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塑料 | 橡膠 | 纖維 | 復(fù)合材料 | 涂料、油墨及膠粘劑 | 天然高分子 | 新產(chǎn)業(yè) | 標(biāo)準(zhǔn) | 技術(shù)項(xiàng)目 | 返回首頁 |
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近年來，隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，與之處于同 一產(chǎn)業(yè)鏈的輪胎工業(yè)也得到了相應(yīng)的提高，但 綜觀我國汽車輪胎配套的子午化率與國外發(fā)達(dá)國家還是有一定的差距，其中表現(xiàn)最為突出的就是載重輪胎的子午化（載重子午化率為23%左右）。存在這種差距的原因有很多，其中最關(guān)鍵的原因之一就是生產(chǎn)設(shè)備的跟不上。
我國用于載重子午線輪胎硫化的機(jī)械設(shè)備主要有機(jī)械雙模硫化機(jī)和液壓雙模硫化機(jī)。機(jī)械雙模硫化機(jī)是上個世紀(jì)七十年代我國大力推廣“以機(jī)代罐”的時代產(chǎn)物，它在我國子午線輪胎發(fā)展初期確實(shí)發(fā)揮了重要的作用，但隨著子午線輪胎平衡精度的要求越來越高，機(jī)械雙模硫化機(jī)已越來越顯示出了它的落后性，取而代之的是近兩年開發(fā)的液壓雙模硫化機(jī)。液壓雙模硫化機(jī)國內(nèi)已有多種規(guī)格，其價格性能比都優(yōu)于機(jī)械雙模硫化機(jī)，有的甚至勝過了諸多國際著名品牌，但美中不足的是它在多工序的輪胎制造中不具生產(chǎn)線系統(tǒng)優(yōu)勢。
由青島國人橡膠研究院研制的“開式液壓直熱硫化輪胎全自動生產(chǎn)線”主要用于全鋼載重子午線輪胎的硫化生產(chǎn)，它能適應(yīng)蒸汽或氮?dú)饬蚧瘎恿橘|(zhì)，能完成自動裝胎、定型、硫化、卸胎等一系列工藝操作，可實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動循環(huán)、生產(chǎn)線全自動生產(chǎn)，所有電氣控制采用PLC程序控制，并用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)中央集中監(jiān)控功能，可實(shí)現(xiàn)硫化溫度、壓力、時間等參數(shù)的智能記錄、存取和打印功能。
研制方案和主要內(nèi)容
◆ 研制方案
本項(xiàng)目主要圍繞載重子午線輪胎生產(chǎn)硫化工藝進(jìn)行，關(guān)鍵是抓住硫化壓力、溫度、時間三大要素進(jìn)行研究攻關(guān)以及整條硫化生產(chǎn)線研制。項(xiàng)目設(shè)計(jì)為液壓式、立座（中心機(jī)構(gòu)）半罐式（上罩）結(jié)構(gòu)；每六組硫化機(jī)體配套一組機(jī)械手以提高自動化程度；采用先進(jìn)的壓力和溫度傳感器能實(shí)現(xiàn)硫化過程中的膠囊內(nèi)部壓力、合模壓力及膠囊內(nèi)部溫度和模具溫度的準(zhǔn)確檢測和傳送；采用先進(jìn)的PLC中型機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的壓力、溫度的處理，并實(shí)現(xiàn)硫化過程的機(jī)械手和小車動作的自動控制和所有硫化介質(zhì)的切換；利用上位機(jī)通過組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備硫化過程及設(shè)備狀態(tài)的中央集中監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，硫化過程中的時間、壓力、溫度這些重要的參數(shù)，上位機(jī)除實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的功能外，還實(shí)現(xiàn)記錄、存儲和打印的功能，整條生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)“三化”——機(jī)械化、自動化、智能化。
