RIB輪胎定型硫化機的結構與特點
時間:2005-06-28
摘要：
本文介紹了RIB輪胎定型硫化機的主要結構、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的推廣。
輪胎硫化機按傳統的中心機構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型硫化機基礎上吸收其它形式的優點，研制出RIB（ROLLING IN BLADDER）雙模輪胎定型硫化機，即膠囊翻轉型硫化機。這種硫化機由于適應高精度子午胎的硫化而在世界范圍內得到迅速的推廣?，F以桂林橡膠機械廠生產的1050RIB輪胎硫化機為例，對RIB輪胎定型硫化機結構和特點進行探討。
1.RIB輪胎硫化機的主要結構
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，進而產生輪胎硫化所需的合模力。橫梁上設有推頂器，底座上設置中心機構，通過橫梁的水平移動以便行實現裝胎、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而不傾斜。硫化時往中心機構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、后充氣裝置、管路系統及電氣控制系統等組成。
主機包括傳動系統、硫化室、中心機構、推頂器及夾具、機架卸胎滾道、卸胎桿等。與傳統B型硫化機比較，其主要區別在于中心機構及推頂器。中心機構由升降氣缸、換囊氣缸、囊筒及下環組成。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，可用來調節行程。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控制，連桿的內端有一滾輪，當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。 裝胎機構采用仿液壓硫化機機械手結構，為氣動升降旋臂式裝胎器，其升降、轉進轉出、卡盤收縮張開均由氣缸完成。裝胎器安裝在左右墻板上，機械手通過兩根導桿，由氣缸推動沿導桿作上下運動，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，機械手升起并轉出，完成整個裝胎動作。機械手結構輕巧簡單，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、內壓過熱水、定型蒸汽、冷卻水等。
控制系統采用PLC控制技術，各運動參數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：預熱膠囊、裝胎、硫化、開模。具體步驟為：
2.1 預熱膠囊
硫化機開模到極限→下環向上→下環限位塊入→膠囊內通入一次定型蒸汽對膠囊加熱→膠囊自動排氣→膠囊內再次進一次定型蒸汽，自動反復進行，膠囊內得到脈沖蒸汽，逐步升溫→膠囊加溫完畢，限位塊出，下環向下。
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→機械手轉入→機械手下降到裝胎位置時?！颅h向上→限位塊入→膠囊內通入一次定型蒸汽，膠囊舒展進入胎胚內→機械手縮攏→膠囊內一次定型蒸汽切換為保持定型蒸汽→機械手上升到極限→機械手轉出。
2.3 硫化
硫化機自動合?！敽夏５揭欢ǜ叨葧r潤滑軸承→合模到另一高度時停止潤滑并向下模吹風→繼續合模到另一高度時停止吹風→膠囊內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→當合模到一定高度（定型高度）時膠囊內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，膠囊內進行定型放氣→膠囊內重新充入二次定型蒸汽→硫化機繼續合模→硫化機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設定程序工作，硫化開始→延時后裝胎器下降裝胎，重復抓胎過程。
2.4 開模
當開始工作，進入硫化過程，硫化結束后向后充氣發出翻轉信號→膠囊計數→限位塊出→下環向下將膠囊拉入囊筒，膠囊脫離輪胎→硫化機開模→當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，同時脫下模→當硫化繼續開模，推頂器繼續再次下降，卸胎桿伸出→球鼻上升，夾具板收攏→當球鼻上升至極限后，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?！訒r后裝胎器又自動下降裝胎，重復裝胎合模、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固定在中心機構上，定型時輪胎與膠囊的對中性較好，穩定性較好。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精度是有利的，同時模具不翻轉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運動，繼承了A型硫化機的這一優點。
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，其折疊程度比A型硫化機少，膠囊使用壽命長。
⑥RIB硫化機用中心機構取代A型硫化機囊筒機構，硫化時硫化介質不進入囊井，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，節省能源。同時大大減少泄漏點，減少維修量及更利于環境的保護。
⑦A型硫化機裝胎機構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在裝胎位置時與中心機構的對中度及其重復精度。桂林橡機廠在新研制1050RIB硫化機中將裝胎機構焊接在墻板上，提高裝胎機構與中心機構的同軸度及其重復精度。
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，而胎胚內氣體由中往上下胎圈趕，由于上下環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量。
②RIB硫化機中心機構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點。
③B型硫化機傳統上模運動形式為垂直運動加翻轉式。由于調模機構為兩級螺紋配合，有一定間隙。上模的反復翻轉，不可避免造成上模位置變動，從而使上下模定位不準。同時由于在翻轉狀態，活絡模受力不均，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不作翻轉運動，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，為消除由此產生的加熱不均勻現象，必須配置上回水裝置，以蒸鍋內壓力進行上回水。在目前國產硫化機中用戶普遍反映上回水不穩定或不起作用。RIB型硫化機利用積水自重排出，不需上回水裝置，同時有關回水管路均可省掉。
⑤RIB膠囊上夾環在合模時下降至所需高度并固定在此位置。上下環之間可不用定型套。而B型硫化機必須使用定型套調節一次定型高度，定型套需根據硫化輪胎規格而更換，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，省掉抽真空系統及動力水系統，同時硫化機打開時，膠囊散熱慢，易保持其熱環境。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，裝胎機構也采用氣動驅動，節省能源，減少泄漏點，降低維修量。
⑦RIB硫化機更換膠囊時，膠囊下夾環由氣缸操縱松開和壓緊，并省掉夾持環、環座連接螺紋等結構，因此更換膠囊快。RIB硫化機更換膠囊耗時比B型要節省約4至5倍時間。
⑧RIB硫化機省掉抽真空、水壓系統，可直接采用V型密封圈，泄漏機率少，不易影響現場環境，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夾持，上下環之間的距離不變，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.結束語
RIB輪胎硫化機是在A型硫化機的基礎上，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硫化機的豐富經驗。我國自己已成功開發了多種規格的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展，對子午線輪胎的需求不斷增加，加快RIB硫化機的發展和推廣具有深遠的意義。
