三通阀门42，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、中空和硫化效果；

步骤四、注射：打开注射头28，启动注射座移动油缸24，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具34内，启动注射油缸22，注射活塞221前移，将预射容料腔25内全部的低密度橡胶注入模具内，注射后静置成型；

步骤五、低密度胶料发泡：物料切换油缸27控制物料切换转换阀门29将送料管二261与预射容料腔25连通；连续起泡机26将发泡后的低密度橡胶通过送料管二261进入预射容料腔25，在物料的推动下，注射活塞221后移至设置位置；注射活塞221上可以设置刻度，以确定注射胶料用量；

步骤六、开模：启动合模油缸31上移，开启分别内含半个高密度胶料橡胶轮胎的上半模具33与下半模具34，启动模芯转动油缸39，模芯转换支架37将模具内芯一35抽出，并将模具内芯二36插入上半模具33与下半模具34之间的中心处；一般情况下，模具内芯二36的形状和模具内芯一35外形相同，但模具内芯二36体积小于模具内芯一35，模具内芯二36的内部形状为形成隔板的隔栅状；

步骤七、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34；

步骤八、二次注射：启动注射座移动油缸24，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具34内，启动注射油缸22，注射活塞221前移，将预射容料腔25内的低密度橡胶注入模具内；

步骤九、开模退模芯：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具34，启动模芯转动油缸39，旋转90°，模芯转换支架37将模具内芯二36抽出；

步骤十、三次合模：启动合模油缸31下移，将分别内含半个橡胶轮胎的上半模具33与下半模具34再次合拢，轮胎内部呈模具内芯二36移走后的中空状；

步骤十一、高压充气：电控三通阀门42通电转换连通高压空气压缩机44和高压气管45，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进入上半模具33与下半模具36内腔，使之具备硫化所需要的高温高压条件；

步骤十二：硫化：对上半模具33与下半模具34内腔的双密度轮胎进行硫化；硫化过程中，模具加热器38持续加热；

步骤十三：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，避免开模时双密度轮胎爆裂；

步骤十四：二次开模：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具34，取出中空的外高内低的双密度轮胎。

实施例6

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，用于生产橡胶轮胎的双密度注射成型生产系统的基本结构同实施例5，改进之处在于：压模硫化台座5连同压模硫化装置3以及中空装置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，在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。

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎的制作工艺，应用于外高内低的双密度中空橡胶轮胎的生产，步骤为：

步骤一、高密度橡胶塑化：物料切换油缸27控制物料切换转换阀门29将送料管一232与预射容料腔25连通；通过加料斗21加高密度橡胶粒料入塑化注射螺筒23，塑化注射螺杆231旋转的同时将塑化高密度橡胶进入预射容料腔25，在物料的推动下，注射活塞221后移至设置位置；

步骤二、合模：模芯转动油缸39转动模芯转换支架37，将模具内芯一35插入上半模具33与下半模具34之间的中心处，启动合模油缸31下移，在合模横梁32导向作用下，上半模具33与下半模具合拢；

步骤三、抽真空：启动电控三通阀门42，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、中空和硫化效果；

步骤四、注射：打开注射头28，启动注射座移动油缸24，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具34内，启动注射油缸22，注射活塞221前移，将预射容料腔25内全部的低密度橡胶注入模具内，注射后静置成型；

步骤五、低密度胶料发泡：物料切换油缸27控制物料切换转换阀门29将送料管二261与预射容料腔25连通；连续起泡机26将发泡后的低密度橡胶通过送料管二261进入预射容料腔25，在物料的推动下，注射活塞221后移至设置位置；注射活塞221上可以设置刻度，以确定注射胶料用量；

步骤六、开模：启动合模油缸31上移，开启分别内含半个高密度胶料橡胶轮胎的上半模具33与下半模具34，此时，内部的成型胶料一分为二，贴紧上半模具33与下半模具34的内壁，启动模芯转动油缸39，模芯转换支架37将模具内芯一35抽出，并将模具内芯二36插入上半模具33与下半模具34之间的中心处；一般情况下，模具内芯二36的形状和模具内芯一35外形相同，但模具内芯二36体积小于模具内芯一35，模具内芯二36的内部形状为形成隔板的隔栅状；

