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40.5"A型硫化机中心机构C型化的改造


 1 现有40. 5"A型硫化机存在的问题和实施技改的必要性
    1.1 40.5"A型硫化机自身缺陷 
    我公司124工区现有40.5"A型双模定型硫化机10台,其中1#~6#共6台,是1994年从广东湛江机械厂购买并于当年投产的:7#~10#共4台,是1997年从上海轮胎机械厂购买并于当年投产的,这10台硫化机在实际生产运行中出现了许多问题。 
    (1)一次定型时,机械手对中性差、胎坯定型不正需要人工扶正,导致硫化机不能完全实现自动化生产;二次定型时,A型胶囊无中心杆支撑,仅靠推顶器球鼻压住,致使胶囊为浮动状态,无法保证轮胎上下胎圈同轴度的要求,直接影响成品均匀性和动平衡指标。 
    (2)合模硫化时,囊筒内充满了大量的高压硫化介质,既浪费能源,又经常造成囊筒壁焊缝处泄漏,需停机补焊囊筒。10台硫化机的囊筒均修补过多次。 
    (3)开模时,推顶器球鼻风缸限位开关有时失控,造成球鼻收回不及时,不仅碰坏下模或囊筒壁,而且使球鼻杆撞弯报废或副滚臂折断而长时间停机,此种情况已发生多次。 
    (4)脱模和卸胎时,推顶器伞形夹具板被损坏和轮胎胎圈被拉坏的现象时有发生。经工程技术人员系统分析后发现,上述问题的产生均是由于A型硫化机固有的缺陷造成的。为了提高轮胎质量和降低维修成本,对40.5"A型双模定型硫化机进行改造从技术角度来讲是很有必要的。 
    1.2 实施技改的必要性 
    40.5"A型双模定型硫化机投产后,一直生产145/70R12、145/R12、155/R12等对成品均匀性和动平衡指标要求不甚严格的小规格轿车子午线轮胎,主要为柳州五菱、昌河、长安等微型车主机配套。随着1998年下半年汽车工业全面收缩调整和产品升级换代,我公司此种小规格轮胎积压严重,无人问津,于1999年上半年停产。由于A型硫化机自身的诸多缺点所限,生产165/70SR14及以上中大规格的轿车子午线轮胎,无法满足均匀性和动平衡指标质量要求,因此这10台硫化机一直处于闲置状态。与此同时,中大规格子午线轮胎销售形势良好,而我公司能全部投入生产的只有十五台液压硫化机,远不能满足胎坯硫化的需要,硫化能力不足成为制约我公司轿车子午线轮胎生产能力进一步提高的瓶颈问题。如果重新添置能满足生产要求的硫化机,就需要大量资金,在目前资金相当紧张的状态下是难以做到的。为此,我公司领导大胆决策,决定采用国家专利技术“轮胎定型硫化机C型中心机构”,对40.5"A型硫化机实施技术改造,以达到使闲置设备重新投产之目的。 
    2 轮胎定型硫化机C型中心机构特点 
    (1)本中心机构的胶囊顶端由中心柱支撑,定型时,胎坯与胶囊的对中性较好,稳定性也较好,比A型、B型中心机构更适合于子午线轮胎的硫化。 
    (2)硫化时,硫化介质不进入囊筒,只在胶囊内循环,不仅克服了A型中心机构耗能太大的缺点,而且也使该囊筒不属于压力容器检验规程之列。 
    (3)脱模卸胎时,胶囊以蘑菇状形式“翻入”囊筒(Rolling in Bladder),折叠程度比A型中心机构小,胶囊推出时需要的力量也较少,胶囊比较容易舒展在胎坯内,因此其使用寿命也较长。 
    (4)取消了A型硫化机推顶器及球鼻装置总成,结构得以优化,同时也避免了本文1.1所列的问题。 
3 40.5"A双模定型硫化机技改过程 
专利号为ZL97241678.1的“轮胎定型硫化机C型中心机构”是经过三年时间发明的。1999年8月,专利权人与沈阳橡塑机械设备厂正式签订了该专利实施许可合同。此次改造的核心即是将原40.5"双模定型硫化机的推顶器装置和中心囊筒装置彻底拆除,并更换成沈阳橡塑机械设备厂生产的C型中心机构。改造项目从1999年10月正式开始,分三个部分介绍如下。 
    3.1 机械部分 
    (1)40.5"双模定型硫化机C型中心机构总成制造和安装为改造重点。 
    (2)40.5"双模定型硫化机机械手部分,包括拆除原机械手定型球头及弹簧支承,增加定位套和调整轴。 
    (3)40.5"双模定型硫化机卸胎机构,为新增加部分,包括拆除原部分卸胎滚道:增加一套活动卸胎滚道及其驱动装置。 
    3.2 工艺管道及电气系统 
机械部分改造后,对相应的工艺管道及电气系统进行改造,包括拆除原机的部分工艺管道及电气控制线路;增加气动电磁阀及相应电气控制元件:增加可编程控制器(PLC)I/0模块,调整PLC控制程序;增加工艺管道中动力水部分薄膜切断阀、截止阀、单向阀和管路管线元件。 
    3.3 安装、调试及试车 
    (1)安装:包括所有机械部分的就位、相应工艺管道的布管及电气控制线路的布线;有关的电气焊焊接及喷漆等工作。 
    (2)妥善安装外胎模具和C型胶囊后,空负荷手动和自动调试,要保证中心机构各驱动缸动作灵活,并随时注意动力水管路、压缩空气管路和中心机构管路的泄漏。 
    (3)热负荷试车:包括手动、自动装胎:手动、自动定型和执行自动硫化,并随时注意热工管路和中心机构管路的泄漏。 
    4 使用效果 
    40.5"A型3#硫化机技术改造已于2000年1月完成,单台技改项目总费用为14.8万元,经现场测试,与C型中心机构及机械手有关的运动精度指标见表1。 
    表1 改造后硫化机的运动精度 

