CN208277482U - 机模一体硫化机 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述机模一体硫化机，实现了机模一体式、无胶囊、无中心机构、无液压驱动、无特构的整机结构，在工艺方法实现集约化控制。机模一体硫化机包括有基座，立柱，下模组件，上模组件，瓣模架组件，抱箍圈组件和驱动装置。其中，下模组件包括固定安装于基座的下加热板和下胎具侧板、以及活动套设于立柱的下压边机构；上模组件，包括活动套设于立柱的上加热板、上胎具侧板和上压边机构；瓣模架组件，包括沿径向活动连接于基座的瓣模架、固定安装于瓣模架的胎面模花板和侧加热板；抱箍圈组件，沿径向活动连接于瓣模架组件外周侧并在径向进行限位。

Description

机模一体硫化机

技术领域

本实用新型涉及一种采用机模一体、无胶囊结构的轮胎定型硫化机，属于橡胶机械制造领域。

背景技术

在橡胶轮胎生产过程中，硫化通常是最后一道工序。其中在高温介质的作用下，橡胶经过一系列复杂的化学反应，失去了混炼胶的可塑性而具有了交联橡胶的高弹性，进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能。

目前常规的硫化工艺是基于定型硫化机完成，较多地采用胶囊在胎坯内部完成定型，上、下模于胎坯外部定型，轮胎的定型高度依靠中心机构的升降来完成。硫化过程中，高温硫化介质通过复杂管路，由中心机构的环座内通道进入胶囊并将胶囊加热，然后通过胶囊的热传导将胎坯加热到硫化温度，通过胶囊将高温硫化介质的热量传导到胎坯，能量利用率较低。此类有胶囊硫化机，预硫化温度一般为200℃左右，对于胶囊要求必须具有耐高温，高伸张，耐氧化的性能，因而硫化胶囊就成为轮胎生产过程中的一大消耗品，生产成本较高、生产效率与轮胎生产质量均较低。

如以下在先申请专利，申请号CN201510454097，名称为一种轮胎无胶囊硫化机，该硫化机包括下模、与所述下模相匹配的上模、驱动装置、胎坯的下子口夹持定型机构、胎坯的上子口夹持定型机构；所述驱动装置设置在所述下模的下方或所述上模的上方，驱动装置有多组可独自上下运动的活动轴，且所述下模或所述上模的中部设有方便所述驱动装置的多组活动轴上、下运动的通孔；所述胎坯的下子口夹持定型机构设置于所述上模与所述下模之间，所述胎坯的下子口夹持定型机构与驱动装置的其中一组活动轴的可活动端连接；所述胎坯的上子口夹持定型机构设置于所述上模与所述下模之间，所述胎坯的上子口夹持定型机构设置于所述胎坯的下子口夹持定型机构的上方，所述胎坯的上子口夹持定型机构与多组驱动装置的其中两组活动轴的可活动端连接。

又如以下在先申请专利，申请号CN201510453452，名称为一种轮胎无胶囊硫化工艺，该硫化工艺首先制备胎里气密层预硫化的轮胎，胎里气密层预硫化到一定程度替代胶囊作用，直接充入高温高压介质硫化轮胎，实现胎里气密层预硫化方法。工艺步骤包括：将轮胎胎胚放入硫化机上下模体之间；胎胚下胎圈子口入模，胎坯下子口夹持定型机构将下子口圈压紧定型、密封；开始合模，胎胚上胎圈子口入模，胎坯上子口夹持定型机构将上子口圈压紧定型、密封；胎胚内壁通过上下子口与上下子口夹持定型机构与硫化机上下模体形成密封腔；充入高温介质定型合模；合模到位，充入高温介质，胎里快硫胶气密层在胎体硫化升温时快速预硫化，成为可替胶囊的气密胶；继续硫化，硫化结束排压；开模，上下夹持定型机构与轮胎分离，取出轮胎。

上述2篇在先申请专利，虽然提出了无胶囊硫化机结构与不采用胶囊进行硫化工艺控制方面的改进，但其本质尚处于理论研究与实验论证阶段，对于实际复杂硫化机整机、活络模与液压等特型机构的改进方面并未涉及，因此在实际生产现场条件下进行技术提升并无操作指导，以下关键技术方面还存在诸多瑕疵。首先，虽然采用无胶囊硫化机配合轮胎无胶囊硫化工艺，但是仍然采用液压式中心机构，轮胎定型硫化机整机结构并未得到实质上的优化与简化，无胶囊中心机构的硫化机，其结构复杂程度与操控性较难以明显提高，且需提供地下基础施工与硫化机生产与检修空间，也不利于硫化机集群化设计。其次，采用液压式驱动机构需为硫化机匹配液压泵站，在液压系统中阀件、管路的密封与液油泄漏检修、对生产环境污染等现有技术问题依然存在。还有，在蒸汽加热过程中采用何种接触传热方式、以及针对轮花与胎侧相关活络模具如何改进并未给出。