◆ 研制的主要內(nèi)容
該生產(chǎn)線研制的主要內(nèi)容包括六組（12臺）液壓硫化主機(jī)、兩套可移動機(jī)械手、一個液壓站、六組管路系統(tǒng)、六組電氣控制系統(tǒng)、一套主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。
項(xiàng)目的主要創(chuàng)新點(diǎn)
本項(xiàng)目改變了傳統(tǒng)機(jī)械和液壓硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并申請了7項(xiàng)專利（3項(xiàng)發(fā)明、4項(xiàng)實(shí)用新型），具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：
◆ 以線代機(jī)：傳統(tǒng)的機(jī)械雙模硫化機(jī)或液壓雙模硫化機(jī)盡管有它們的優(yōu)勢所在，但它們還是停留在單機(jī)上，不具系統(tǒng)的優(yōu)勢，不利于工業(yè)集中控制，浪費(fèi)空間和資源，因此不符合現(xiàn)代輪胎制造業(yè)的發(fā)展趨勢。本項(xiàng)目以“線”出現(xiàn)，通過機(jī)械手、電氣、主控計(jì)算機(jī)等與其他生產(chǎn)工序緊密結(jié)合，合理利用系統(tǒng)資源，非常有利于工業(yè)集中控制，與傳統(tǒng)單機(jī)相比，更具前瞻性，更符合輪胎制造業(yè)“三化”的發(fā)展趨勢。
◆ 開式液壓：傳統(tǒng)的機(jī)械式雙模硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，以連桿式B型雙模硫化機(jī)為例，這種機(jī)械式的雙模硫化機(jī)由于升降機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)裝置采用機(jī)械式和曲柄連桿結(jié)構(gòu)，并且在每一臺機(jī)器的一側(cè)裝有裝胎機(jī)械手，所以整機(jī)總體結(jié)構(gòu)龐大、笨重，維修保養(yǎng)復(fù)雜；由于傳動、升降機(jī)構(gòu)采用機(jī)械式，所以動作相對不準(zhǔn)確、位移難控制、精度差；另外裝胎不能同時進(jìn)行，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)進(jìn)入機(jī)內(nèi)對中性差，裝胎時間長；再就是中心機(jī)構(gòu)復(fù)雜，中心機(jī)構(gòu)動力為壓力水，密封裝置多。本項(xiàng)目采用液壓傳動，省掉了上橫梁和曲柄連桿機(jī)構(gòu)和單機(jī)機(jī)械手，整機(jī)總體結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省制造成本，維修保養(yǎng)簡單，并具有工作穩(wěn)定、動作位移準(zhǔn)確、裝卸胎可同時進(jìn)行（節(jié)省時間），裝卸胎效率高的特點(diǎn)。
◆ 直熱硫化：傳統(tǒng)的雙模硫化機(jī)設(shè)有一蒸汽室，蒸汽充入蒸汽室后在蒸汽室內(nèi)進(jìn)行保溫、保壓硫化。本項(xiàng)目采用直熱方式加熱硫化，工藝可適應(yīng)蒸汽和氮?dú)鈨煞N硫化介質(zhì)，它的硫化傳熱主要通過活絡(luò)模上的加熱套和活絡(luò)模上下的兩塊熱板進(jìn)行，無須另外設(shè)計(jì)蒸汽室。項(xiàng)目采用了全新的雙錐面精鑄活絡(luò)模，此活絡(luò)模設(shè)計(jì)了一迷宮式直熱加熱套，硫化介質(zhì)直接充入該加熱套和通過上下熱板就可以進(jìn)行硫化。這種直熱硫化不但可省掉蒸汽室，而且熱效率和熱利用率很高，可節(jié)省很多蒸汽或氮?dú)狻?BR>
