机械式和液压式轮胎定型硫化机的性能特点和选用解读
机械式硫化机简介
横梁
大拉杆 导轮
侧销
墙 板
大齿轮
图 7 硫化机起模/合模机构多体动力学分析模型
硫 化 机 起 模 合 模 机 构 多 体 动 力 学 分 析 模 型
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下面，我先介绍一下我们机器的一些主要的技术参数：
最大合模力： 4220KN×2 蒸汽室内径： 1525mm 适用钢圈直径：16”---24.5” 调模高度：254 ─ 635 mm 最大生胎高度：890 mm 最大轮胎外径：1230mm 胶囊最大拉直高度：1000mm 开/合模时间： 65s
卸胎机构
推胎机构
第二，机械手部分。主要有以下特点：
1）机械手升降采用水缸，运动平稳可靠。 2）机械手与中心机构的对中精度高，机械手与 中心机构的同轴度及机械手与下蒸汽室的平行度可 单独调整。同时为保证爪片精度，爪片采用整园加 工。 3）机械手升降采用接近开关控制，可以在设定位 置停止。 4）爪片采用新型结构，防止刮坏胶囊。 5）爪片张开闭合为气缸。
装胎机构
介绍完毕，谢谢您的观看！
蒸汽室
第三，中心机构部分。主要有以下特点： 1）中心机构即胶囊操纵机构，是硫化机的重要组成部 分，它的作用是轮胎硫化前把胶囊装入轮胎，加压使轮胎 定型、然后加热硫化；硫化完后又使胶囊从轮胎中拔出并 从模具中脱出。主要由活塞导套、缸体、环座、活塞等主 要部件组成。 2）中心机构环座与缸体采用不锈钢整体焊接式，减少 了漏点；缸体采用珩磨加工，内部光洁度高,密封性好。 适合于蒸汽和氮气硫化。
总图
下面就详细介绍一下本机的结构和特。
第一，介绍主机部分。主要有以下特点： 1、有平移式及翻转式结构供选择。加热方式为热板 式及蒸锅式两种，适用于两半模和活络模。该机型是 采用B型中心机构的双模轮胎定型硫化机。 2、结构紧湊，传动为曲柄连杆机构，采用双包络蜗 轮蜗杆减速机,能提供可靠的足够大的合模力,保证了轮 胎的硫化质量。
液压硫化机和机械式硫化机的比较
液压硫化机和机械式硫化机的比较液压式硫化机与机械式硫化机的比较我国的液压硫化机开发工作始于60年代未期，起步时间不比工业发达国家慢，但是当时国内的液压技术水平限制了液压硫化机的发展。
近年来，随着国内技术的发展和国外技术进入中国，我国液压硫化机的开发和应用都进入了一个高速发展期，现在已经开发出了1050～1700 规格的液压硫化机，并实现了液压硫化机向法国米其林公司的批量出口。
但是总的来说，液压硫化机目前在国内的应用还是不太广泛，那么液压式硫化机与机械式硫化机的差异主要体现在那些方面呢？结构差异由于机械式硫化机本身结构的原因，机械式硫化机存在如下问题：１、上下热板的平行度、同轴度，机械手卡爪圆度和对下热板内孔的同轴度等精度等级低，特别是重复精度低；２、连杆、曲柄齿轮等主要受力件上的运动副，是由铜套组成的滑动轴承，易磨损，对精度影响较大；３、上下模受到的合模力不均匀，对双模轮胎定型硫化机而言，两侧受力，大于两内侧的受力；合模力是曲柄销到达下死点瞬间由各受力构件弹性变形量所决定的，而温度变化使受力构件尺寸发生变化，合模力也随之发生变化，因此生产过程中温度的波动将造成合模力的波动。
液压式硫化机结构上具有如下特点：１、机体为固定的框架式，结构紧凑，刚性良好，在大合模力作用下变形小，有利于轮胎寿命和轮胎质量。
