專利名稱：一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輪胎硫化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
輪胎硫化是輪胎生產(chǎn)過(guò)程的最后一道工序，它決定了輪胎最終產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。目前在輪胎硫化工藝中普遍采用的設(shè)備是輪胎定型硫化機(jī)，它是由機(jī)架、蒸汽室、中心機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和熱工管路等部分組成。與早期的輪胎硫化機(jī)相比，現(xiàn)有輪胎定型硫化機(jī)最大的改進(jìn)之處在于硫化膠囊替代了水胎，硫化過(guò)程中，膠囊內(nèi)部通入高溫蒸汽/過(guò)熱水來(lái)為 輪胎提供硫化所需熱量及壓力，而膠囊的起降及脹縮是靠中心機(jī)構(gòu)來(lái)操縱，與水胎相比，膠囊硫化形式使熱量的傳遞得到很大的改善，硫化周期縮短了近一倍。但是現(xiàn)有的膠囊硫化形式仍存在一些缺點(diǎn)，如1.輪胎在成型過(guò)程中會(huì)因?yàn)榧庸ぞ鹊纫蛩卦斐商ヅ鞲鼽c(diǎn)處質(zhì)量分布不均，這種質(zhì)量不平衡問(wèn)題在后續(xù)的硫化過(guò)程中并不能得到解決，原因是在硫化階段硫化膠囊對(duì)輪胎的壓力是通過(guò)循環(huán)蒸汽或過(guò)熱水提供的，這種壓力形式所能提供的壓力較低且不穩(wěn)定，而使得輪胎膠料在熔融狀態(tài)下仍不能實(shí)現(xiàn)均勻分布，甚至有時(shí)硫化膠囊在吹脹定型過(guò)程中得不到完全伸展，反而會(huì)加劇這一現(xiàn)象，輪胎質(zhì)量分布不均導(dǎo)致成品輪胎產(chǎn)生常見的動(dòng)不平衡，嚴(yán)重影響產(chǎn)品合格率。2.硫化期間膠囊中所通入的高溫蒸汽會(huì)產(chǎn)生冷凝水沉積在膠囊底部，硫化過(guò)程中熱量傳遞不均，上下胎側(cè)產(chǎn)生溫差，使得輪胎產(chǎn)生過(guò)硫或欠硫等硫化質(zhì)量問(wèn)題。3.此外，硫化階段所需的蒸汽實(shí)際只有一小部分被輪胎所吸收，大部分被消耗在無(wú)效的管路循環(huán)，膠囊抽真空及水處理過(guò)程中，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，雖然近年來(lái)發(fā)展了“保壓降溫”等節(jié)能硫化技術(shù)，但這并不能根本上解決蒸汽在管路循環(huán)中熱量被耗散的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述硫化工藝中存在的不足，提出一種可改善膠料在硫化階段分布均勻性、提高成品輪胎動(dòng)平衡、硫化過(guò)程傳熱均勻且在硫化階段無(wú)需傳熱介質(zhì)的內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法及設(shè)備。實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法，將現(xiàn)有定型硫化機(jī)中心機(jī)構(gòu)上的硫化膠囊替換成成型鼓結(jié)構(gòu)，并根據(jù)電磁感應(yīng)原理,將傳統(tǒng)的硫化加熱方式更換為電磁加熱，硫化時(shí)，高頻交變電流作用下的電磁線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，成型鼓結(jié)構(gòu)的鼓瓦通過(guò)切割磁場(chǎng)中的磁力線表面產(chǎn)生渦電流，由于渦電流的熱效應(yīng)，使得鼓瓦溫度迅速升高從而對(duì)輪胎加熱，并與外模具配合共同對(duì)胎坯施以直壓式的硫化壓力，完成輪胎的硫化。