輪胎定型硫化機技術(shù)進步及發(fā)展動向
輪胎定型硫化機的技術(shù)進步主要表現(xiàn)在以下幾方面:
定型硫化機主機結(jié)構(gòu)曲柄連桿式輪胎個體硫化機是20世紀50年代曲柄連桿定型硫化機的前身。當時個體硫化機的曲柄連桿機構(gòu)對輪胎的硫化過程及相關(guān)的許多操作,如裝胎、裝水胎(膠囊)、定型、加壓鎖模、硫化、開模、拔水胎、脫模等是不能實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)上述過程的機械化、聯(lián)動化,提出了在下模中央設(shè)置膠囊操縱機構(gòu)及其附屬裝置的設(shè)想,并付諸實施,發(fā)明了現(xiàn)在的曲柄連桿定型硫化機。這種硫化機的出現(xiàn),不但使輪胎的硫化質(zhì)量得到很大提高,同時在橡膠工業(yè)首先實現(xiàn)了多機合一、多工序合一和自動化生產(chǎn),降低了勞動強度,改善了工作環(huán)境。
國內(nèi)曲柄連桿定型硫化機的設(shè)計、制造和使用,經(jīng)過了30多年摸索和實踐,尤其是20世紀80年代以來,經(jīng)過消化、吸收和創(chuàng)新,國產(chǎn)曲柄連桿定型硫化機質(zhì)量有很大提高,技術(shù)水平已與國外先進水平接近,除可滿足國內(nèi)輪胎企業(yè)需要外,每年還有相當數(shù)量的硫化機出口到日本和美國等發(fā)達國家。
雖然曲柄連桿定型硫化機經(jīng)過努力,對中精度有很大提高,但由于其結(jié)構(gòu)的固有缺陷,對高等級子午胎還是有局限性。在這種情況下,20世紀80年代工業(yè)化國家推出了液壓定型硫化機,這種硫化機采用了具有良好對中定位的柱塞-油缸結(jié)構(gòu),運動相當平穩(wěn),而且操作也相當方便,非常適合高等級子午胎的硫化。在推廣子午化的今天,這種硫化機具有很好的前景。據(jù)資料介紹,目前國際上主要輪胎公司使用液壓硫化機的比例達60%。
定型硫化機中心機構(gòu) 中心機構(gòu)是定型硫化機主要功能的關(guān)鍵裝置。在出現(xiàn)定型硫化機的初期,B型中心機構(gòu)首先用在定型硫化機上。由于當時定型硫化機主要用在斜交胎上,在定型時的對中問題沒有暴露出明顯的矛盾,在這種條件下,工業(yè)化國家推出了一種稱為A型的中心機構(gòu),其結(jié)構(gòu)比B型簡化,不用復雜的中心機構(gòu)和抽真空系統(tǒng)。但隨著輪胎的子午化,定型時的對中問題就明顯暴露出來,所以這種A型中心機構(gòu)用的越來越少,尤其在大中型輪胎上不能使用。
B型中心機構(gòu)雖然對中問題比A型好,但B型中心機構(gòu)的膠囊在工作時與生胎內(nèi)壁之間會殘存空氣,影響輪胎質(zhì)量,其機構(gòu)也比較復雜,同時更換膠囊時也比較困難。為了克服A型對中性差和內(nèi)壓介質(zhì)進入囊筒浪費介質(zhì)的問題,同時保留其不需抽真空系統(tǒng)的特點,出現(xiàn)了C型中心機構(gòu)。然而,C型中心機構(gòu)是靠氣缸強制膠囊往下拉的,影響膠囊的使用壽命,繼而又出現(xiàn)了RIB型中心機構(gòu)。中心機構(gòu)的技術(shù)進步,使輪胎定型硫化機對中心機構(gòu)的選擇有了更大的余地。