虽然液压式硫化机也是双模腔，但从受力角度看，只是两台单模硫化机连结在一起，在合模力作用下，机架微小变形是以模具中心线对称的；２、各动作快速平稳，大大减少了硫化机辅助时间；３、机器精度高，大大提高轮胎定型精度。
开合模时，上模部分仅作垂直上下运动，可保持很高的对中精度和重复精度；另一方面，对保持活络模的精度也较为有利；４、上下合模力受力均匀，不受工作温度影响；５、装胎机构和中心机构上环的高度可随意准确控制，对于硫化不同规格轮胎很有意义；６、机器的左右机架可以各配一套控制系统，可进行单独控制，独立工作；７、机器各动作简单有效，在用户使用过程中，基本上没有易损件，备件需要更换，也不需要机械式硫化机那样定期中修、大修，大大减少了用户运行成本，增加了设备使用率。
液压式轮胎硫化机介绍
上置式螺纹调模 下置式螺纹调模 卡板立柱粗调、加压缸自适应调模
5、各种液压机对比
序 号 结构 形式 框架 式 机架形式
2台单机组合、 整体焊接框架上 下机架通过槽钢 连接，硫化时机 架槽钢受力 2台单机组合、 侧板组装在机架 上、横梁升降， 硫化时机架侧板 受力 多立柱组合、横 梁升降 (左、右 油缸)，6柱以上 时也可以2台单 机组合，硫化时 立柱不受力 多立柱组合、横 梁升降 (左、右 油缸)，6柱以上 时也可以2台单 机组合，硫化时 立柱受力
机械手 摆臂变速机构
翻板式机械爪
液压硫化机模具支承装置
B型中心机构
卸胎机构
下模浮动的框架 式液压机
框架天平式液 压机
返回
单柱天平式
液压式轮胎硫化机介绍
1、公司的主流液压机结构形式
框架式 侧板横梁升降式 立柱锁环式 立柱卡板式
2、开合模块槽）导向系统 滚珠导轨导向系统 立柱导套导向系统
3、锁模方式
框架封闭锁模 侧板插销锁模 锁环锁模 卡板立柱锁模
4、调模方式
1
2
侧板 横梁 升降 式 立柱 锁环 式
3
4
立柱 卡板 式
多立柱导向， 双油缸置于机 器两侧，液压 比例阀同步
无专用机构， 采用立柱上的 不同环槽及不 同的加压行程 实现，PLC或接 近开关调整
6、其他特点
机械手摆臂变速机构 翻板式机械爪 液压硫化机模具支承装置 B型中心机构 卸胎机构
调模方式
模具上方，螺 纹调整顶杆长 度，手动、电 动 模具与横梁之 间，螺纹调整 托板高度，手 动、电动 模具与底座之 间，螺纹调整 托板高度，电 动、液压
机械式硫化机简介
蒸汽室
第三，中心机构部分。主要有以下特点： 1）中心机构即胶囊操纵机构，是硫化机的重要组成部 分，它的作用是轮胎硫化前把胶囊装入轮胎，加压使轮胎 定型、然后加热硫化；硫化完后又使胶囊从轮胎中拔出并 从模具中脱出。主要由活塞导套、缸体、环座、活塞等主 要部件组成。 2）中心机构环座与缸体采用不锈钢整体焊接式，减少 了漏点；缸体采用珩磨加工，内部光洁度高,密封性好。 适合于蒸汽和氮气硫化。
4、传动部分齿轮采用新的加工工艺,对左右齿轮进 行成对加工,保证了左右齿轮传动的同步.提高了整机 的对中与平行精度。
5、横梁与底座之间采用了强制对中装置，有效地 消除了横梁在运动过程中的轴向窜动。确保横梁与底 座的对中精度。
6、主减速机由水平放置改为倾斜放置； 输出轴加粗，同时经过对底座结构的改进， 使减速机可整体吊出，方便维修。同时为了 便于观察减速机内是否有油，将游标管移至 底座上的另一侧面。 7、整机CE安全认证，在各危险部位都贴 有安全标示牌。 8、开合模位置的控制用旋转编码器取代 主令控制器，这样即便于操作而且精确度更 高。