根據(jù)上述的方法，所用的輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化設(shè)備由成型鼓結(jié)構(gòu)、電磁加熱裝置和輪胎外模具三部分組成。成型鼓結(jié)構(gòu)包括脹縮機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括活塞桿，上托盤和下托盤，上托盤和下托盤套裝于活塞桿上，其中上托盤與活塞桿固定連接，脹縮機(jī)構(gòu)包括相互間隔且呈周向均勻分布的寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)和窄瓦脹縮機(jī)構(gòu)各若干套，每套寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)主要有寬鼓瓦、上連桿、下連桿和短連桿組成，上連桿和下連桿長(zhǎng)度相同，它們一端通過(guò)鉸接與鼓瓦上的鼓瓦筋板相連，另一端則通過(guò)鉸鏈連接在上托盤的傳動(dòng)套上，且位置相互平行，短連桿一端與下連桿桿體鉸鏈連接，另一端鉸接在下托盤的傳動(dòng)套上；每套窄瓦漲縮機(jī)構(gòu)由窄鼓瓦及上連桿、下連桿和短連桿組成，上連桿和下連桿長(zhǎng)度相同，它們一端通過(guò)鉸接與鼓瓦上的鼓瓦筋板相連，另一端則通過(guò)鉸鏈連接在上托盤的傳動(dòng)套上，且位置相互平行，短連桿一端與下連桿桿體鉸鏈連接，另一端鉸接在下托盤的傳動(dòng)套上，窄瓦脹縮機(jī)構(gòu)上連桿和下連桿與上托盤的傳 動(dòng)套的鉸接位置較長(zhǎng)寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)的上連桿和下連桿相比沿活塞桿軸線有一定量的錯(cuò)動(dòng)。電磁加熱裝置由電磁線圈、隔熱層、夾板、溫度檢測(cè)元件及控制電路組成，電磁線圈的半徑近似等于成型鼓結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)時(shí)鼓瓦筋板與活塞桿軸線的距離，線圈兩端與控制電路相連，鼓瓦筋板表面鋪有隔熱層，夾板通過(guò)螺紋連接將電磁線圈一定數(shù)量的段節(jié)連同隔熱層固定于鼓瓦筋板上，在每一塊鼓瓦內(nèi)部的不同位置埋設(shè)有能夠?qū)耐邷囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的溫度檢測(cè)元件，溫度檢測(cè)元件將所測(cè)得的溫度反饋給電磁加熱系統(tǒng)的控制電路，控制電路通過(guò)調(diào)整電磁線圈的電流大小對(duì)硫化溫度進(jìn)行控制。成型鼓結(jié)構(gòu)中的鼓瓦外輪廓曲線與成品輪胎內(nèi)輪廓曲線一致；成型鼓鼓瓦由導(dǎo)磁性材料制成，如45鋼；脹縮機(jī)構(gòu)的連桿材料可以是滿足硫化時(shí)的強(qiáng)度要求的金屬材料，如40Cr ;電磁加熱裝置的夾板可以由不具有導(dǎo)磁性的不銹鋼或氧化鋁制成；電磁加熱系統(tǒng)的隔熱層可以由石棉材料制成；電磁加熱系統(tǒng)的溫度檢測(cè)元件由熱電偶或熱敏電阻構(gòu)成；電磁線圈中電流頻率為18-22KHZ。本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法及裝置，優(yōu)點(diǎn)在于I.成型鼓結(jié)構(gòu)在硫化過(guò)程中能為硫化輪胎提供直壓式的壓力，使輪胎膠料在硫化階段均勻分布，并避免因硫化膠囊在硫化期間不能完全展開或是展開形狀歪斜而產(chǎn)生的缺膠和輪胎輪廓不對(duì)稱等現(xiàn)象，從而改善輪胎硫化質(zhì)量，提高成品輪胎動(dòng)平衡。2.電磁加熱方式由于熱源為鼓瓦模具本身而非蒸汽或其它傳熱介質(zhì)，所以在硫化加熱過(guò)程中，輪胎各部位溫升均勻，上下胎側(cè)不會(huì)產(chǎn)生溫差。3.采用電磁加熱方式，因?yàn)闊嵩词浅尚凸墓耐弑旧?，所以在硫化階段無(wú)需通入蒸汽等傳熱介質(zhì)，從根本上解決了能源浪費(fèi)的問(wèn)題，且電磁加熱效率高，加熱速度快，可極大縮短輪胎硫化時(shí)間，提聞廣品的生廣效率。


