轮胎直压硫化创新技术及装备

提出了一种轮胎直压硫化创新技术及装备,阐述了轮胎直压硫化技术的机理,详细介绍了关键部件内模直压机构及内模电磁感应加热装置的结构特点和工作原理;利用研制成功的轮胎直压硫化装备进行样胎批量制作,初步检验了直压硫化的效果;对轮胎进行硫化测温实验,结果表明轮胎上下胎侧、子口温差问题得到解决,硫化周期亦得到缩短。     

轮胎直压硫化装备的研制

轮胎的动平衡和均匀性测试参数指标是轮胎生产控制的主要指标之一。针对现有硫化工艺存在胶囊膨胀不对称、硫化不均匀等弊端,研制了一种基于成型鼓原理和电磁感应加热技术的轮胎直压硫化装备。系统地介绍了轮胎直压硫化装备的结构特点和工作原理,阐述了轮胎直压硫化的工艺流程,分析了轮胎直压硫化装备的性能特点。通过样胎试制及实验研究发现,采用直压硫化装备制造的轮胎外观质量合格,动平衡和均匀性较现有胶囊硫化产品有所提高,高速性、耐久性等室内性能测试均符合国标检测要求。     

高性能低断面轮胎直压硫化技术

简要列举了国内外新概念轮胎硫化制造技术,介绍了轮胎直压硫化技术工艺原理及在工程实践中的应用。该技术利用高刚性内模具,取代轮胎定型硫化机中心机构上的硫化胶囊,胎坯内腔热媒采用电磁感应加热方式直接使内模具的鼓瓦生热。与现有工艺技术相比,轮胎直压硫化技术优势明显,单胎节能达40%,轮胎动平衡、均匀性提高30%。     

高性能轮胎直压硫化精密制造技术

简要列举了国内外新概念轮胎硫化制造技术,介绍了轮胎直压硫化技术工艺原理及在工程实践中的应用。该技术利用高刚性内模具,取代轮胎定型硫化机中心机构上的硫化胶囊,胎坯内腔热媒采用电磁感应加热方式直接使内模具的鼓瓦生热。与现有工艺技术相比,轮胎直压硫化技术优势明显,单胎节能达40％,轮胎动平衡、均匀性提高30％。     

轮胎直压硫化内模温度的均匀性试验研究

研究电磁感应加热线圈的布线方式和绕组间隙对轮胎直压硫化内模电磁感应加热均匀性的影响。结果表明：电磁感应加热线圈的布线方式会对鼓瓦表面的温度场产生影响,2段式绕组电磁感应加热线圈的电磁感应加热均匀性最好;绕组间隙的变动会对鼓瓦表面的温度场产生巨大的影响,当绕组间隙为50 mm时,电磁感应加热线圈的电磁感应加热均匀性最好。     

直压硫化工艺金属内模电磁感应加热均匀性的试验研究

研究导磁体长度和截面尺寸对直压硫化金属内模电磁感应加热均匀性的影响。结果表明：减小导磁体的长度可使得鼓瓦两端磁力线密度下降,使电磁感应加热更均匀,但会导致鼓瓦的加热功率下降,当导磁体长度为170 mm时,直压硫化金属内模电磁感应加热的均匀性最好;增大导磁体的截面尺寸虽然会使得电磁感应加热均匀性有所降低,但可以减小导磁体的涡流损耗和功率损耗,有效解决了导磁体铁损的问题,当导磁体的截面尺寸为20 mm×15 mm时,直压硫化金属内模电磁感应加热效果最好。     

轮胎直压硫化工艺的有限元仿真

传统的蒸汽硫化机具有胶囊和蒸汽室,使用过热蒸汽加热轮胎使之硫化。蒸汽的传热效率低,能量浪费严重。由于蒸汽的放热冷凝,蒸汽室底部的温度低于蒸汽室顶部的温度,这导致轮胎的不均匀硫化。直压硫化则采用电磁加热方式,其产生的温度场均匀,局部区域温度具有可控性。其次直压硫化工艺用大小鼓瓦与轮胎直接接触传热的方式,其传热效率应该比蒸汽硫化工艺高。本文基于ABAQUS软件,编写HETVAL和UVARM子程序模拟实际硫化工艺得到255/30R22轮胎的温度场和硫化程度场,在相同硫化条件下比较两种工艺的硫化效果。结果表明直压硫化工艺的硫化效率大约提高了三分之一。     

新型轮胎加热硫化技术的研究进展

介绍3种新型硫化加热技术,即微波加热硫化技术、辐射加热预硫化技术和电磁感应加热硫化技术在轮胎硫化中的应用研究进展以及3种加热硫化技术的优缺点。指出随着金属内模的不断发展,电磁感应加热硫化技术发展优势明显,两者结合应用有望将我国轮胎硫化技术提升到一个新阶段。     

