RIB輪胎定型硫化機的結(jié)構(gòu)與特點
時間:2005-06-28
摘要：
本文介紹了RIB輪胎定型硫化機的主要結(jié)構(gòu)、硫化工藝以及與A、B、C型硫化機相比較的特點，指出RIB硫化機是一種A型硫化機的基礎(chǔ)上，吸收B型硫化機的特點，改進而成的一種新型硫化機，適合于子午線輪胎的硫化，值得在我國輪胎行業(yè)的推廣。
輪胎硫化機按傳統(tǒng)的中心機構(gòu)分類主要有三種型式，即以美國原NRM公司為代表AUTOFORM型（我國簡稱A型），以美國MCNEIL為代表的BAGOMATIC型（即B型），以德國HERBERT為代表的AUBO型（即C型）。其它型式都可以說是這三種基本形式的改型或派生。進入八十年代后，日本三菱重工在A型硫化機基礎(chǔ)上吸收其它形式的優(yōu)點，研制出RIB（ROLLING IN BLADDER）雙模輪胎定型硫化機，即膠囊翻轉(zhuǎn)型硫化機。這種硫化機由于適應(yīng)高精度子午胎的硫化而在世界范圍內(nèi)得到迅速的推廣。現(xiàn)以桂林橡膠機械廠生產(chǎn)的1050RIB輪胎硫化機為例，對RIB輪胎定型硫化機結(jié)構(gòu)和特點進行探討。
1.RIB輪胎硫化機的主要結(jié)構(gòu)
RIB硫化機的工作原理為：主電機帶動曲柄齒輪及連桿，橫梁在曲柄齒輪及連桿作用下作垂直和水平運動，通過橫梁的垂直運動鎖緊橫梁和底座之間的模具，進而產(chǎn)生輪胎硫化所需的合模力。橫梁上設(shè)有推頂器，底座上設(shè)置中心機構(gòu)，通過橫梁的水平移動以便行實現(xiàn)裝胎、輪胎與膠囊的剝離及卸胎等動作。在硫化整個周期中，橫梁都保持水平狀態(tài)而不傾斜。硫化時往中心機構(gòu)的膠囊中注入過熱水，起到水胎的作用，輪胎在閉合的上下模具間的高溫高壓下完成輪胎的定型和硫化。該機由主機、裝胎機構(gòu)、后充氣裝置、管路系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)等組成。
主機包括傳動系統(tǒng)、硫化室、中心機構(gòu)、推頂器及夾具、機架卸胎滾道、卸胎桿等。與傳統(tǒng)B型硫化機比較，其主要區(qū)別在于中心機構(gòu)及推頂器。中心機構(gòu)由升降氣缸、換囊氣缸、囊筒及下環(huán)組成。膠囊上下端固定并能上下伸縮，因此在膠囊進入生胎后完成定型、硫化以及輪胎硫化完畢后膠囊又能縮回囊筒。推頂器通過底座整個固定在硫化機橫梁上，活動桿上部是螺紋，端頭為六角形，可用來調(diào)節(jié)行程。推頂器主要用于剝離膠囊入囊筒，完成卸胎等動作。扇形板的張開與合攏由連桿機構(gòu)控制，連桿的內(nèi)端有一滾輪，當(dāng)滾輪進入球鼻的凹槽時，扇形板合攏，滾輪離開凹槽時，扇形板張開。 裝胎機構(gòu)采用仿液壓硫化機機械手結(jié)構(gòu)，為氣動升降旋臂式裝胎器，其升降、轉(zhuǎn)進轉(zhuǎn)出、卡盤收縮張開均由氣缸完成。裝胎器安裝在左右墻板上，機械手通過兩根導(dǎo)桿，由氣缸推動沿導(dǎo)桿作上下運動，機械手四片卡爪，用來將生胎從存胎器上提起送至下模，定型后機械手卡爪收縮，機械手升起并轉(zhuǎn)出，完成整個裝胎動作。機械手結(jié)構(gòu)輕巧簡單，維修方便。 后充氣裝置的作用是使輪胎硫化后進行充氣冷卻定型，防止熱收縮變形。
管路系統(tǒng)由蒸汽管路、空氣管路、控制管路和后充氣裝置充氣管路等組成，用輸送外蒸汽、內(nèi)壓過熱水、定型蒸汽、冷卻水等。
控制系統(tǒng)采用PLC控制技術(shù)，各運動參數(shù)及硫化步序均可通過修改PLC程序來完成。
2.RIB輪胎硫化機硫化工序
整個硫化工序可分為四大步驟：預(yù)熱膠囊、裝胎、硫化、開模。具體步驟為：
2.1 預(yù)熱膠囊
