轮胎定型硫化机受力分析
7.轮胎定型硫化机
Tire shaping and curing press
第六节 主要参数确定
定型硫化机的主要参数包括：横压力、预紧力 （又称锁模力）和功率。 一、横压力、预紧力和总压力 横压力是确定机台和各零部件设计的原始参数。 Qh=Qn +Qsh －Qw Qh －横压力； Qn－模型内一个向外扩张的压力； Qsh－作用于蒸汽室壁的压力； Qw －模型外与蒸汽室间有一个力图压紧模型的原理 主机带动曲柄齿轮及连杆，横梁在曲柄齿轮及连 杆作用下垂直和水平运动，通过横梁的垂直运动 锁紧横梁和底座之间的模具，进而产生轮胎硫化 所需要的合模力。横梁上设有推顶器，底座上设 有中心机构，通过横梁的水平移动以便实现装胎、 轮胎与胶囊的剥离及卸胎等动作。在硫化整个周 期中，横梁都保持水平状态不倾斜。硫化时往中 心机构的胶囊中注入过热水，起到水胎的作用。 轮胎在闭合的上下模具间的高温高压下完成轮胎 的定型和硫化。
当单位压力为pn的过热水通入胶囊时，压力胶 囊传递给韦硫化的外胎， pn作用于胶囊内腔的 最大直径上，但由于胶囊及胎坯均不是刚性体， 特别是硫化加温后，胎坯胶料呈粘流态，故计 算模内压力时， Qn＝Л /4Dmn2pn 当蒸汽室通入单位压力为psh的蒸汽时。则蒸汽 室的压力为： Qsh＝ Л /4Dshz2psh 同样psh也作用到胎模的表面，则压紧模型的外 压力为： Qw＝Л /4Dmn2psh
二、功率的确定 功率消耗较大的有三个位置： 1）开模瞬间； 2）闭模启动引开和翻横梁时； 3）锁模力达到一定值时。 因为1）和2）受启动电流的影响，不代表机台 的真正功率。所以考虑功率只要3）得到满足， 其它就自然得到满足。
A型轮胎定型硫化机的运动问题分析
面 很 少 有 人 去 调 节 它 ， 一 方 面 ， 些 设 备 厂 家 的 另 有
（） 化 前 ａ简
（ ） 化后 ｂ简
度 地 存 在 上 横 梁 向单 侧 滑移 的现 象 ， 充 分 利 用 传 动 机 构 中 的 螺 钉 和 滑块 限制 上 横 梁 的左 右 摆 动 。另 外 ， 应 充 分 考 应 还 虑 运 动 死 点 ， 免运 行 冲击 避
关 键 词 ： 胎 ； 型硫 化机 ； 动 机 构 轮 定 运 中 图 分 类号 ： ＴＱ３ ０ ４ ３ ． ７ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ ６ ８ ７ （ ０ ６ ０ — １ ４０ ｉ ０ — １ ｌ ２ ０ ） ３０ ７ — ３
图 ３ Ａ 型 硫 化 机 传 动 机 构 结 构
ｌ 上 横 梁 及 主辊 ；一 墙 板 ；一 连 杆 ； 曲 柄 齿 轮 。 ２ ３ ４
结 构设计还 存在一些 问题 ， 主要 表 现 在 以下 两
方面。
（） １ 在调 整螺 钉 的过程 中 ， 为保证 连杆 的垂 直 度， 上横 梁 的端轴 不 能 过 长 或 者挡 盖应 尽 量往 里 多压 入一 些 。 国产 硫 化机 在 调 节 中连 杆 易倾 斜 ， 无 法达到 连杆 靠 紧 曲 柄齿 轮 、 曲柄 齿 轮 靠 紧底 座 端 面 的程 度 。 （） ２ 国产硫 化 机 的 上 横梁 轴 端 不 是 采 用挡 盖