项目

精度保证

装胎器对中心机构的同心度/mm
装胎器对下热板的平行度/(mm/m)
装胎后上下胎圈的同心度/mm

Φ0.5
0.7
Φ0.5

    以上精度指标已达到日本三菱公司PC-X43/300RIB液压硫化机相关精度。本台改造完毕后被称为40.5" C型的硫化机,已于2000年1月下旬开始试生产165/70R14轿车子午线轮胎,其生产工艺条件如下: 
    (1)胶囊:CDC13/14HerBert型,上口夹缘直径=170mm,下口夹缘直径=225mm,胶囊高度=235mm,胶囊最大外直径=490mm。 
    表2 硫化工艺参数

一次内压(蒸汽)=0.83±0.05MPa

一次内压(过热水)=2.0±0.1MPa 173±3℃

内冷水>1.0MPa 30±5℃

外压(蒸汽)=0.62±0.02MPa 165±1℃

定型

高度/mm

压力/MPa

时间/s

一次定型

230±10

0.06±0.01

 

二次定型

100±10

0.08±0.01

3

内 压

外 压

步序

时间/min

步序

时间/min

一次内压

3

闭汽

 

二次内压

17

升温

 

内冷水

1

正硫化

 

主排

1

 

 

空排

1

 

 

合计

23

合计

23

    (2)外胎模型:165/70SR1481TC型,模型高度=290mm,模型外直径=780mm。 
    (3)硫化工艺参数见表2。 
    对己生产的100条165/7OSR14轮胎统计结果显示,成品的外观合格率达到95%以上,80%的成品均匀性和动平衡的指标达到A级标准,接近日本三菱公司PC-X43/300RIB液压硫化机的生产水平。165/7OSR14轿车子午线轮胎是我公司专为武汉神龙富康轿车主机配套的品种,其均匀性和动平衡的指标要求是我公司最严格的一个品种,甚至已超出欧洲ECE-33的相关标准,具体数据见表3。 
    表3 165/7OSR14轿车子午胎均匀性、动平衡指标

均匀性指标

A级

B级

动平衡指标

A级

B级

径向力(RFPP)/kgf
侧向力(LFPP)/kgf
锥度(CONY)kgf

<98
<78
<69

98~127
78~88
69~78

单边动不平衡量/g

<40

40~65

 注:1kgf=9.80665N 
    由此看出,本台40.5"A型硫化机中心机构C型化改造已获得圆满成功。