有鉴于此特提出本专利申请。

实用新型内容

本实用新型所述机模一体硫化机，在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种新的轮胎定型硫化机及其工艺，以实现机模一体式、无胶囊、无中心机构、无液压驱动、无特构的整机结构，在工艺方法实现集约化控制。

为实现上述设计目的，所述机模一体硫化机主要包括有：

基座，在基座内部设置有若干用于导通气体与加热介质的管路；

立柱，垂向地固定安装于基座；

下模组件，包括固定安装于基座的下加热板和下胎具侧板、以及活动套设于立柱的下压边机构；

上模组件，包括活动套设于立柱的上加热板、上胎具侧板和上压边机构；

瓣模架组件，包括沿径向活动连接于基座的瓣模架、固定安装于瓣模架的胎面模花板和侧加热板；

抱箍圈组件，沿径向活动连接于瓣模架组件外周侧并在径向进行限位；

驱动装置，包括第一驱动组件，用于驱动下压边机构施加于胎唇内侧压紧或释放；第二驱动组件，用于驱动上压边机构施加于胎唇内侧压紧或释放；第三驱动组件，施加于上模组件夹持或释放；第四驱动组件，沿基座径向施加于抱箍圈组件以压紧或释放瓣模架组件。

如上述基本方案，所述硫化机采用机模一体式结构，取消了现有的活络模机构，而将胎面与胎侧部位的模具直接安装于上、下模组件与瓣模架组件，除可直接简化相关模具制造与配置结构以外，更可兼容多种外径与胎厚尺寸、多规格轮胎的定型与硫化生产，整机结构得到明显地优化与简化。

另外，硫化机未采用中心机构、无相关特型结构，无需预留硫化机地下安装与检修空间，有利于单机集约化小型化设计。

进一步地改进设计有，所述的下加热板、上加热板和侧加热板均具有中空的内部腔体，在腔体中设置供加热介质流通的迷宫式管路。即定型组成单元采用上下间接式接触传热，热板的热媒可采用加热的氮气或直接加热的压缩空气，采用电磁感应加热的导热油通过换热器将热媒加热与保温，中空的传热结构直接提高导热效率。结合上述热媒与无胶囊设计，胎侧与胎面处的胎花硫化温度要求稳定地维持在较高温度范围内，采用上述中空加热与间接导热结构可完全取代过热蒸汽的传统工艺，以实现低碳环保的设计要求。

所述下模组件设置有下压板，在下压板垂向两侧分别承载下加热板、下胎具侧板；所述上模组件设置有上压板，在上压板垂向两侧分别承载上加热板、上胎具侧板；所述瓣模架组件，在其瓣模架上固定安装有后板，在后板径向两侧分别承载胎面模花板和侧加热板。现有硫化机的热板加活络模结构，上、下热板相对于活络模中部胎体最厚的传热路径最长、加热效果最差，对于宽胎硫化来说问题更为突出、是一瓶颈技术难题。而本申请上述热板及相关载体部件的改进，另外，热板为中空迷宫式传热结构，迷宫流道空腔不承受合模压力，对于热板的机械强度要求大大降低，热板制造简单且成本低；仅通过上、下压板与后板形成径向与轴向的合模力，合模力集中在轮胎圆周侧胎花模具的径向上与胎侧模板的轴向上，可通过机械自锁机构保障合模压力，进而可相应地取消现有传统的液压机构。

所述驱动装置并未采取液压驱动机构，如所述第一驱动组件包括设置于立柱内腔的下导杆，在下推板两端连接下导杆和下推拉杆；下压边机构的下曲柄一端铰接于下推拉杆，下曲柄另一端安装有下压板。

驱动单元可使用伺服电机来驱动、通过纯机械式实现扣压上、下胎侧模具，基于此类无液压机械组件驱动单元，相应地取消诸如液压泵站、阀件、管路与密封等部套，机械式传动与压力动作执行力度、硬性定中心的精度更高。针对多种规格轮辋直径的胎胚，采取机械机构循环进行推压、抓取、释放等动作，以顺序地完成实现开合模、取放胎、压边定型全套工艺控制。

综上所述，本申请所述机模一体硫化机具有以下优点：

1、提供一种全新的轮胎定型硫化机及其硫化方法，实现了机模一体、无胶囊、无中心机构、无液压驱动、无特构等结构特点，整体工艺方法实现集约化精细控制，生产效率、轮胎生产质量均较高。