卸胎机构
推胎机构
第二，机械手部分。主要有以下特点：
1）机械手升降采用水缸，运动平稳可靠。 2）机械手与中心机构的对中精度高，机械手与 中心机构的同轴度及机械手与下蒸汽室的平行度可 单独调整。同时为保证爪片精度，爪片采用整园加 工。 3）机械手升降采用接近开关控制，可以在设定位 置停止。 4）爪片采用新型结构，防止刮坏胶囊。 5）爪片张开闭合为气缸。
双 模 轮 胎 定 型 化 机 模 型
横梁
大拉杆 导轮
侧销
墙 板
大齿轮
图 7 硫化机起模/合模机构多体动力学分析模型
硫 化 机 起 模 合 模 机 构 多 体 动 力 学 分 析 模 型
基于CAE的机械式双模轮胎定型硫化机底座结构分析与优化
基于CAE的机械式双模轮胎定型硫化机底座结构分析与优化张志;侯文超;张晓琳;刘全泽
【期刊名称】《橡塑技术与装备》
【年(卷),期】2024(50)6
【摘要】机械式双模轮胎定型硫化机作为主要的轮胎硫化设备之一目前在我国轮胎行业中大量使用,虽然其传动结构特性导致精度不如新兴的液压结构硫化机高,但是其凭借较低的成本价格仍然有较可观的市场价值。
因此对于现有机型设备挖掘提升其精度也是技术升级的一个重要方向。
本文基于专业CAE软件ansysworkbench,对机械双模硫化机现有部分机型中底座的结构进行结构静态力学分析,着重对于影响合模精度的底座刚度变形进行仿真和优化,为CAE参与已有设备优化升级提供参考借鉴。
【总页数】5页(P65-69)
【作者】张志;侯文超;张晓琳;刘全泽
【作者单位】青岛海琅智能装备有限公司;陕西延长石油集团橡胶有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.8
【相关文献】
1.轮胎定型硫化机底座的有限元优化设计
2.机械式轮胎定型硫化机有限元分析
3.B 型双模机械式轮胎定型硫化机动力系统的改进
4.机械式轮胎定型硫化机常见故障与分析
5.B型机械式轮胎定型硫化机大修常见问题、原因分析及维修方法
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轮胎定型硫化机
充氮硫化的轮胎硫化机中心机构
充氮硫化的轮胎硫化机的中心机构，其大部分 部件与现有的充氮硫化的轮胎硫化机的中心机 构的相应部件相同，所不同的是，缸筒上口装 有缸盖和法兰盖，其环形凹槽喷射蒸气和氮气 的喷口方向分别呈水平偏下向与水平偏上向， 同时，在法兰盖上还装有一吸水胶管，其吸嘴 可吸取胶囊中的冷凝水通过出水管流出。该中 心机构用硫化机硫化轮胎，其硫化室内的蒸气 和氮气混合均匀，能及时排除冷凝水，保证硫 化室温度均匀稳定，从而提高硫化质量。
活络模是把两半模改为胎冠部位可径向分合的 几个小块，在合模时，活络模块能自动的径向 合拢，包住胎坯；卸胎时，活络模块可以径向 分离，脱离硫化的轮胎，这样保证胎体和胎冠 的完整和硫化质量，有利于装卸轮胎。
但是，活络模的结构复杂、制造成本高，因此 目前只在硫化子午线轮胎中采用。
活络模的结构类型较多，可分为：平面导向活 络模、圆锥面导向活络模球面导向活络模、径 向活络模、杠杆式活络模等。目前使用较多的 活络模具为平面导向活络模和圆锥面导向活络 模。
现在人们发现了利用氮气可以解决上述问题，它采用