◆ 特殊可移動機(jī)械手：傳統(tǒng)的雙模硫化單機(jī)都設(shè)計(jì)了裝胎機(jī)械手供裝生胎用。這種機(jī)械手是與硫化機(jī)連體設(shè)計(jì)的，這不但加大了設(shè)備的體積和制造成本，更重要的是機(jī)械手旋轉(zhuǎn)進(jìn)入機(jī)內(nèi)的對中性非常差且裝卸胎不能同時進(jìn)行，裝胎時間很長、效率不高。本項(xiàng)目的主機(jī)完全拋棄了單機(jī)機(jī)械手設(shè)計(jì)，采用了一種特殊的可移動機(jī)械手，全線12臺主機(jī)只需要2臺機(jī)械手即可完成所有的裝卸胎工作。本項(xiàng)目的機(jī)械手首先可以移動到不同的位置，機(jī)械手臂可進(jìn)行上下、左右、前后移動。根據(jù)各主機(jī)硫化工作先后情況，機(jī)械手可進(jìn)行先后工作，如1號主機(jī)硫化完，機(jī)械手就移到1號機(jī)操作，然后依順序進(jìn)行2、3號等主機(jī)進(jìn)行操作。這種可移動的機(jī)械手用于本生產(chǎn)線就象工地上的挖掘機(jī)，可移動操作，動作靈敏、準(zhǔn)確。所以這種可移動機(jī)械手的應(yīng)用，不但簡化了主機(jī)設(shè)計(jì)，節(jié)約了制造成本，而且可一手多用，自動化程度高，有利于智能控制。
◆ 智能控制：硫化工序是輪胎生產(chǎn)中的最后一道工序，硫化三要素的有效控制直接關(guān)系最終產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)硫化工序的控制一般只實(shí)現(xiàn)綜合管理控制，采用單點(diǎn)聯(lián)動控制硫化的壓力、溫度和時間，電氣控制系統(tǒng)中有大量的按鈕、開關(guān)和信號燈等，而這些參數(shù)記錄、存取、打印和最終產(chǎn)品條形碼的控制則很難實(shí)現(xiàn)或不夠普遍。本項(xiàng)目不但能實(shí)現(xiàn)綜合管理控制，而且還能實(shí)現(xiàn)智能控制。項(xiàng)目采用觸摸屏代替以往的大量按鈕、開關(guān)和信號燈，所有的控制動作都可由觸摸屏來完成，還能在觸摸屏上看到并修改現(xiàn)場的工藝數(shù)據(jù)；利用上位機(jī)通過組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備硫化過程及設(shè)備狀態(tài)的中央集中監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控；利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)硫化時間、壓力、溫度變量分析，并根據(jù)變量函數(shù)關(guān)系實(shí)現(xiàn)變量自動調(diào)整，最后實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的監(jiān)控記錄、存儲和打印等。
研制結(jié)論
輪胎產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一。國家實(shí)力看汽車，輪胎子午化率又是汽車工業(yè)實(shí)力的寫照。我國近幾年來的汽車、輪胎工業(yè)已取得了較好的發(fā)展和成績，但相比北美、歐洲、日韓等國家差距還是比較明顯。如何縮小差距并提升輪胎工業(yè)？鑒于發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，其最最關(guān)鍵的是促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，提高技術(shù)裝備水平。
該項(xiàng)目的研發(fā)可以為輪胎企業(yè)提供一條投資少、產(chǎn)量高、質(zhì)量好的載重子午線輪胎硫化生產(chǎn)線。采用該生產(chǎn)線可與密煉、成型兩大自動化工序和勞動人員實(shí)現(xiàn)資源共享與優(yōu)勢互補(bǔ)，特別重要的是采用該項(xiàng)目改建、擴(kuò)產(chǎn)年產(chǎn)30萬套載重子午線輪胎硫化機(jī)投資僅為480萬元，約為傳統(tǒng)的1/6-1/7，還可節(jié)約廠房建設(shè)1/3以上。同時該項(xiàng)目具有自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)多，維護(hù)保養(yǎng)方便，不僅適于新建，還非常適合中小型企業(yè)生產(chǎn)載重子午線輪胎項(xiàng)目的改擴(kuò)建工程。