硫化機開模到極限→下環(huán)向上→下環(huán)限位塊入→膠囊內(nèi)通入一次定型蒸汽對膠囊加熱→膠囊自動排氣→膠囊內(nèi)再次進一次定型蒸汽，自動反復(fù)進行，膠囊內(nèi)得到脈沖蒸汽，逐步升溫→膠囊加溫完畢，限位塊出，下環(huán)向下。
2.2 裝胎
初始位置：硫化機開模至極限，膠囊收入囊筒，推頂器，球鼻縮回，機械手在頂部縮攏→延時后機械手下降到抓胎位置→機械手伸張抓胎→延時后機械手帶生胎上升至極限位置?！蚧瘷C開啟自動→機械手轉(zhuǎn)入→機械手下降到裝胎位置時停→下環(huán)向上→限位塊入→膠囊內(nèi)通入一次定型蒸汽，膠囊舒展進入胎胚內(nèi)→機械手縮攏→膠囊內(nèi)一次定型蒸汽切換為保持定型蒸汽→機械手上升到極限→機械手轉(zhuǎn)出。
2.3 硫化
硫化機自動合?！?dāng)合模到一定高度時潤滑軸承→合模到另一高度時停止?jié)櫥⑾蛳履４碉L(fēng)→繼續(xù)合模到另一高度時停止吹風(fēng)→膠囊內(nèi)由保持定型蒸汽切換為一次定型蒸汽→硫化機一次暫?！訒r后硫化機重新閉合→當(dāng)合模到一定高度（定型高度）時膠囊內(nèi)由一次定型蒸汽切換為二次定型蒸汽進行加壓定型→硫化機二次暫停，膠囊內(nèi)進行定型放氣→膠囊內(nèi)重新充入二次定型蒸汽→硫化機繼續(xù)合?！蚧瘷C合模到極限位置停止時機臺承受合模力，硫化程序開始按PLC設(shè)定程序工作，硫化開始→延時后裝胎器下降裝胎，重復(fù)抓胎過程。
2.4 開模
當(dāng)開始工作，進入硫化過程，硫化結(jié)束后向后充氣發(fā)出翻轉(zhuǎn)信號→膠囊計數(shù)→限位塊出→下環(huán)向下將膠囊拉入囊筒，膠囊脫離輪胎→硫化機開?！?dāng)開模至一定高度時推頂器下降→球鼻下降，夾具板張開壓在輪胎的下胎圈上→硫化機繼續(xù)開啟，輪胎脫離上模→推頂器上升，輪胎掛在張開的夾具板上，同時脫下?！?dāng)硫化繼續(xù)開模，推頂器繼續(xù)再次下降，卸胎桿伸出→球鼻上升，夾具板收攏→當(dāng)球鼻上升至極限后，推頂器上升，輪胎被碰掉在輥道上→卸胎桿退回→硫化機開模到極限停→延時后裝胎器又自動下降裝胎，重復(fù)裝胎合模、定型等過程。
3. RIB輪胎硫化的特點
3.1 RIB輪胎硫化機與A型硫化機比較有以下特點：
①A型硫化機膠囊為球形，上端不固定，這樣膠囊在輪胎中定位精度低。RIB硫化機膠囊上端通過上環(huán)固定在中心機構(gòu)上，定型時輪胎與膠囊的對中性較好，穩(wěn)定性較好。它克服A型硫化機定位精度低的缺陷，更適合于子午胎的硫化。
②A型硫化機膠囊沿模具自下而上貼緊胎胚運動，因此在胎胚鋼圈部位不易夾氣，RIB硫化機膠囊下部與A型的夾持形式基本相似，膠囊填滿胎胚的運動形式相似，它繼承了A型硫化機避免在胎胚鋼圈部位夾氣的優(yōu)點。
③A型硫化機上模的運動軌跡是垂直加平移式，這對提高上下模的對中精度尤其是其重復(fù)精度是有利的，同時模具不翻轉(zhuǎn)對提高模具的壽命和精度有利。RIB硫化機的上模運動形式采用垂直加平移式，整個硫化過程中無翻轉(zhuǎn)運動，繼承了A型硫化機的這一優(yōu)點。
④RIB硫化機的膠囊更換時間比A型硫化機囊筒更換時間短。
⑤RIB硫化機的膠囊為半翻轉(zhuǎn)，其折疊程度比A型硫化機少，膠囊使用壽命長。
⑥RIB硫化機用中心機構(gòu)取代A型硫化機囊筒機構(gòu)，硫化時硫化介質(zhì)不進入囊井，取消動力水，同時需充蒸汽的容積減少，這樣克服A型能耗高的缺點，節(jié)省能源。同時大大減少泄漏點，減少維修量及更利于環(huán)境的保護。
⑦A型硫化機裝胎機構(gòu)裝在橫梁上隨橫梁運動，增加了運動造成的偏差，不利于保證裝胎機構(gòu)在裝胎位置時與中心機構(gòu)的對中度及其重復(fù)精度。桂林橡機廠在新研制1050RIB硫化機中將裝胎機構(gòu)焊接在墻板上，提高裝胎機構(gòu)與中心機構(gòu)的同軸度及其重復(fù)精度。