步骤七、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34；

步骤八、二次注射：启动注射座移动油缸24，将注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具34内，启动注射油缸22，注射活塞221前移，将预射容料腔25内的低密度橡胶注入模具内；

步骤九、开模退模芯：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具34，：启动模芯转动油缸39，旋转90°，模芯转换支架37将模具内芯二36抽出；

步骤十、三次合模：启动合模油缸31下移，将分别内含半个橡胶轮胎的上半模具33与下半模具34再次合拢，轮胎内部呈模具内芯二36移走后的中空状；

步骤十一、高压充气：电控三通阀门42通电转换连通高压空气压缩机44和高压气管45，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进入上半模具33与下半模具36内腔，充气压力为0.1MPa～0.3Mpa，根据不同用途轮胎设置不同充气压力，使之具备硫化所需要的高温高压条件；

步骤十二：硫化：对上半模具33与下半模具34内腔的双密度轮胎进行硫化；硫化过程中，模具加热器38持续加热；硫化温度：100-200℃；硫化压力：1.0～10MPa；

步骤十三：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以及中空装置4组成的固定机位旁，重复步骤一至十一；

步骤十四：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压，使其内外压力平衡，避免开模时双密度轮胎爆裂；

步骤十五：二次开模：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具34，取出中空的外高内低的双密度轮胎。

本实施例的双密度一次性注射成型橡胶轮胎及其生产工艺，根据需要调节所需工艺参数：注射压力、注射温度、充气压力、气源温度、硫化时间、硫化压力，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)

1.一种双密度一次性注射成型橡胶轮胎，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)；所述隔板(9)为呈均匀径向排列，并与轮胎本体(6)为同模具出模的一体式结构；所述隔板(9)的材质为密度小于轮胎本体(6)的低密度橡胶，相应的轮胎本体(6)的为高密度橡胶。

2.如权利要求1所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，应用双密度注射成型生产系统一步法完成双密度胶料注射、中空和硫化工艺制得。

3.如权利要求2所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，所述双密度注射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)旁侧的中空装置(4)，所述压模硫化装置(3)包括两个形状相同、规格不同的模具内芯，所述注射装置(2)将密度不同的两种塑化橡胶料对应不同的模具内芯依次注射入压模硫化装置(3)的模具内，所述中空装置(4)将高压气体通入压模硫化装置(3)的模具内的塑化橡胶料中的中空内腔，所述压模硫化装置(3)对模具内的塑化橡胶料进行压模和硫化。

4.如权利要求3所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，所述双密度注射成型生产系统中的注射装置(2)包括加料斗(21)、注射油缸(22)、塑化注射螺筒(23)、注射座移动油缸(24)、预射容料腔(25)、连续起泡机(26)、物料切换油缸(27)、注射头(28)和物料切换转换阀门(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)固定于注射油缸(22)的缸筒止方；所述塑化注射螺筒(23)和连续起泡机(26)的出料口分别通过送料管一(232)和送料管二(261)与预射容料腔(25)相通，所述物料切换转换阀门(29)与物料切换油缸(27)的活塞杆连接后控制送料管一(232)和送料管二(261)的交替开关；所述塑化注射螺筒(23)、连续起泡机(26)和物料切换油缸(27)均固定于预射容料腔(25)上部，所述注射油缸(22)内的注射活塞(221)插入预射容料腔(25)内，所述预射容料腔(25)的前端设置注射头(28)，注射头(28)正对压模硫化装置(3)的模具浇口；所述预射容料腔(25)的底部通过固定板(20)和注射座移动油缸(24)的活塞杆固定连接；所述注射座移动油缸(24)固定于注射机底座(1)上；所述塑化注射螺筒(23)的外壁包覆有塑化加热器(233)。