圖I為本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化裝置在硫化工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化裝置中的電磁加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化裝置中的電磁加熱裝置的局部斷面示意圖。圖4為本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化裝置中的電磁線圈結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化裝置中的成型鼓收縮狀態(tài)時(shí)斷面示意圖。圖中1.外模具；2.溫度檢測(cè)兀件；3.上連桿；4.上托盤；5.電磁線圈；6.夾板；7.控制電路；8.鼓瓦；9.隔熱層；10.下托盤；11.活塞桿；12.短連桿；13.下連桿。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化裝置，如圖I所示，將現(xiàn)有輪胎定型硫化機(jī)中心機(jī)構(gòu)上的硫化膠囊替換為成型鼓結(jié)構(gòu)，成型鼓結(jié)構(gòu)包括脹縮機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括活塞桿11、上托盤4、下托盤10、上托盤4和下托盤10套裝于活塞桿11上，其中上托盤4與活塞桿11固定連接，脹縮機(jī)構(gòu)包括相互間隔分布的寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)和窄瓦脹縮機(jī)構(gòu)各六套，每套寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)和窄瓦漲縮機(jī)構(gòu)分別由長(zhǎng)鼓瓦/窄鼓瓦及兩套上連桿3、下連桿13和短連桿12組成，上連桿3和下連桿13長(zhǎng)度相同，它們一端通過(guò)鉸接與鼓瓦8上的鼓瓦筋板相連，另一端則通過(guò)鉸鏈連接在上托盤4的傳動(dòng)套上，且位置相互平行，短連桿12—端與下連桿13桿體鉸鏈連接，另一端鉸接在下托盤10的傳動(dòng)套上，窄瓦脹縮機(jī)構(gòu)上連桿3、下連桿13與上托盤6傳動(dòng)套的連接位置較寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)的相比沿活塞桿軸線有一定量的錯(cuò)動(dòng)。成型鼓鼓瓦8可以由導(dǎo)磁性材料45鋼制成，其外輪廓曲線與輪胎內(nèi)輪廓曲線一致，脹縮機(jī)構(gòu)的連桿材料可以是滿足硫化時(shí)強(qiáng)度要求的金屬材料，如40Cr。成型鼓工作時(shí)，下托盤10位于硫化機(jī)工作機(jī)臺(tái)上保持不動(dòng)，中心機(jī)構(gòu)的活塞桿11向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)上托盤4和下托盤10的傳動(dòng)套帶動(dòng)每套寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)和窄瓦漲縮機(jī)構(gòu)的上連桿3和下連桿13進(jìn)行動(dòng)作，由于寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)和窄瓦漲縮機(jī)構(gòu)的連桿與傳動(dòng)套的連接位置不同，使得寬鼓瓦和窄鼓瓦異速?gòu)较蛘归_，當(dāng)上托盤4和下托盤10的傳動(dòng)套相互觸碰時(shí)，上托盤4達(dá)到下極限位置，這時(shí)每個(gè)寬鼓瓦和窄鼓瓦處于完全展開的狀態(tài)，在水平方向上組成一個(gè)完整的圓，并與上托盤4及下托盤10的邊緣緊密配合，防止硫化過(guò)程中流膠，隨后蒸汽室?guī)?dòng)外模具完成合模運(yùn)動(dòng)，成型鼓鼓瓦與外模具配合對(duì)輪胎施以直壓式的硫化壓力。