定型硫化機使用的硫化介質(zhì)在硫化方式中,普遍采用直接或除氧熱水裝置提供熱水,前者生產(chǎn)成本低,但容易造成對設(shè)備和膠囊的氧化,影響膠囊的使用壽命,以及對管道等的腐蝕,絕大多數(shù)輪胎企業(yè)均使用除氧熱水裝置提供熱水,熱水溫度和壓力是分別控制而可調(diào)的,可在整個硫化過程中連續(xù)地將溫度和壓力穩(wěn)定的熱水注入膠囊,進行循環(huán)。但熱介質(zhì)制備需較多的能源和較高的設(shè)備與廠房投資,會明顯提高生產(chǎn)成本。在蒸汽硫化方式中,介質(zhì)溫度較高,通常充入膠囊的蒸汽壓力為1.4M~1.6MPa,其對應(yīng)的溫度為197℃~203℃,可縮短硫化時間,提高生產(chǎn)率,但硫化壓力的高低完全受蒸汽溫度的制約,致使硫化壓力不可能再提高。由于子午胎的出現(xiàn),要求更高的壓力進行硫化,這種壓力用蒸汽是無法達到的。
以美國、日本、前蘇聯(lián)和法國等一些輪胎公司率先開發(fā)的新的硫化工藝,利用惰性氣體或氮氣作硫化介質(zhì),氮氣硫化與熱水硫化比較,具有節(jié)省大量能源、提高輪胎質(zhì)量、延長膠囊壽命、提高生產(chǎn)效率、降低廢品率、操作安全以及保護環(huán)境等優(yōu)點。目前,先進國家已基本上使用氮氣作硫化介質(zhì),我國應(yīng)盡快開發(fā),盡早應(yīng)用。
輪胎定型硫化機的最新發(fā)展動向包括:
輪胎定型硫化機與輪胎成型機組成一體 為了節(jié)省能源,提高生產(chǎn)效率,節(jié)省占地面積,輪胎定型硫化機將與全自動化輪胎成型機組成先后工序的一體,同時從成型進入硫化機的胎胚是具有高溫的熱胎胚。為了適應(yīng)和匹配成型機與硫化機的銜接,輪胎定型硫化機的結(jié)構(gòu)與成型機的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成互相銜接的結(jié)構(gòu),以便成型的胎胚能夠順利進入下一工序。
全電動
近年來,塑料行業(yè)的注射機已有從液壓傳動向電動方向發(fā)展的趨勢。電動傳動具有工作可靠、使用壽命長、維修保養(yǎng)簡單、成本價格較低及有利于工作環(huán)境改善等許多優(yōu)點。新的全電動的塑料注射機目前已研制成功并通過鑒定。
簡化運動副的機械式
目前曲柄連桿定型硫化機的壓力機構(gòu)能產(chǎn)生所需的壓力以及提供足夠的操作空間,但結(jié)構(gòu)過于龐大、繁瑣以及數(shù)量過多的運動副導致鋼材用量過大,制造困難以及影響定型時的對中精度,造成曲柄連桿定型硫化機先天不足。因此,發(fā)展一種簡化運動副的機械式硫化機已勢在必行。
電加熱、微波加熱
國內(nèi)因多種原因,采用氮氣硫化的輪胎企業(yè)為數(shù)尚不多,但對氮氣硫化的優(yōu)越性已形成共識,發(fā)展動向是比較清楚的。為了與當今全自動化輪胎生產(chǎn)技術(shù)相接軌,硫化加熱熱源采用電加熱或微波硫化加熱已被提到議事日程上來。為實現(xiàn)這類加熱,其所設(shè)計的模具和中心機構(gòu)都必須作相應(yīng)適配設(shè)計。
控制系統(tǒng)智能化
控制系統(tǒng)智能化包括三個內(nèi)容:一是能根據(jù)硫化過程中的具體情況,自動調(diào)整硫化程度和硫化時間,使輪胎獲得最優(yōu)硫化質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率;二是對單機能實現(xiàn)全自動監(jiān)控,對多機實現(xiàn)群控;三是對硫化機的硫化作業(yè)全自動的管理功能。未來的定型硫化機控制系統(tǒng)的智能化將會得到更迅速的發(fā)展。