轮胎硫化机刚性内模的制作方法

本申请一般涉及轮胎硫化设备领域，具体涉及轮胎硫化机，尤其涉及轮胎硫化机刚性内模。

背景技术：

传统的轮胎硫化过程中，内模多采用胶囊充加氮气、高温蒸汽的方式对轮胎进行硫化定型，这种胶囊硫化工艺仍存在一定缺陷。

首先，由蒸汽提供温度、氮气提供压力，蒸汽遇冷产生冷凝水导致胶囊内部温度分布不均匀，冷凝水排放不及时，上、下卡盘温差较大，轮胎硫化质量下降；其次，胶囊在使用过程中会因黏胶、尺寸设计不合理等原因出现膨胀不彻底，或膨胀后结构不对称等问题，导致成品轮胎各处质量不均匀；再次，胎坯受半成品胶部件加工精度及成型精度影响而造成本身质量分布不均，而且硫化胶囊属于柔软体，他所能提供的压力较低，无法通过硫化作用迫使胶料在熔融状态下实现再均匀分布，质量不均严重影响轮胎的动平衡及均匀性，从而大大降低轮胎的性能。另外，胶囊属于易耗件，平均一条胶囊只能硫化轮胎260条左右，使用成本昂贵。

近年来发展起来的基于“等压变温”原理的蒸汽/氮气硫化技术仍然不能解决胶囊的温差大的问题，虽然近年来逐渐有刚性的硫化机内模问世，但是刚性内模与中心机构共同作用，占地面积达，而且刚性内模的尺寸不能适应所有的轮胎，对于不同的轮胎型号，仍然存在频繁更换，影响轮胎的硫化效率。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种轮胎硫化机刚性内模，取代硫化胶囊，从根本上克服原有工艺中胶囊膨胀不彻底，结构不对称，温差大等问题，硫化压力大，胀缩程度高，适用于所有型号的轮胎，显著提高硫化效率。

本发明的轮胎硫化机刚性内模，包括胀缩装置和用于驱动胀缩装置的传动装置，胀缩装置包括膨胀后用于定型轮胎的囊筒，囊筒由第一内模瓦块和第二内模瓦块交替拼接而成，囊筒中央设置有与传动装置连接的套轴组件，套轴组件包括位于中心的芯轴和套设于芯轴外部的外轴，芯轴周向上设置有多块穿过外轴的对应于第一内模瓦块的第一固定板，外轴周向上设置有多块对应于第二内模瓦块的第二固定板；第一固定板和第二固定板远离套轴组件的一端均设置有凸起，第一内模瓦块和第二内模瓦块均固定连接有卡接凸起的卡槽。

所述第一固定板和第二固定板均为直角三角形，直角三角形的一条直角边设置于芯轴或外轴上且长度等于囊筒高度，直角三角形的另一条直角边垂直于芯轴和外轴设置于囊筒顶部且长度等于囊筒顶部内径，直角三角形的斜边沿边缘两侧均设置有凸起。

所述对应于第一内模瓦块的第一固定板底部设置有锁紧组件。

所述囊筒底部设置有导轨盘，导轨盘表面设置有限制第一内模瓦块和第二内模瓦块径向移动的径向导轨。

所述传动装置为驱动伺服电机。

所述第一内模瓦块和第二内模瓦块的纵向外轮廓曲线与轮胎的内轮廓曲线一致，所述第一内模瓦块和第二内模瓦块的横向外轮廓线组成圆，圆的外径等于轮胎的内径。

与所述用于轮胎硫化定型的刚性内模配合的外模上设置有电磁加热装置。

所述第一内模瓦块和第二内模瓦块均为钢材制成，所述囊筒内部设置有热电偶。

根据本申请实施例提供的技术方案，

(1)用刚性囊筒代替了柔性的胶囊，无蒸汽、氮气等介质，更无须定期更换胶囊，淘汰了硫化机蒸汽管路等，显著降低了一系列的设备成本；

(2)机械驱动的内模，通过提升的方式进行囊筒的收缩，通过依次下降的方式进行囊筒的膨胀，克服了胶囊膨胀不彻底，结构不对称等问题，同时提供的压力比胶囊硫化要大40-50％，能有效改变胶料在熔融状态下的分布，硫化温度均匀，温度各部位可控，硫化压力平衡，从而显著提升了硫化的质量；