當(dāng)硫化結(jié)束時(shí)，活塞桿11向上移動(dòng)，帶動(dòng)寬鼓瓦、窄鼓瓦徑向收縮至輪胎輪緣直徑以內(nèi)，輪胎順利被卸下。電磁加熱裝置由電磁線圈5、隔熱層9、夾板6、溫度檢測(cè)元件2及控制電路7組成，如圖2-4所示。電磁線圈5半徑近似等于當(dāng)成型鼓在工作狀態(tài)時(shí)鼓瓦筋板與活塞桿11軸線的距離，電磁線圈5兩端與控制電路7相連，在鼓瓦筋板表面鋪有隔熱層9，夾板6通過(guò)螺 紋連接將電磁線圈5—定數(shù)量的段節(jié)連同隔熱層9固定于鼓瓦筋板上，夾板6可以由不具有導(dǎo)磁性的不銹鋼或氧化鋁制成，隔熱層9由石棉材料制成，在每一塊鼓瓦8的不同位置埋設(shè)有能夠?qū)α蚧瘻囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的溫度檢測(cè)元件2，溫度檢測(cè)元件2將所測(cè)得的溫度反饋給電磁加熱系統(tǒng)的控制電路7，控制電路7通過(guò)調(diào)整電磁線圈5的電流大小對(duì)硫化溫度進(jìn)行控制。溫度檢測(cè)元件2由熱電偶或熱敏電阻構(gòu)成。本發(fā)明一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法，當(dāng)電磁加熱系統(tǒng)工作時(shí)，首先控制電路17將頻率為50Hz的三相交變電源經(jīng)整流、濾波、變頻等作用變換成18-22KHZ的交變電壓，并加到電磁線圈5上，在高頻交變電流作用下的電磁線圈5產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，成型鼓的鼓瓦8通過(guò)切割磁場(chǎng)中的磁力線表面產(chǎn)生渦電流，由于渦電流的熱效應(yīng)，使得鼓瓦8溫度迅速升高從而對(duì)輪胎進(jìn)行加熱。電磁線圈5并不是完全固定于成型鼓鼓瓦8上，而是保持了部分段節(jié)的自由狀態(tài)，這樣當(dāng)鼓瓦8收縮時(shí)，電磁線圈5可隨鼓瓦8 —同收縮，而且不會(huì)阻礙相鄰鼓瓦之間的相互交疊，見圖5 所示。由于隔熱層9與夾板采用絕緣隔熱材料及不導(dǎo)磁材料制成，可避免電磁線圈5在硫化過(guò)程中發(fā)熱。
權(quán)利要求
1.ー種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法，其特征在于將現(xiàn)有定型硫化機(jī)中心機(jī)構(gòu)上的硫化膠囊替換成成型鼓結(jié)構(gòu)，并根據(jù)電磁感應(yīng)原理，將傳統(tǒng)的硫化加熱方式更換為電磁加熱，硫化時(shí)，高頻交變電流作用下的電磁線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，成型鼓結(jié)構(gòu)的鼓瓦通過(guò)切割磁場(chǎng)中的磁力線表面產(chǎn)生渦電流，由于渦電流的熱效應(yīng)，使得鼓瓦溫度迅速升高從而對(duì)輪胎加熱，并與外模具配合共同對(duì)胎坯施以直壓式的硫化壓カ，完成輪胎的硫化。