190—210℃高压饱和蒸汽充入胶囊升温之后，再向胶囊充 入2.0—2.6MPa压力的高纯氮气的增压办法，以达到高温高
压的硫化条件，从而实现了上述目标。
近年来，蒸汽/氮气介质硫化方式发展很快，目前在美国、 日本等主要轮胎生产厂家新建项目已基本采用氮气硫化的 方式。
在模中硫化，胶囊上下夹环 在硫化位置。两个水平气缸
锁住中心机构
硫化结束。开模， 将轮胎顶离下模。
卸胎器转入， 抓住硫化好的轮胎
卸胎器转出，将硫化好的 轮胎送到后充气工位或卸胎 辊道。装胎器转入，将新胎坯
送到硫化工位
到达硫化位置， 胶囊出囊筒
轮胎定型硫化机简介
轮胎定型硫化机概述作者：桂林橡胶机械厂一、用途轮胎定型硫化机主要用于汽车外胎、飞机外胎、工程外胎及拖拉机外胎等充气轮胎的硫化。
也有用小规格的定型硫化机硫化摩托车胎、力车胎、自行车胎的。
二、轮胎定型硫化机的现状轮胎定型硫化机是在普通个体硫化机的基础上发展起来的。
在本世纪二十年代出现了普通个体硫化机，四十年代出现寇型硫化机。
它简化了工艺操作过程，在同一机台上可完成装胎、寇型、硫化、卸胎及后充气冷却，便于工艺过程的机械化和自动化。
近代的定型硫化机，一般对内温、内压、蒸汽室温度均能测量、记录和控制。
此外有定型控制系统、清扫模型、涂隔离剂等装置。
整个生产周期可自动进行。
如配以自动运输和电子计算机控制，可使轮胎硫化实现自动化生产。
因此定型硫化机的机械化自动化程度和生产效率均较高、劳动强度低、产品质量好，在现代化轮胎厂中获得了广泛的应用。
三、分类和型号的表示方法（一）分类轮胎定型硫化机按采用的胶囊形式分为三种类型。
1. A 型〈或称AFV 型〉轮胎定型硫化机 胶囊从外胎中脱出时，胶囊在推顶器的作用下，往下翻人下模下方的囊筒内。
开模方式为升降平移型。
2. B 型〈或称BOM 型〉轮胎寇型硫化机 胶囊从外胎中脱出时，胶囊在中心机构的操纵下，在抽真空收缩后向上拉直。
开模方式有升降型，升降平移型和升降翻转型。
3. AB 型〈AUB0型〉轮胎定型硫化机 胶囊从外胎中脱出时，胶囊在胶囊操纵机构和囊筒作用下，上半部作翻转而整个胶囊由囊筒向上移动收藏起来。
开模方式有升降型和升降翻转型。
按传动方式可分为连杆式定型硫化机和液压式定型硫化机。
溢压式B型定型硫化机的开摸方式为升降型。
按加热方式可分为蒸锅式、夹套式定型硫化机和热板式定型硫化机。
按用途可分为普通胎定型硫化机和子午胎定型硫化机。
自动化程度较高的定型硫化机，普通胎和子午线胎可通用。
按整体结构又可分为定型硫化机和定型硫化机组。
目前一般是根据胶囊形式进行分类。
（二）型号的表示方法轮胎定型硫化机型号表示方法常以硫化机的保护罩或蒸汽室的名义内径、模型数量及总压力表示。
轮胎定型硫化机
我国主要的硫化机生产企业： 桂林橡胶机械厂； 福建华橡自控技术股份有限公司； 益阳橡胶塑料机械集团有限公司等。
§3
规格表示与技术特征
（一）轮胎定型硫化机的型号编制通常以硫化机的热板护罩或蒸 汽室的内径、模型数量及一个模具上的合模力表示，胶囊型式作为
辅助代号。具体表示如下：
□ □——□ □ / □ ×□