2、所述硫化机自动化水平比较高，结构紧凑、节能减排效果突出。控制简化、制造成本有效降低。

3、无中心机构的特点，硫化机可采用平地卧放结构，加工精密，维修方便，换模简便，工作压力与温度稳定和调整方便，易于推进生产线集群化设计。

4、无特构的特点，硫化机占地及建筑空间较小，无需另行挖沟布管建筑。

5、无胶囊的特点，可完全取代胎体硫化成型中的中心胶囊，获得更高硫化内压，保证足够胎体贴合强度、全过程的中心准确度以及最终实际轮廓的统一性。气密层无需半硫化，成型机工序不需要调整。

6、机模一体的特点，驱动组件可使用伺服电机驱动，纯机械式驱动部件易于实现扣压上、下侧模和模瓣封闭胎腔，传统的胎圈气密由机械压板完整扣压执行，操控性能较高。

7、改变现有活络模结构，通过沿用胎面、胎侧部位的轮花模，既直接影响到传统模具制造工艺和选材，又形成间接传热与中空热板不受合模力的特点，热板制造技术降低，同时兼容多规格胎胚的硫化工艺。

附图说明

图1是所述机模一体硫化机(合模后)的结构示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是开模后的硫化机结构示意图；

图4是图1中局部结构放大示意图；

如图1至图4所示，基座1，瓣模架组件2，上压板3，抱箍圈组件4，导柱5，顶封组件6，下压板7，后板8，胎胚9，下导杆10，下推板11，下推拉杆12，上导杆13，上推板14，上推拉杆15，导槽16，轴承17，径向挡块18，立柱20，瓣模架 21，胎面模花板22，侧加热板23，下模组件30，下加热板31，下胎具侧板32，下压边机构33，下曲柄34，下压边板35，上模组件40，上加热板41，上胎具侧板42，上压边机构43，上曲柄44，上压边板45，第一驱动组件81，第二驱动组件82，第三驱动组件83，第四驱动组件84。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1，如图1至图4所示，所述机模一体硫化机主要包括有：

基座1，在基座1内部设置有若干用于导通气体与加热介质的管路；

立柱20，垂向地固定安装于基座1；

在基座1垂向，固定安装有导柱5，在导柱5轴向顶端，固定安装有顶封组件6。

下模组件30，包括固定安装于基座1的下压板7、以及活动套设于立柱20的下压边机构33；在下压板7垂向两侧分别承载下加热板31、下胎具侧板32；下加热板 31具有中空的内部腔体，在腔体中设置供加热介质流通的迷宫式管路，迷宫流道空腔不承受合模压力，制造简单；

上模组件40，包括活动套设于立柱20的上加热板41和上压板3，在上压板3 垂向两侧分别承载上加热板41、上胎具侧板42；上加热板41具有中空的内部腔体，在腔体中设置供加热介质流通的迷宫式管路；

瓣模架组件2，包括沿径向活动连接于基座1的瓣模架21、在其瓣模架21上固定安装有后板8和径向挡块18，径向挡块18作为轮辐传递压力到上压板3、下压板 7和后板8；在后板8径向两侧分别承载胎面模花板22和侧加热板23；侧加热板23 具有中空的内部腔体，在腔体中设置供加热介质流通的迷宫式管路；

抱箍圈组件4，活动连接于导柱5轴向并沿径向限位瓣模架组件2的往复运动轨迹；在抱箍圈组件4侧部设置有导槽16，在导槽16中滑动连接有设置于瓣模架21 一侧的轴承17，轴承17在导槽16的远端与近端之间的滑动，实现瓣模架21在基座 1径向上的往复移动限位；

驱动装置，包括第一驱动组件81，第二驱动组件82，第三驱动组件83和第四驱动组件84；其中，

第一驱动组件81，用于驱动下压边机构33施加于胎唇内侧压紧或释放；第一驱动组件81包括设置于立柱20内腔的下导杆10，在下推板11两端连接下导杆10和下推拉杆12；下压边机构33的下曲柄34一端铰接于下推拉杆12，下曲柄34另一端安装有下压边板35；

第二驱动组件82，用于驱动上压边机构43施加于胎唇内侧压紧或释放；第二驱动组件82包括上导杆13，在上推板14两端连接上导杆13和上推拉杆15；上压边机构43的上曲柄44一端铰接于上推拉杆15，上曲柄44另一端安装有上压边板45；

第三驱动组件83，施加于上模组件40夹持或释放；

第四驱动组件84，沿基座1的径向施加于抱箍圈组件4以压紧或释放瓣模架组件2；

上述第三驱动组件83和第四驱动组件84，选用机械式推压机构执行上述操作。

如图1和图3所示，基于应用上述机模一体硫化机结构而同时实现的硫化方法，包括有以下实施步骤：

放置胎胚，第三驱动组件83夹持上模组件40、第二驱动组件82驱动上压边机构43压紧胎唇内侧，上模组件40连同胎胚被置于硫化机中的下模组件30、上模组件40之间；

压紧胎唇，第一驱动组件81驱动下压边机构33、第二驱动组件82驱动上压边机构43分别施加于胎唇内侧压紧定位；

合模，向胎胚内壁与下压边机构33、上压边机构43之间形成的密封腔中充入 3～4MPa压缩空气；第三驱动组件83释放上模组件40，上模组件40与下模组件30 在轴向上压紧定型胎胚；第四驱动组件84通过抱箍圈组件4压紧瓣模架组件2，以沿径向压紧定型胎胚；

