1.前（qián）言

隨著裝備產業向（xiàng）綠色、節能、、智能的現代化製造方向轉變，研究開發具（jù）有節（jiē）能、的（de）生產裝（zhuāng）備是（shì）每個裝備製造企業未來應關注與改變的目標。

輪胎的硫化是輪胎生產過程的關鍵工序，輪胎硫化機是輪胎生產關鍵設備，可自（zì）動完成輪胎生產的裝胎、定型、硫化、卸（xiè）胎等工藝過（guò）程。目前，輪胎硫化（huà）機產品在保證硫化過程各功能前提下，結構型式多種多樣，大類可（kě）分（fèn）為（wéi）機械式和液壓式。機械式由機械（xiè）運動和（hé）水力驅動方式完成各運動部件的動作，而液壓式則通過液壓傳動實現各運動部件的動作。其中不同之處，在（zài）於合模運動過程，機械傳（chuán）動靠機械方式給硫化過程施加合模力，合模力恒定，各部件運動可靠;而液壓傳動則靠液體加壓（yā）施力實現合模力，合模力為小幅動（dòng）態平衡，各運動部件重複定（dìng）位精度高。此兩（liǎng）大類產品各有特色。綜合兩大類產品優點特點的新機型——機液混合式硫（liú）化機，可以在保證合模力恒定、液壓取代動力水的新型節能產（chǎn）品。

LLP-B3100×17200輪（lún）胎硫（liú）化機是一種用於硫化工（gōng）程胎的機械式硫化機。結構件受力大，所需的動力也大。通過對此產品的創新設計，將（jiāng）其（qí）動力水傳動部（bù）分（fèn）改為液壓傳動控製，並對部分驅動方式進行創（chuàng）新（xīn），實際（jì）應用效（xiào）果在（zài）實踐中（zhōng）得到驗證。

2.創新設計（jì）思路與方法

2.1 機械式輪胎硫化機分（fèn）析

2.1.1 執行機構部（bù）分動力分（fèn）析

機械式輪胎硫化機整體結構由主傳動裝置、機架、硫化室（shì）、中心（xīn）機構、脫模（mó）機構、卸胎裝置、機械手、活絡模驅動裝置、硫化控製管路、各運動（dòng）部件的（de）動力水（shuǐ）驅動係統、氣（qì）動控製係（xì）統、電（diàn）氣控製係統、潤滑係統等組成。其中（zhōng）動力（lì）水驅動係統用於控製中心機構的上下環動作、脫模機構水缸驅動、機械爪的升降和（hé）轉進轉出、活絡模水缸的驅動、卸胎（tāi）裝置的進出與翻轉（zhuǎn）等，是各（gè）執行機構的動力源。

各執行機（jī）構的動作，占一個硫化工序的比例很（hěn）少，如在LLP-B3100×17200輪胎（tāi）硫（liú）化機上可硫化25-36"鋼圈直徑的輪（lún）胎，硫化一條（tiáo）輪胎約為3-5小時不等，而硫化一條輪胎（tāi）時，各運動部件（jiàn）的循環時間（jiān）僅為14min左右,隻（zhī）占一個硫化周期的6%左右，動力供應所需時（shí）間相當少。

為保證（zhèng）輪胎生產（chǎn）的正常進行，各輪胎廠往往都建立了集中的動力水控製泵站，需連續不斷地為各台硫化機用戶單位供應動力，這樣勢必造成係統大（dà）量的能源消耗（hào）而產生不必要的成本（běn）浪費。

2.1.2 中（zhōng）心機構下環升降的傳動裝置分（fèn）析

中心機構下環升降的傳（chuán）動裝（zhuāng）置（zhì）為杠杆（gǎn）式脫模機構，它是通過驅動水（shuǐ）缸的活塞杆（gǎn）推動杠杆，再由杠杆推動中心（xīn）機構。以這種方式作用中心機構時，會對中心機構產生一個向上的主推力，一個由滾輪與缸座之間的摩擦阻力（lì）和偏（piān）離中心線（xiàn）而產生產的附加側向力，從而使中（zhōng）心（xīn）機構（gòu）缸體產生側彎力，造成缸壁易磨損和彎曲變形的缺陷。

2.1.3 中心機構上環（huán）定型位置（zhì）控製

中心機構上環是在水力驅動下升降運動的，其定型位置通過缸體內（nèi）銅套長短來控製。對不同斷麵寬度的輪胎，其配的定型銅套長（zhǎng）度也不（bú）同（tóng），給更換不同規格輪胎的硫化過程帶來不便。同時也增加了配件的數量，增加了成本。