2.采用權(quán)利要求I所述的ー種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法的設(shè)備，其特征在于主要由成型鼓結(jié)構(gòu)、電磁加熱裝置和輪胎外模具三部分組成，成型鼓結(jié)構(gòu)包括脹縮機(jī)構(gòu)和動(dòng)カ機(jī)構(gòu)，動(dòng)カ機(jī)構(gòu)包括活塞桿、上托盤和下托盤，上托盤和下托盤套裝于活塞桿上，其中上托盤與活塞桿固定連接，脹縮機(jī)構(gòu)包括相互間隔且呈周向均勻分布的寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)和窄瓦脹縮機(jī)構(gòu)各若干套，每套寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)主要有寬鼓瓦、上連桿、下連桿和短連桿組成，上連桿和下連桿長(zhǎng)度相同，它們一端通過(guò)鉸接與鼓瓦上的鼓瓦筋板相連，另一端則通過(guò)鉸鏈連接在上托盤的傳動(dòng)套上，且位置相互平行，短連桿一端與下連桿桿體鉸鏈連接，另一端鉸接在下托盤的傳動(dòng)套上；每套窄瓦漲縮機(jī)構(gòu)由窄鼓瓦及上連桿、下連桿和短連桿組成，上連桿和下連桿長(zhǎng)度相同，它們一端通過(guò)鉸接與鼓瓦上的鼓瓦筋板相連，另一端則通過(guò)鉸鏈連接在上托盤的傳動(dòng)套上，且位置相互平行，短連桿一端與下連桿桿體鉸鏈連接，另一端鉸接在下托盤的傳動(dòng)套上，窄瓦脹縮機(jī)構(gòu)上連桿和下連桿與上托盤的傳動(dòng)套的鉸接位置較長(zhǎng)寬瓦脹縮機(jī)構(gòu)的上連桿和下連桿相比沿活塞桿軸線有一定量的錯(cuò)動(dòng)；電磁加熱裝置由電磁線圈、隔熱層、夾板、溫度檢測(cè)元件及控制電路組成，電磁線圈的半徑近似等于成型鼓結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)時(shí)鼓瓦筋板與活塞桿軸線的距離，線圈兩端與控制電路相連，鼓瓦筋板表面鋪有隔熱層，夾板通過(guò)螺紋連接將電磁線圈一定數(shù)量的段節(jié)連同隔熱層固定于鼓瓦筋板上，在每ー塊鼓瓦內(nèi)部的不同位置埋設(shè)有能夠?qū)耐邷囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的溫度檢測(cè)元件，溫度檢測(cè)元件將所測(cè)得的溫度反饋給電磁加熱系統(tǒng)的控制電路，控制電路通過(guò)調(diào)整電磁線圈的電流大小對(duì)硫化溫度進(jìn)行控制；成型鼓結(jié)構(gòu)中的鼓瓦外輪廓曲線與成品輪胎內(nèi)輪廓曲線ー致；成型鼓鼓瓦由導(dǎo)磁性材料制成；電磁加熱裝置的夾板由不具有導(dǎo)磁性的不銹鋼或氧化招制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輪胎內(nèi)外模直壓電磁加熱硫化方法及裝置，硫化裝置由成型鼓結(jié)構(gòu)、電磁加熱裝置和輪胎外模具三部分組成，將現(xiàn)有定型硫化機(jī)中心機(jī)構(gòu)上的硫化膠囊替換成輪胎成型鼓結(jié)構(gòu)，并利用電磁感應(yīng)原理，將原有的硫化加熱方式更換為電磁加熱，硫化時(shí)，在高頻交變電流作用下的電磁線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，成型鼓的鼓瓦通過(guò)切割磁場(chǎng)中的磁力線表面產(chǎn)生渦電流，由于渦電流的熱效應(yīng)，使得鼓瓦溫度迅速升高從而對(duì)輪胎加熱，并與外模具配合共同對(duì)胎坯施以直壓式的硫化壓力，在硫化加熱過(guò)程中，輪胎各部位溫升均勻，上下胎側(cè)不會(huì)產(chǎn)生溫差，硫化階段無(wú)需通入蒸汽等傳熱介質(zhì)，且電磁加熱效率高，加熱速度快，可極大縮短輪胎硫化時(shí)間，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B29C35/08GK102658618SQ201210157510
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者丁玉梅, 張金云, 楊衛(wèi)民, 焦志偉, 秦柳, 閻華 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)