(3)本发明的刚性内模通过第一内模瓦块和第二内模瓦块的两次收缩，第一内模瓦块收缩后提升为第二内模瓦块的收缩提供空间，囊筒收缩范围大，能够最大限度的适应市场上所有规格轮胎的硫化要求；

(4)刚性内模无干/湿循环，无抽真空等步骤，升温快，温度稳定，显著提高了轮胎的硫化效率。

进一步的，根据本申请的某些实施例，本申请的中心机构可用电机取代，取代后减少了液压管路的建设成本，减少了占地面积，动力系统易于安装和维护，成本显著降低；此外，本发明的刚性内模结构稳定，不易损坏，无需频繁更换，显著提高硫化效率，降低内模成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的囊筒立体图、俯视图和剖面图；

图2为本发明一实施例的囊筒一次收缩结构示意图；

图3为本发明一实施例的囊筒的提升结构示意图；

图4为本发明一实施例的囊筒的二次收缩结构示意图；

图5为本发明的硫化机刚性内模与外模配合示意图；

其中，1-囊筒，11-第一内模瓦块，12-第二内模瓦块，2-套轴组件，21-芯轴；22-外轴；3-第一固定板；4-第二固定板；5-凸起；6-卡槽；7-锁紧组件；8-导轨盘；9-导轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，横向为图1中的水平方向，纵向为图1中的垂直方向；术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1和图2-4，本发明的轮胎硫化机刚性内模，包括胀缩装置和用于驱动胀缩装置的传动装置，胀缩装置包括膨胀后用于定型轮胎的囊筒1，囊筒1由第一内模瓦块11和第二内模瓦块12交替拼接而成，囊筒中央设置有与传动装置连接的套轴组件2，套轴组件2包括位于中心的芯轴21和套设于芯轴外部的外轴22，芯轴21周向上设置有多块穿过外轴22的对应于第一内模瓦块11的第一固定板3，外轴22周向上设置有多块对应于第二内模瓦块12的第二固定板4；第一固定板3和第二固定板4远离套轴组件2的一端设置有凸起5，第一内模瓦块11和第二内模瓦块12均固定连接有卡接凸起的卡槽6。

上述刚性内模中，传动装置驱动套轴组件2进行上升或下降，芯轴21和外轴22分别进行上升和下降从而分别带动第一固定板3和第二固定板4进行上升和下降，实现第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的纵向上的分别收缩和分别膨胀，从而代替胶囊实现轮胎的硫化定型，这种机械提升式的定型内模比传统的胶囊硫化压力大，而且温度均匀，没有温差问题；同时动力提供方便，不需要中心机构，传动装置即可实现整个内模的胀缩，使用方便，提升的方式为收缩提供了较大的空间，从而可以使得本发明的刚性内模收缩程度高，还降低了成本。

参见图1和图2-4，作为优选的实施例，第一固定板3和第二固定板4均为直角三角形，直角三角形的一条直角边设置于芯轴21或外轴22上且长度等于囊筒1高度，直角三角形的另一条直角边垂直于芯轴21和外轴22设置于囊筒1顶部且长度等于囊筒1顶部内径，直角三角形的斜边沿边缘两侧均设置有凸起5。凸起5的设置可以使得芯轴21或外轴22上升时，卡槽6从凸起5的一端滑到另一端从而实现收缩的过程，同理下降时完成膨胀过程，卡槽6与凸起5的配合使得滑动收缩膨胀速度快，效率高，成本低。

参见图1和图2-4，所述对应于第一内模瓦11的第一固定板3底部设置有锁紧组件7。锁紧组件7的设置可以使得卡槽6滑到第一固定板3底部时可以进行锁紧固定，利于下一步传动装置驱动芯轴继续上升将整个收缩的第一内模瓦块11提升出整个囊筒1，为第二内模瓦块的收缩腾出空间，具体的收缩空间可以参见图3。可以理解的是，为了达到将卡槽阻挡在第一固定板3底部的目的，其它能实现该功能的组件也可以用在此处，例如挡板等。

参见图1和图2-4，作为优选的实施例，所述囊筒1底部设置有导轨盘8，导轨盘8表面设置有限制第一内模瓦块11和第二内模瓦块12径向移动的径向导轨9。上述设置可以在前述结构的基础上进一步优化囊筒的收缩和膨胀，防止第一内模瓦块11和第二内模瓦块12在收缩和膨胀过程中出现位移，造成收缩和膨胀的偏差，导轨限制了上述第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的运动轨迹，保证了整个收缩或膨胀过程的精确、顺利进行。

