1525B型垂直平移式子午胎定型硫化机的开发

内容摘要：本文介绍一种全新结构的B型机械式硫化机，上横梁仅作垂直平移运动，上下模的对中度及重复精度高，适合于高等级子午胎硫化，现在我国全钢丝载重子午胎项目中大多已选用垂直平移式取代垂直翻转式硫化机，在我国轮胎厂得到迅速且广泛的运用和推广。
关键词：轮胎定型硫化机垂直平移式

     传统的机械式B型轮胎硫化机为垂直翻转式。即在硫化过程中，其连接上蒸汽室（热板）的横梁在曲柄齿轮的驱动下，先沿墙板导槽作垂直上升，然后在副导轨的作用下，横梁再沿墙板弧形轨迹动作并实现蒸汽室的翻转，方可完成装胎与脱胎。由于上蒸汽室的翻转，固定在上蒸汽室的上模型由于调模机构的间隙原因，在翻转时模型因自重向下部靠紧，从而造成上、下模具不同轴，在安装活络模型的情况下，活络模受力不均，易损坏模具，降低模具的使用寿命和模具精度。如何解决这一问题，桂林橡胶机械厂从RIB型硫化机的运动轨迹得到启发，开发了B型垂直平移式子午胎定型硫化机系列，适合高等级子午线轮胎的硫化，主要型号有1525、1310、1145、1050。其中1525 B型垂直平移式子午胎定型硫化机通过区级鉴定，并列入国家级重大新产品项目。现以该产品为例介绍B型垂直平移式子午胎定型硫化机的结构与特点。

1．垂直平移式式轮胎定型硫化机的结构说明
     同传统的机械式翻转式硫化机一样，该产品由主机、装胎机构、卸胎机构、脱胎装置、控制柜及管路系统等组成。主机包括底座、墙板、电动机、减速机、中间齿轮、曲柄齿轮、连杆、上横梁、上硫化室、下硫化室、中心机构等。如图1所示，墙板的形状和横梁的运动与常规的机械式硫化机有较大的差别。每一墙板上各开有二条"G"形的运动轨道，确保上横梁在开合模过程中不翻转，墙板下部开有与曲柄齿轮相匹配的弧形缺口。在底座后侧安装着电动机、减速机及中间齿轮，它们通过传动轴相互连接传动，并最后连接传动着两墙板下面的曲柄齿轮，曲柄齿轮的轴头通过轴瓦连接传动着位于两墙板外侧的两连杆下端头，两连杆上端头则连接着从墙板上部传动导槽中伸出的上横梁轴头。在上横梁下面吊挂着上硫化室及上模具，而在底座上正对上硫化室的位置处则安装有硫化室和中心机构。同时，在硫化机的前侧均安装有爪式装胎机构；而在靠近硫化室的后侧均安装有卸胎机构。
     为了消除可能的"漂移"现象造成的位移，即为了保证硫化室上模具和下模具的顺利准确合模，在上横梁与下底座之间安装有一副对中杆。

2. 主要技术性能参数
蒸汽室内径：     1525mm
模具数量：     2个
加热方式：     蒸锅式
每个模型合模力：     最大4220KN
模型高度：     254～635mm
胎圈直径：     19＂～24.5＂
生胎高度范围：     230～890mm
开/合模时间：     ～90秒
硫化轮胎最大外径：
两半模：     1270mm 活络模：     1135mm

3．主要创新点及特点
     3．1 首创B型硫化机垂直平移式结构。硫化机的上下模具的同轴度尤其是其重复精度对硫化轮胎的质量影响较大，对于硫化高等级子午线轮胎要求上下模具的同轴度为0.5mm，重复精度为0.5mm。这对B型翻转式硫化机很难保证。在本产品中，改变横梁的运动方式，使横梁先作垂直上升运动，然后向后平移，使上模和法兰螺母受力保持垂直自然向下，克服了调模T型螺纹、活络模装置等配合间隙向一边偏移的缺陷，从而保证上下模具的重复对中精度。活络模受力良好，延长模具的寿命，保证模具的精度。另一措施是增加横梁与底座的强制对中装置，保证横梁轴的窜动量小于0.3mm，从而保证了上下模具的重复对中精度<0.3mm。
     3．2 装胎机构的改进。据资料介绍，装胎机构对轮胎硫化的质量影响较大，普通的装胎机构很难保证硫化高精度的轮胎。故采取措施提高装置机构的精度。首先对机械手结构进行改进，作到装胎机构三项主要精度单独可调，使抓胎器与下蒸汽室平行度≤1mm，抓胎器与中心机构的同轴度≤φ1mm，抓胎器圆度≤0.5mm。同时在国内首创使用双行程气缸，使抓胎爪在取胎胚时更为容易，放胎胚时，不容易损伤胶囊，解决了单行程气缸放胎胚时容易划伤胶囊的老大难问题。
     3．3 采用ＰＬＣ及网络控制，控制系统稳定可靠，自动化程度高。网络类型为OMRON公司的 Controller Link网络, 可以对轮胎硫化的外温、外压、内温、内压、定型压力等参数进行设定、修改及调节，以此取代记录仪及功能较为单一的触摸屏。参数记录由计算机进行记录及曲线显示。
     3.4卸胎装置采用新结构，特别是卸胎支臂的改进，不但节约了成本，而且大大提高了刚性，消除了旧卸胎支臂容易弯曲变形的问题。
     3.5 蒸汽室有新的改进，首先在调模机构上，增加多一对齿轮，使调整模具高度时，即省力又方便；其次，隔热板采用环保型的耐热耐高压纤维板，既提高了隔热板的平面度，又消除了过去使用水泥石棉板给人带来的伤害；
     3.6 主要精度达到九十年代末进口机同类水平，接近或达到液压硫化机水平。（详见精度对比表）