3.2 RIB輪胎硫化機與B型比較
①膠囊如圖1所示，RIB硫化機采用蘑菇形膠囊，圓周膨脹少，B型硫化機采用圓筒形膠囊，圓周膨脹大。RIB硫化機由于膠囊形狀更接近輪胎內(nèi)腔，膠囊的膨脹小，定型時胎胚變形小。同時B型硫化機膠囊填滿胎胚是先從膠囊中部開始，而胎胚內(nèi)氣體由中往上下胎圈趕，由于上下環(huán)附近模具跑膠孔很少，在胎胚鋼圈部位易積壓氣泡，造成鋼圈部位缺膠而可能影響硫化輪胎質(zhì)量。
②RIB硫化機中心機構(gòu)對胎胚的夾持形式相似，它具有B型硫化機定位精度高的優(yōu)點。
③B型硫化機傳統(tǒng)上模運動形式為垂直運動加翻轉(zhuǎn)式。由于調(diào)模機構(gòu)為兩級螺紋配合，有一定間隙。上模的反復(fù)翻轉(zhuǎn)，不可避免造成上模位置變動，從而使上下模定位不準。同時由于在翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，活絡(luò)模受力不均，易損壞模具，降低模具使用壽命和模具精度。RIB硫化機由于上模在整個硫化周期內(nèi)不作翻轉(zhuǎn)運動，克服了B型硫化機的這一缺陷，更利于提高硫化輪胎的質(zhì)量。
④上回水
采用蒸鍋加熱的B型硫化機，在模具中心的凹陷處易形成積水，為消除由此產(chǎn)生的加熱不均勻現(xiàn)象，必須配置上回水裝置，以蒸鍋內(nèi)壓力進行上回水。在目前國產(chǎn)硫化機中用戶普遍反映上回水不穩(wěn)定或不起作用。RIB型硫化機利用積水自重排出，不需上回水裝置，同時有關(guān)回水管路均可省掉。
⑤RIB膠囊上夾環(huán)在合模時下降至所需高度并固定在此位置。上下環(huán)之間可不用定型套。而B型硫化機必須使用定型套調(diào)節(jié)一次定型高度，定型套需根據(jù)硫化輪胎規(guī)格而更換，不方便。
⑥在能耗方面，RIB硫化機與B型比較，RIB硫化機采用熱水回收裝置，省掉抽真空系統(tǒng)及動力水系統(tǒng)，同時硫化機打開時，膠囊散熱慢，易保持其熱環(huán)境。因此其能耗較低。在桂林橡機廠研制的1050RIB硫化機中省掉動力水管路，裝胎機構(gòu)也采用氣動驅(qū)動，節(jié)省能源，減少泄漏點，降低維修量。
⑦RIB硫化機更換膠囊時，膠囊下夾環(huán)由氣缸操縱松開和壓緊，并省掉夾持環(huán)、環(huán)座連接螺紋等結(jié)構(gòu)，因此更換膠囊快。RIB硫化機更換膠囊耗時比B型要節(jié)省約4至5倍時間。
⑧RIB硫化機省掉抽真空、水壓系統(tǒng)，可直接采用V型密封圈，泄漏機率少，不易影響現(xiàn)場環(huán)境，密封性能好，壽命長。
⑨RIB硫化機裝胎、卸胎可同時進行，耗時少；同時硫化機開合模時間短，故RIB硫化機硫化周期短。
3.3 RIB硫化機與C型比較
硫化機的膠囊形式與C型基本相似，為蘑菇形，膠囊模具可以通用。但膠囊的夾持形式有別，C型硫化機膠囊采用上下環(huán)夾持，上下環(huán)之間的距離不變，膠囊從硫化好的輪胎中是靠氣缸強制將膠囊往下拉，影響膠囊使用壽命。而RIB硫化機克服了C型硫化機的缺陷。RIB硫化機較C型增加快速更換膠囊氣缸，更換膠囊相對方便。
4.結(jié)束語
RIB輪胎硫化機是在A型硫化機的基礎(chǔ)上，吸收B型硫化機的特點，改進而成的一種新型硫化機。同時它克服A型硫化機輪胎定型時對中性和穩(wěn)定性不好等缺點，適合于子午線輪胎的硫化。在我國，一些輪胎廠如遼寧集團公司、北京輪胎廠、上海乘用胎廠等都有使用RIB硫化機的豐富經(jīng)驗。我國自己已成功開發(fā)了多種規(guī)格的RIB硫化機，如1030、1050、1170、1310、1525等。從目前的勢頭看，RIB硫化機越來越受到用戶的青睞。隨著我國高速公路的發(fā)展，對子午線輪胎的需求不斷增加，加快RIB硫化機的發(fā)展和推廣具有深遠的意義。