5.如权利要求4所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，所述压模硫化装置(3)包括合模油缸(31)、上半模具(33)、下半模具(34)、模具内芯一(35)、模具内芯二36)和模芯转动油缸(39)；所述下半模具(34)固定于压模硫化台座(5)上，下半模具(34)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；所述模具内芯一(35)和模具内芯二(36)的尾端相对，均与模芯转换支架(37)可拆卸固定，所述模芯转换支架(37)呈T形，底端插入模芯转动油缸(39)后，与模芯转动油缸(39)的转轴固定连接；所述模芯转动油缸(39)带动模具内芯一(35)、模具内芯二(36)在上半模具(33)和下半模具(34)之间转换；上半模具(33)、下半模具(34)和模具内芯一(35)根据轮胎本体(6)的形状配合设置，模具内芯二(36)的形状为形成隔板(9)的隔栅状；所述模芯转动油缸(39)固定于压模硫化台座(5)上。

6.如权利要求5所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，所述双密度注射成型生产系统中的中空装置(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(34)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。

7.如权利要求5所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，所述双密度注射成型生产系统中的中空装置(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)的固定架上。

8.如权利要求5所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，所述压模硫化装置(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(34)的下部。

9.如权利要求8所述的双密度一次性注射成型橡胶轮胎，其特征在于，所述压模硫化台座(5)连同压模硫化装置(3)以及中空装置(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所述双密度一次性注射成型橡胶轮胎的制作工艺，其特征在于，步骤为：

步骤一、高密度橡胶塑化：物料切换油缸(27)控制物料切换转换阀门(29)将送料管一(232)与预射容料腔(25)连通；通过加料斗(21)加高密度橡胶粒料入塑化注射螺筒(23)，塑化注射螺杆(231)旋转的同时将塑化高密度橡胶进入预射容料腔(25)，在物料的推动下，注射活塞(221)后移至设置位置；

步骤二、合模：模芯转动油缸(39)转动模芯转换支架(37)，将模具内芯一(35)插入上半模具(33)与下半模具(34)之间的中心处，启动合模油缸(31)下移，上半模具(33)与下半模具合拢；

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(34)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：启动注射座移动油缸(24)，将注射头(28)插入合模后的上半模具(33)与下半模具(34)内，启动注射油缸(22)，注射活塞(221)前移，将预射容料腔(25)内的高密度橡胶注入模具内；注射头(28)关闭；启动注射座移动油缸(24)，将注射头(28)退出模具，注射后静置成型；

步骤五、低密度胶料发泡：物料切换油缸(27)控制物料切换转换阀门(29)将送料管二(261)与预射容料腔(25)连通；连续起泡机(26)将低密度橡胶通过送料管二(261)进入预射容料腔(25)，在物料的推动下，注射活塞(221)后移至设置位置；

步骤六、开模：启动合模油缸(31)上移，开启分别内含半个高密度胶料轮胎本体(6)的上半模具(33)与下半模具(34)，启动模芯转动油缸(39)，模芯转换支架(37)将模具内芯一(35)抽出，并将模具内芯二(36)插入上半模具(33)与下半模具(34)之间的中心处；

步骤七、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(34)；

步骤八、二次注射：启动注射座移动油缸(24)，将注射头(28)插入合模后的上半模具(33)与下半模具(34)内，启动注射油缸(22)，注射活塞(221)前移，将预射容料腔(25)内的低密度橡胶注入模具内；

步骤九、开模退模芯：启动合模油缸(31)上移，开启上半模具(33)与下半模具(34)，启动模芯转动油缸(39)，模芯转换支架(37)将模具内芯二(36)抽出；

步骤十、三次合模：启动合模油缸(31)下移，将分别内含半个轮胎本体(6)的上半模具(33)与下半模具(34)再次合拢，轮胎本体(6)内部呈模具内芯二(36)移走后的中空状；

步骤十一、高压充气：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)进入上半模具(33)与下半模具(36)内腔；

步骤十二：硫化：对上半模具(33)与下半模具(34)内腔的轮胎本体(6)进行硫化；

步骤十三：泄压：将中空内部的高温高压气体泄压；

步骤十四：再次开模：启动合模油缸(31)上移，开启上半模具(33)与下半模具(34)，取出中空的轮胎本体(6)。