2.2 機液混合式硫化機的（de）創新設計

2.2.1 采用液壓係統帶動執（zhí）行機構

根據硫化機各執行部件的（de）動作要（yào）求，我們設計了一（yī）套獨立的液壓控製係統，見圖1示。

圖1 機液混合式硫化機執行部件液壓係統原理圖

該液壓控製係統完全取代了原有的動力水驅（qū）動（dòng）源，采用中低壓係統（tǒng），分（fèn）三個（gè）閥塊，一（yī）個置於油箱上，另二個安裝於機身（shēn）前側，分別控製不同（tóng）的（de）動作。每個（gè）動作由相應的電磁閥（fá）控（kòng）製，執行機構在靜止狀態（tài），係統處（chù）不（bú）工作。當硫化機在開（kāi）合模過程時（shí），電機工作，係統（tǒng）供油，執行相（xiàng）應動作。

係統采用了溢流調節回（huí）路、平衡回路、快（kuài）慢速調節（jiē）回路、單向節（jiē）流回路等，分別控製卸胎開合、活絡模驅動（dòng）、中心機構上下環升降、機械手轉進轉出、機械手升降（jiàng）等動作（zuò）。

2.2.2 改變中心機構的（de）傳（chuán）動方式（shì）

由於杠杆式脫模機構對中心機構缸體帶來諸多不利因素，唯有改變其受力狀態來解決。有效的辦法，就是使中心機構受（shòu）力方向沿著其中心線（xiàn）方向，不另帶有其他側向力。按此思路，我們采取了直推式傳動方式，取消（xiāo）杠杆，將脫模缸置於中心機構正下（xià）方，使中心機構受到的（de）作用力方向與中心線方向一致。見圖2機液混合式硫化（huà）機簡圖。

2.2.3 采用的位移（yí）傳感器控製定型位（wèi）置隨著電子技（jì）術和（hé）傳（chuán）感技術的發展，利用高新技術改造傳（chuán）統產（chǎn）業是現在高科技時（shí）代的必（bì）然，也是（shì）產品（pǐn）性（xìng）的一種體現。在該中心機構中，我們（men）將內置式位（wèi）移感器安裝在上環升降油缸活塞杆中心，由此（cǐ）確定上（shàng）環定型位置，精度明顯得（dé）到提高，調整控製也十分方便。

1 上環升降油缸（gāng）、2 脫模油缸、3 活絡模驅動油缸、4 機座、5 連杆、6 機械手、7 硫化室、8 上橫梁

圖2 機液混合式硫化機簡圖（tú）

3.應用效果

經過上述（shù）改進，產品技術性和可靠性得到（dào）提高，節能（néng）降耗（hào）成效明顯。

1)由液壓傳（chuán）動取代動力水傳（chuán）動，可有（yǒu）效節約水資源和電力能（néng）源。

該產品在一個循（xún）環周（zhōu）期（qī）內各執行（háng）部件用水約1.12噸（dūn），產生2.5MPa動力水的電能約16kW·.h。而液壓係統一個循環周期隻需使用電量7kW·.h，無需動力水。按生（shēng）產6條工（gōng）程胎計算，單台機液混合式硫化機每（měi）天（tiān）可節約用水6.72噸，減少電力能耗（hào）54kW·.h，直接成本約118元，一年下來可節約成約4.3萬元。

采用液壓係（xì）統後，執（zhí）行機（jī）構動作時間6~8min,減（jiǎn）少了近（jìn）一半的輔助時間（jiān）。

同時，該產（chǎn）品對缺水地（dì）區來說經濟效益和社（shè）會效（xiào）益更為。

2)中（zhōng）心機構部件工作狀（zhuàng）態的穩定性提高。

中心（xīn）機構部件的驅動裝置采用上下直（zhí）推式結構，取消了（le）杠杆式脫模裝置產生的（de）側向作（zuò）用力（lì），了中心機構缸體的受力狀況，使用壽命大（dà）幅提高。同時（shí）提高了輪胎在模具內的定中性，定位精度穩定可靠。

中（zhōng）心機構上環升降油缸設計（jì）在底座下部，活塞（sāi）杆上（shàng）方通過（guò）連接杆與上環相連（lián），使（shǐ）油缸遠離（lí）硫化過程產生的熱輻射，可大大提高其使用壽命，並可（kě）方便安裝維護（hù）。

3)該產品采用MTS內置式位移感器，可方便取得上環運動位置尺寸，通過PLC設定其不同（tóng）工位標尺，實現上環定型尺寸（cùn）的控製（zhì）。該裝置定位糖度高，控製可靠，提高了產品技術水平。

4)采用液壓係統控製方式，可以方（fāng）便（biàn）實現各執行部件動作在任意位置停止和活塞杆運動速度的調節。

4.結（jié）語（yǔ）

機液混（hún）合式輪胎硫化機作為一種新技術產品出現，減少了設備使用企業的（de）水資源消耗和動力消耗，且設（shè）備控製更、穩定（dìng）性和可靠性（xìng）更高。它既對輪胎製造業的（de）節能達標起著積極的推動作用，又為輪胎硫化生產提供了一個（gè）新（xīn）的可選（xuǎn）項，有利於輪（lún）胎製造企業的發展需求。