7.胎圈（BEAD）【与轮辋之间过盈配合】 是由挂胶钢丝按一定形状缠绕而成，起到将轮胎装入轮辋固定 轮胎的作用。 8.三角胶条（APEX）【动力传导，减缓冲击】 轮胎中钢丝圈上面的填充材料，要求性能：有较高的硬度，有 很强的粘合性能，与其他粘合。 9.钢丝圈包布（FLIPPER）【维持胎圈部分强度，提高与胎体 的粘着性，防止钢丝圈分散。】 10.胎圈包布（CHAFER）【防止轮辋与胎体直接接触，保护 胎体，补强胎圈部分的强度。】 11.气密层（INNER LINER）【防止漏气】 无内胎轮胎使用，由特殊橡胶制造，替代内胎贴在轮胎胎里上， 要求有很好的气密性。 有内胎的称为油皮胶，主要是减少轮胎胎体帘线受到内胎的摩 擦。 12.冠带层（CAP PLY）【保持高速状态下轮胎尺寸稳定性】 是子午胎带束层上使用的帘布层，在轮胎行驶中抑制带束层移 动，并防止高速行驶时带束层的脱离。 13.花纹（GROOVE）【调整轮胎的稳定性，牵引力制动力、 排水性及降低噪音】
2、分类
（一）轮胎定型硫化机按采用胶囊类型的不同可 分为四种类型： A型（或称AFV型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎 中脱出时，胶囊在推顶器的作用下，往下翻入下模 下方的储囊筒内。开模方式一般为升降平移型。 B型（或称BOM型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎 脱出时，胶囊在中心机构的操纵下，待抽真空收缩 后向上拉直。开模方式有升降型、升降翻转型。 AB型（或称AUBO型）定型硫化机 胶囊从硫化的外 胎脱出时，胶囊在胶囊操纵机构和囊筒的作用下， 上半部作翻转而整个胶囊由囊筒向上移动收藏起来。 开模方式有升降型和升降翻转型。 RIB型（rolling in bladdet type）定型硫化机 为适应 子午线轮胎生产的需要，综合了A型和B型硫化机的 优点而开发的一种新型机型，结构类似AB型，但不 需要抽真空，开模方式为升降平移型。
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机械式和液压式轮胎定型硫化机的性能特点和选用
作者：日期：2009-6-8 15:38:35 人气：标签：
机械式和液压式轮胎定型硫化机是当今轮胎定型硫化机的两大系列.由于两种硫化机的主要动力不同,结构形式各异运动方式也有别,其性能和适用的范围也有一定的差异,。
一结构和性能比较,
1两种硫化机的传动方式不同,
机械硫化机的传动路径为：电机+ 减速机+ 减速齿轮一曲柄+ 连杆+ 横梁( 上模) 。
液压硫化机的传动路径为：液压缸+ 横梁( 上模) 。
显见，机械式硫化机的传动路径冗长而复杂，因而其运动精度较差，液压硫化机的传动路径简单单一，因而其运动精度较高。
仔细分析会发现，机械式硫化机虽然传动精度低，运动平稳性较差，但并不影响轮胎硫化的精度。
因为我们知道，通常机械式硫化机横梁( 上模) 的运动轨迹由两部分构成，一段为竖直方向的升降，另一段为平行移动或者边移动边绕横梁轴转动。
这其中只有在竖直方向的运动才对轮胎硫化的质量有某种程度的影响。
但现在的机械式硫化机在横梁和底座间都设计有对中装置，横梁在升降段的运动直接由对中装置控制。
因此，其上下模型的对中度、平行度等与液压硫化机并无大的区别。
2上横的运动轨迹不同,
