簡介
汽車輪胎的硫化從50年代起推廣套用了膠囊定型硫化機。硫化室內徑在65"以下的輪胎,即全部乘用車輪胎和輕型、中型卡車輪胎的硫化基本上都採用雙模定型硫化機。65"以上的則採用單模定型硫化機或硫化罐。 雙模定型硫化機首先普遍套用的是機械式硫化機,採用曲柄齒輪—連桿(或稱四連桿)結構,機構原理簡單。在合模瞬間就加上合模力,以較小的電機功率可獲得較大的合模力。合模以後電機不再工作,而合模力可始終保持到重新開模。目前世界上所採用的機械式硫化機雖生產廠家不同、規格型號各異,而且經過多年不斷改進,但基本結構都一樣,也都沒有變化。
發展趨勢
在機械式硫化推廣套用的同時,也出現了液壓式硫化機。但由於開始時液壓式硫化機對機械式硫化機的優越性不很明顯,而且當時液壓技術還不很成熟,輪胎廠對液壓式硫化機的維修保養還不很適應,因此在一段時間內液壓式硫化機沒有象機械式硫化機那樣得到普遍推廣。但隨著汽車工業和輪胎工業的不斷發展,對輪胎的均勻性提出了越來越高的要求,也對硫化機的工作精度提出了越來越高的要求,液壓式硫化機的優越性就充分地顯示出來了。同時液壓技術也日趨成熟,維修保養也不再成為大問題。所以現在世界上主要輪胎公司已逐步採用液壓式硫化機來代替傳統的機械式硫化機。他們在建設新廠或對老廠進行技術改造時,已基本上採用液壓式硫化機。液壓式硫化機替代機械式硫化機已成為無可置疑的發展趨勢。
輪胎硫化機原理流程
輪胎硫化機系統工作原理： 電機帶動齒輪泵和高壓齒泵轉動（泵的鏇轉方向應與箭頭方向一致） , 按啟動按鈕後 . 濾油器 → 齒輪泵 → 溢流閥 → 單向閥 → 油缸此時 , 液壓油經使柱濾油器 → 齒輪泵 → 遠程調壓閥 → 單向閥 → 油缸塞快速上升 , 流量減少 , 低壓溢流閥和遠程調壓閥溢流系統壓力由電接點壓力表的黑針顯示 , 電接點壓力表的紅針調到保壓壓力 14.5Mpa, 另一隻綠針調到 13Mpa, 當表上黑針和紅針重合時 , 壓力表發出訊號 , 使電機停止工作 , 即為保壓。註：硫化時間需預先調定 DSJ-909 , 保壓時間到 , 自動報警蜂鳴器響 , 此時拉回液壓站上的控制閥手柄 , 熱板快速下降 , 即開模。一個工作程式就此完成。由於合模硫化過程中可能要出現降壓現象 , 黑針退到與綠針重合（不保壓） , 此時電機重新運轉工作 , 使黑針又與紅針重合 , 即自動補壓 , 自動補壓不影響硫化時間。
結構特點
機械式硫化機有其結構特點,但這種結構也同時帶來了一些固有的弱點。
機械式硫化機的合模力是依靠各受力構件的彈性變形而獲得的。在合模並加上合模力時,上橫樑兩端向下撓曲,底座兩端向上撓曲,連桿被拉長且其兩端向外撓曲,曲柄齒輪及連桿下端向外偏移。因此,即使是全新的硫化機,製造質量良好,沒有磨損,在合模時這些撓曲變形都一定發生。硫化工位的軸線將偏離理論的垂直位置而被扭彎,而且這軸線從理論垂直位置到被扭彎位置每開合模一次就重複發生一次。也就是說,這軸線在開合模瞬間是帶有角轉運動的。 由於受力構件的撓曲變形,模具受到的合模力沿圓周方向不是均勻分布的,終是外側的受力大於中間。有的硫化機製造廠針對這一問題採取了一些補救措施,例如在未合模時使曲柄齒輪下端預先內傾(曲柄齒輪軸向外下傾一微小角度),以及在上橫樑上採用楔形填片等,這對某一特定規格的輪胎並在硫化機沒有磨損時起到一定的補償作用,但在變換輪胎規格時或硫化機零件有磨損時,這種補償作用就大大降低。 