作为优选的实施例，参见图1，套轴组件2与传动装置连接。在实际应用过程中传动装置可以是任意的可以驱动旋转轴进行旋转的机械装置，具体的，所述传动装置为驱动伺服电机。电机驱动等电力的驱动方式以及旋转轴的设置完全取代了中心机构，使得整个硫化机的占地面积可以得到减少，同时，不采用中心机构，减少了中心机构的液压管路的建设，降低了建设成本；此外，复杂的中心机构安装维护困难，上述传动装置则可以是本领域常见的提供动力的电力设备，可以随时安装和维修，使用方便，成本显著降低。

在轮胎的硫化定型过程的，针对各种种类的轮胎，所述第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的纵向外轮廓曲线与轮胎的内轮廓曲线一致，所述第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的横向外轮廓线组成圆，圆的外径等于轮胎的内径。这样能够保证整个内模与轮胎的完全配合，提高硫化效率，实现了与胶囊的膨胀大小相匹配的效果。具体的，在实际应用过程中，第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的大小可以相等也可以不等，配合能组成囊筒即可，作为优选的实施例，第一内模瓦块11和第二内模瓦块12的大小不等时，作为首先收缩和提升的第一内模瓦块11的大小小于第二内模瓦块12，提升方便。

在轮胎的实际硫化过程中，参见图5，与所述刚性内模配合的外模上设置有电磁加热装置。二者配合无需胶囊、蒸汽管路以及氮气路线，完全杜绝了传统的硫化机中胶囊内部温差问题，整个钢质的内模受热均匀，硫化质量好，硫化效率高，节能减排性能好，整个设备的制造成本降低。

为了保证硫化过程中受热的效果和温度的实时调控，所述内模瓦块为钢材制成，所述囊筒内部设置有热电偶，囊筒提供定型内压的同时，热电偶实时监控硫化内温，并通过PLC控制以调节硫化温度。

本发明的轮胎硫化机刚性内模的工作过程如下所述：

参见图2-4，轮胎放入后，胀缩装置膨胀状态下，第一内模瓦块11和第二内模瓦块12交替拼接成囊筒，囊筒支撑于轮胎内部，电磁加热装置启动加热硫化，进行轮胎的硫化定型，轮胎硫化过程结束后，传动装置驱动首先驱动芯轴21上升，相应的第一固定板3也上升，卡槽6沿凸起5滑动到第一固定板3底部完成第一内模瓦块11的收缩到位过程；由锁紧装置7锁紧后，传动装置继续驱动芯轴21上升，将整个收缩的内模瓦块整体提升一定的高度，优选的，提升的高度为一个囊筒的高度；传动装置驱动外轴22开始上升，相应的第二固定板4也上升，卡槽6沿凸起5滑落到第二固定板4的底部完成第二内模瓦块12的收缩到位过程。第一内模瓦块11和第二内模瓦块12在底部导轨9的制约下运动到极限，即可完成囊筒1的收缩。

收缩后，轮胎取出进入下一步工序；新的待硫化轮胎进入，传动装置驱动外轴22下降，相应的第二固定板4下降，卡槽6滑动到凸起5顶端，实现第二内模瓦块12的膨胀到位过程；传动装置继续驱动芯轴21下降，将第一内模瓦块11整个放入第二内模瓦块12膨胀后形成的空腔中，传动装置继续驱动芯轴21进一步下降，相应的第一固定板3也下降，卡槽6滑动到凸起5的顶端，实现第一内模瓦块11的膨胀到位过程。第一内模瓦块11和第二内模瓦块12在底部导轨的制约下运动到极限，形成膨胀的囊筒，即可完成囊筒的膨胀的过程，进行轮胎的硫化，如此往复。

从上述工作原理可以看出，收缩时，由于第一内模瓦块11与第二内模瓦块12上下叠放，内模的胀缩比可达1.43。膨胀时，第二内模瓦块12先行运动到位，第一内模瓦块11下降到位后再径向胀开。第二内模瓦块12和第一内模瓦块11运动到极限形成封闭的整体轮胎内部造型，实现对轮胎的压力造型及硫化。整个收缩过程相比于现有的刚性内模收缩/膨胀程度更高，可以满足市场上众多规格的轮胎的硫化要求，且收缩/膨胀的效率高，成本低。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。