硫化，通过导热油或电磁感应直接加热介质，高温介质被充入到下加热板31、上加热板41和侧加热板23中，保持胎胚195-205℃温度，保持胎胚内部压力3.5-4MPa，如硫化乘用轿车的胎胚则需15-18分钟，通过间接式传导加热使得胚加速交联反应；

开模，第三驱动组件83夹持上模组件40、第二驱动组件82驱动上压边机构43 继续压紧胎唇内侧，第一驱动组件81驱动下压边机构33释放胎唇内侧，第四驱动组件84释放瓣模架组件2，瓣模架组件2沿基座1径向复位以打开卸胎通路；

卸胎，通过第三驱动组件83将上模组件40连同胎胚移出硫化机，第二驱动组件82驱动上压边机构43释放胎唇内侧，移走胎胚，单胎硫化结束。

如上所述，结合附图和描述给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型的结构的方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上描述所作的任何部件形状、尺寸、连接方式和安装结构的修改、等同变化与修饰及各组成部件位置和结构的轻微调整，均仍属于本实用新型技术方案的权利范围。

Claims (7)

1.一种机模一体硫化机，其特征在于：包括有一基座(1)，在基座(1)内部设置有若干用于导通气体与加热介质的管路；

立柱(20)，垂向地固定安装于基座(1)；

下模组件(30)，包括固定安装于基座(1)的下加热板(31)和下胎具侧板(32)、以及活动套设于立柱(20)的下压边机构(33)；

上模组件(40)，包括活动套设于立柱(20)的上加热板(41)、上胎具侧板(42)和上压边机构(43)；

瓣模架组件(2)，包括沿径向活动连接于基座(1)的瓣模架(21)、固定安装于瓣模架(21)的胎面模花板(22)和侧加热板(23)；

抱箍圈组件(4)，沿径向活动连接于瓣模架组件(2)外周侧并在径向进行限位；

驱动装置，包括第一驱动组件(81)，用于驱动下压边机构(33)施加于胎唇内侧压紧或释放；第二驱动组件(82)，用于驱动上压边机构(43)施加于胎唇内侧压紧或释放；第三驱动组件(83)，施加于上模组件(40)夹持或释放；第四驱动组件(84)，沿基座(1)径向施加于抱箍圈组件(4)以压紧或释放瓣模架组件(2)。

2.根据权利要求1所述的机模一体硫化机，其特征在于：在基座(1)垂向，固定安装有导柱(5)，所述抱箍圈组件(4)活动连接于导柱(5)轴向；

在导柱(5)轴向顶端，固定安装有顶封组件(6)。

3.根据权利要求1所述的机模一体硫化机，其特征在于：所述的下加热板(31)、上加热板(41)和侧加热板(23)均具有中空的内部腔体，在腔体中设置供加热介质流通的迷宫式管路。

4.根据权利要求1或3所述的机模一体硫化机，其特征在于：所述下模组件(30)设置有下压板(7)，在下压板(7)垂向两侧分别承载下加热板(31)、下胎具侧板(32)；

所述上模组件(40)设置有上压板(3)，在上压板(3)垂向两侧分别承载上加热板(41)、上胎具侧板(42)；

所述瓣模架组件(2)，在其瓣模架(21)上固定安装有后板(8)，在后板(8)径向两侧分别承载胎面模花板(22)和侧加热板(23)。

5.根据权利要求1或3所述的机模一体硫化机，其特征在于：所述第一驱动组件(81)包括设置于立柱(20)内腔的下导杆(10)，在下推板(11)两端连接下导杆(10)和下推拉杆(12)；

下压边机构(33)的下曲柄(34)一端铰接于下推拉杆(12)，下曲柄(34)另一端安装有下压边板(35)。

6.根据权利要求1或3所述的机模一体硫化机，其特征在于：所述第二驱动组件(82)包括上导杆(13)，在上推板(14)两端连接上导杆(13)和上推拉杆(15)；

上压边机构(43)的上曲柄(44)一端铰接于上推拉杆(15)，上曲柄(44)另一端安装有上压边板(45)。

7.根据权利要求1或2所述的机模一体硫化机，其特征在于：所述第四驱动组件(84)包括设置于抱箍圈组件(4)一侧的导槽(16)，在导槽(16)中滑动连接有设置于瓣模架(21)一侧的轴承(17)。