雙模硫化機結構上是左右對稱的,但由於製造上的誤差,不可能做到絕對對稱。硫化機製造廠採取各種措施以保證零件的對稱性,例如連桿成對加工,牆板成對加工,儘量採用數控工具機等,但對上橫樑、底座、曲柄齒輪、傳動軸和傳動齒輪等,很難做到絕對對稱。由於存在這對稱性誤差問題,為了保證機器靈活運轉,各運動零件的配合一般都採用較松的配合公差。如連桿孔與上橫樑軸及曲柄銷的配合為(E8/e8),曲柄齒輪軸與底座孔的配合為(E8/e8),上橫樑軸與滾輪的配合為(F8/e8),滾輪與牆板導槽的配合為(H9/f8),上橫樑端面、底座端面與連桿平面之間的累積間隙為1.15～1.5mm等。這不對稱性和這些公差的存在進一步對硫化機的合模精度特別是重複精度造成不利影響。 機械式硫化機的結構還決定了上橫樑銷軸施加於連桿上部銅套的力、曲柄齒輪軸施加於連桿下部銅套的力,和曲柄銷施加於連桿下部銅套的力都是不均勻的,見圖1。而且這幾個連線部分都在重負荷下轉動,這不可避免地造成這些銅套的不均勻的和較嚴重的磨損。而銅套的磨損將進一步降低硫化機的合模精度。為了保持硫化機一定的合模精度,這些銅套的磨損程度必須經常檢查並及時更換。
此外,機械式硫化機的合模力是在曲柄銷到達下死點瞬間由各受力構件的彈性變形量所決定的。而溫度變化將使受力構件尺寸發生變化,合模力也將隨之而變化。因此機械式硫化機的合模力對溫度是比較敏感的。在投入使用前或停機一段時間重新開動時一定要預熱。生產過程中環境溫度或工作溫度的波動都將造成合模力的波動。
維修與原理
所有這些機械式硫化機所固有的弱點在液壓式硫化機上都較徹底地解決了。現以日本三菱重工生產的PC-X液壓硫化機（PC-X中的PC代表乘用車胎，X代表液壓硫化機系列）。
1 總體結構 |
(l)機體為固定的框架,結構緊湊,剛性良好,安裝運輸方便。
(2)開合模時上模部分只有垂直上下運動,靠前後和左右滾輪在導軌上滾動。滾輪帶有偏心套,對中度可精確調整。滾輪與導軌之間基本上沒有間隙,可保持很高的對中精度和重複精度。
(3)雖然液壓式硫化機也是雙模腔的,但從受力角度看,只是兩台單模硫化機連結在一起。合模力依靠液壓缸加在模具中心的力和二側框架對稱的彈性伸長而獲得,模具圓周方向受力均勻5。在整個操作過程中硫化工位軸線能始終保持理論垂直,沒有角轉運動。
(4)由於合模力決定於合模油缸油壓,不受環境溫度或工作溫度影響,可保持恆定的合模力。
(5)運動零件動作時其滑動表面或滾動表面沒有法向負荷,磨損極小,可保持長時間的操作精度。
(6)由於改進了機械結構和隔熱層的設計,輻射熱損耗比機械式硫化機降低30～50%。
(7)由於開合模動作簡化,開合模時間縮短30%左右,提高了機器的生產率。
(8)因為沒有上模的翻轉運動,對保持活絡模的精度和延長其使用壽命有利。
(9)由於取消了全部蝸輪減速器、大小齒輪、曲柄齒輪和大連桿等運動件和易損件,維護保養工作量減少。
(10)由於整機重量減輕,且機器在開合模時重心軸線不偏移,機器的基礎處理可大大簡化。
(11)機器的運動精度提高,可達到:
上下熱板同心度≤0.3mmTIR
上下熱板平行度≤0.3mm/m
裝胎器對下熱板的同心度≤0.3mmTIR
裝胎器對下熱板的平行度≤0.5mm/m 卸胎器對下熱板的同心度≤1mmTIR
卸胎器對後充氣環的同心度≤1mmTIR
結束語
上述精度是機械式硫化機很難達到的,特別是重複精度難以保證。當生產H級或V級輪胎時,要想得到高的一級品率,機械式硫化機已很難勝任。