轮胎阶梯式直压硫化内模具的运动学仿真研究

对225/40R18轮胎的阶梯式直压硫化内模具（简称内模具）进行运动学仿真研究。通过设定连杆和运动副以及用STEP函数控制内模具的运动，进行仿真分析得到了在活塞外杆、活塞内杆、宽鼓瓦、窄鼓瓦中心位置设置的观测点的位移情况。结果表明，阶梯式内模具的运动平稳、连续，且不会发生干涉。     

直压硫化工艺鼓瓦线圈加热仿真

为解决现有鼓瓦电磁加热线圈的缠绕方式相对简单,导致加热不均匀的问题,使用Ansoft软件对现有的线圈加热方式进行仿真,分析其加热不均匀的原因,并且针对硫化机结构设计易加工的新结构线圈,最后用仿真对比的方式证明优化后线圈更满足实际加热的需要。     

轮胎阶梯式直压硫化内模具的结构强度研究

利用Abaqus软件对225/40R18轮胎阶梯式直压硫化内模具（简称内模具）的结构强度进行研究。结果表明：内模具在4.6 MPa的硫化压力下,最大应力出现在宽鼓瓦楔块滑块上,远小于滑块材料铍青铜的许用应力;内模具机构的最大变形位移为0.140 7 mm,其变形为弹性变形,对机构运动和轮胎质量不会产生影响;内模具的各零件的结构强度均满足设计要求。该研究可为阶梯式直压硫化轮胎的工业化生产提供参考。     

轮胎阶梯式直压硫化内模具的疲劳寿命分析

对轮胎阶梯式直压硫化内模具（简称内模具）的疲劳寿命进行有限元分析。结果表明：正常工况下内模具的疲劳寿命为7.682×105次,如果内模具一天24 h不停地工作,每次的硫化时间为20 min,两次硫化工序间隔为5 min,内模具的实际工作时长为29.2年;与传统硫化胶囊相比,内模具的疲劳寿命大幅延长,同时可以提高成品轮胎的硫化精度,改善硫化质量。     

实心轮胎均匀硫化工艺的研究

将电磁感应加热技术应用于实心轮胎外模具和轮辋加热,并以某规格实心轮胎为试验对象进行空载测温试验,研究实心轮胎均匀硫化工艺。结果表明：外模具内腔表面温升迅速,上下模体温差小,热效率高,节能效果明显;轮辋在电磁感应作用下升温效果明显提高,可以缩短轮胎硫化时间,提高轮胎硫化质量。     

斜交轮胎氮气硫化工艺的研究

研究氮气硫化工艺在斜交轮胎中的应用。结果表明：与过热水硫化工艺相比,氮气硫化工艺过程简化,等效硫化时间缩短,硫化效率提高;斜交轮胎采用氮气硫化工艺,成品轮胎安全性能提高,同时可以降低生产成本,延长硫化胶囊使用寿命,生产更安全,环境更清洁。     

实心轮胎电磁感应加热硫化工艺

以某规格实心轮胎为例,采用电磁感应加热方法对实心轮胎进行硫化,通过调整感应线圈的排布方式及电磁加热参数对电磁感应加热方案进行优化.结果表明,采用优化后的电磁感应加热方案对轮胎进行硫化,整个硫化过程中轮胎周向和纵向温升一致,轮胎纵向硫化不均问题得到很大改善,纵向温差大幅减小,可控制在5℃范围内.     

导电轮胎生产工艺和设备研究

根据低滚动阻力轮胎胎面胶料性能和轮胎结构特点,研究解决轮胎导电性能的生产工艺和生产设备,在现有设备基础上设计增加专用设备生产具有导电功能的胎面,解决生产工艺问题,保证轮胎导电性能达到产品标准要求,并提出生产工艺分析和工艺参数设计方法。     

实心轮胎变温硫化工艺的研究

研究实心轮胎变温硫化工艺。结果表明:与普通硫化工艺相比,采用变温硫化工艺可以明显降低轮胎的过硫程度,提高轮胎的硫化均匀性;成品轮胎的耐久性能和胎面胶物理性能提高,外观缺陷明显减少,从长期连续生产来看可以降低能源消耗。     

轮胎硫化烟气精准收集方案的研究

根据轮胎硫化烟气的排放特点,分析一体式大围罩硫化烟气收集方案和风管局部定点间断式精准收集硫化烟气方案的优缺点,推导不同规格轮胎硫化烟气精准收集的支风管直径计算公式,计算硫化烟气精准收集所需的风量,并根据排废风管的风速要求及流体力学原理,得到轮胎硫化烟气精准收集系统风管直径和压损计算及风机选型的完整设计方法。