上面已经介绍,机械式硫化机的上模运动轨迹分为两部分即升降和平移(或翻转),.开模时,模型先竖直上升后按照预定的轨迹向后平行移动或者边移动边翻转.开模到终点,上模与下模之间根据需要保持一定的距离.液压硫化机的上模只在竖直方向作升降运动.开模后上模位于下模正上方一定距离的地方.这样,机械式硫化机在开模后,下模的上方是完全敞开的,为后续的操作腾出了广阔的空间.而液压硫化机由于上模始终在下模的正上方,并且由于硫化机体度的限制,开模的高度也有一定的限制,上下模型间的距离自然不可能太大,使后续的操作受到一定的影响,。
3合模力的产生方式不同,
机械式硫化机的合模力来自主传动系统.合模后依靠传动件的自锁承受硫化时的张模力.合模力的调整是靠调整上下模的间隙实现的,调整十分繁琐.液压硫化机的合模力由专门的被称之为加力油缸的液压缸产生.由液压缸的压力承受张模力.通过调整加力油缸的压力可以方便的改变合模力的大小.加力油缸的作用点均布在下硫化室的某一圆周上模型受力比较均匀.张模力是通过加力油缸的柱塞传递给压力油的,由于液压油具有可压缩性,如果在硫化时由于某种原因使张模力产生波动,则液压油可以部分吸收这种波动,减少受力系统的变形,。
4横梁和底座的受力变形条件不同,
机械式硫化机除大规格(通常为75英寸以上)机型为单模,一般均为双模.即在同一横梁和底座上安装两套模型其横梁和底座的跨度都较大.液压硫化机虽然也有单模和双模之分,但其传动系统和合模力的产生对每个模型来说都是独立的.即一个横梁和一个底座上只安装一套模型,其横梁和底座的跨度较小.同时,对规格相同的机械式和液压式硫化机而言,硫化时前者的力是后者的两倍.因此,硫化时机械式硫化机横粱和底座的变形远远大于液压式硫化机.而且,液压式硫机一个模型两侧的变形是对称的,而机械式硫化机一个模型两侧的变形是非对称的.从而使硫化出的轮胎均匀性较差,。
二硫化机的选用,
机械式硫化机适用范围广,它不仅能硫化斜交胎也能硫化普通等级的子午胎.斜交胎的生胎高度一般都较大,机械式硫化机正好适应了这一需要.同时,由于机械式硫化机硫化时系统的受力变形较大,因此,不适于
硫化要求特别高的高精度子午胎.而由于液压硫化机硫化受力时系统的变形小,受力均匀性也较差,稳定性好,精度高,特别适于硫化高等级的子午胎.但液压硫化机开模后上下模型间的距离受到限制,不适于硫化生胎高度大的斜交胎,。
在我国,机械式硫化机的生产和使用已经有较长的历史较发达国家液压硫化机的使用量在60%,而液压硫化机的生产和使用是在上个世纪的末期开始的.据报道,10%以上,而我国总计使用量估计不到.许多国内著名的轮胎企业至今没有使用过液压硫化机.这其中固然有许许多多的理由,但很重要的一条是由于液压元件的质量不能完全满足液压系统的要求使用中常泄漏,而且维修不便,不仅影响正常的硫化,还会造成环境污染.进口液压元件的使用使液压硫化机的制造和使用成本也高.液压式硫化机和机械式硫机的本质区别在于其开合模的动力不同,合模力的产生不同,而其它动作可以互相借鉴利用.鉴于此,他们将原来的七种油缸缩减为三种.即将中心机构油缸,活络模伸缩油缸,卸胎油缸,装胎油缸等改用水缸,只保留开合模油缸,加力油缸和推胎油缸.油缸种类和数量的大幅减少,使液压控制系统大为简化,液压元件的使用也大大减少,液压系统发生故障的机率随之大幅降低.从而为液压硫化机的大量使用创造了条件,。
近年来,随着交通运输业的快速发展对高等级轮胎的需求量快速增加.作为轮胎制造业的核心,特别是以生产子午胎为主的企业,应该生产更多质量更高的产品,以适应市场需要.而要如此,应适量选用液压硫化机.以生产普通轮胎为主的中小型企业,特别是一些小型轮胎厂,由于产量少,品种变化多,适于使用机械,。