项目内容	本机	国内同类产品	国外水平	液压硫化机
合模过程横梁对底座的左右偏移量	0.3 mm	1.0 mm	法国米其林0.3 mm	德国克虏伯±0.3mm
横梁运动的垂直度（在直槽范围内）	0.5 mm	1.5 mm	法国米其林0.5 mm	中国0.5 mm
上下蒸汽室（热板）的平行度（压铅法）	0.05 mm	0.10 mm	法国米其林0.05 mm	中国0.05 mm
活络模操纵杆与中心机构中心的同轴度	Ф0.5 mm	Ф1.5 mm	法国米其林0.5 mm	中国 Ф0.5 mm
中心机构活塞杆升高到极限位置的垂直度	0.5 mm	无	法国米其林0.5 mm/m	无
抓胎器与下蒸汽室的平行度	1.0 mm	2.5 mm	法国米其林1.0 mm	德国克虏伯0.3mm 中国0.2-0.5 mm
抓胎器与中心机构的同轴度	Ф1.0 mm	Ф3.0 mm	法国米其林1.0 mm	德国克虏伯±0.5 mm
抓胎器与中心机构的同轴度重复精度	0.2 mm	1.0 mm	法国米其林1.0 mm	德国克虏伯±0.3 mm
抓胎器抓胎部位的圆度	0.5 mm	0.25-3.0 mm	美国固特异0.5 mm	中国0.3 mm

四、主要措施
     为保证试制出的首台1525B型垂直平移式硫化机的各项技术参数及性能能满足设计的要求，工艺技术人员对照图纸及技术协议中的各项要求，进行了认真的产前技术准备工作。
     1、对照图纸，结合我厂设备的加工能力，进行认真的工艺性方案审查工作。
     2、采取各种加工方法、加工手段，设计必要的工装夹具，保证零部件的加工质量。例如：采取给零件增加辅助基准面的工艺方法，来保证加工精度；采用加工艺拉筋的方法，增加零件的刚性，以防止零件在加工中变形。对关键的零部件，如墙板，采用数控镗铣床进行成对加工，对各种缸体进行珩磨精加工。设计专用的胎具来加工曲柄齿轮。同时也采用适当的铆焊方法及手段来保证硫化机上主要零部件底座及横梁的焊接质量。
     3、采取各种工艺措施，保证硫化机装配精度达到要求。例如：为保证抓胎器中心在装胎位置与中心机构活塞杆中心的同轴度≤1 mm TIR，工艺上详细分析了有关的装配尺寸链，对相关零件的制造公差进行了合理的分布。为保证机械手爪片的园度≤0.5mm，设计专用工装，进行整园加工等等。
     4、生产之前，各工艺人员都和车间的技术人员进行工艺交底，确保工艺文件在加工过程中得到100%的执行。
     5、生产过程中，各设计、工艺人员经常深入车间一线，及时了解加工情况，协调处理试制过程中出现的各种技术问题，适时进行技术文件的整改工作，以求在批量生产中获得最佳效果。

五、结束语
     B型垂直平移式子午胎定型机采用国内首创的垂直平移式结构，适合于高等级子午胎线轮胎的硫化。我厂试制的第一台1525 B型垂直平移式子午胎定型硫化机，于1999年8月底在贵州轮胎股份有限公司安装调试完毕，运行至今已将一年半，证明适合于H、V级轮胎的硫化。桂林橡胶机械厂将垂直平移式结构运用于1310、1145、1050等硫化机上，开发出B型垂直平移式子午胎定型硫化机系列，现都已在轮胎厂投入使用。由于该产品价格与传统垂直翻转式硫化机相当，主要精度如上下热板平行度、同轴度等接近液压硫化机水平，使得轮胎厂在较低设备成本下硫化高等级子午结轮胎。这对我国目前财政偏紧的轮胎厂具有相当大的吸引力。该产品值得在我国轮胎厂得到广泛的运用和推广，成为橡机厂及轮胎厂新的经济增长点。