本 文 通 过 对 我 公 司 曾使 用 过 的 Ａ 型 １ ２ ０９ ｍｍ 双模 定型 硫 化 机 的 运 动 特性 进 行 分 析 ， 掘 挖 出一些 值得 注意 的问题 ， 以便 进 行设备 改 造 ， 好 更
轮胎定型硫化机
充氮硫化的轮胎硫化机中心机构
充氮硫化的轮胎硫化机的中心机构，其大部分 部件与现有的充氮硫化的轮胎硫化机的中心机 构的相应部件相同，所不同的是，缸筒上口装 有缸盖和法兰盖，其环形凹槽喷射蒸气和氮气 的喷口方向分别呈水平偏下向与水平偏上向， 同时，在法兰盖上还装有一吸水胶管，其吸嘴 可吸取胶囊中的冷凝水通过出水管流出。该中 心机构用硫化机硫化轮胎，其硫化室内的蒸气 和氮气混合均匀，能及时排除冷凝水，保证硫 化室温度均匀稳定，从而提高硫化质量。
活络模是把两半模改为胎冠部位可径向分合的 几个小块，在合模时，活络模块能自动的径向 合拢，包住胎坯；卸胎时，活络模块可以径向 分离，脱离硫化的轮胎，这样保证胎体和胎冠 的完整和硫化质量，有利于装卸轮胎。
但是，活络模的结构复杂、制造成本高，因此 目前只在硫化子午线轮胎中采用。
活络模的结构类型较多，可分为：平面导向活 络模、圆锥面导向活络模球面导向活络模、径 向活络模、杠杆式活络模等。目前使用较多的 活络模具为平面导向活络模和圆锥面导向活络 模。
现在人们发现了利用氮气可以解决上述问题，它采用
190—210℃高压饱和蒸汽充入胶囊升温之后，再向胶囊充 入2.0—2.6MPa压力的高纯氮气的增压办法，以达到高温高
压的硫化条件，从而实现了上述目标。
近年来，蒸汽/氮气介质硫化方式发展很快，目前在美国、 日本等主要轮胎生产厂家新建项目已基本采用氮气硫化的 方式。
在模中硫化，胶囊上下夹环 在硫化位置。两个水平气缸
锁住中心机构
硫化结束。开模， 将轮胎顶离下模。
卸胎器转入， 抓住硫化好的轮胎
卸胎器转出，将硫化好的 轮胎送到后充气工位或卸胎 辊道。装胎器转入，将新胎坯
送到硫化工位
到达硫化位置， 胶囊出囊筒
机械式和液压式轮胎定型硫化机
机械式和液压式轮胎定型硫化机是当今轮胎定型硫化机的两大系列。
由于两种硫化机的主要动力不同,结构形式各异,运动方式也有别,其性能和适用的范围也有一定的差异,。
一、结构和性能比较,1、两种硫化机的传动方式不同,机械硫化机的传动路径为：电机 + 减速机 + 减速齿轮一曲柄 + 连杆 + 横梁 ( 上模 ) 。
液压硫化机的传动路径为：液压缸 + 横梁 ( 上模 ) 。
显见，机械式硫化机的传动路径冗长而复杂，因而其运动精度较差，液压硫化机的传动路径简单单一，因而其运动精度较高。
仔细分析会发现，机械式硫化机虽然传动精度低，运动平稳性较差，但并不影响轮胎硫化的精度。
因为我们知道，通常机械式硫化机横梁 ( 上模 ) 的运动轨迹由两部分构成，一段为竖直方向的升降，另一段为平行移动或者边移动边绕横梁轴转动。
这其中只有在竖直方向的运动才对轮胎硫化的质量有某种程度的影响。
但现在的机械式硫化机在横梁和底座间都设计有对中装置，横梁在升降段的运动直接由对中装置控制。
因此，其上下模型的对中度、平行度等与液压硫化机并无大的区别。
2、上模的运动轨迹不同,上面已经介绍,机械式硫化机的上模运动轨迹分为两部分即升降和平移(或翻转)。
开模时,模型先竖直上升后按照预定的轨迹向后平行移动或者边移动边翻转。
开模到终点,上模与下模之间根据需要保持一定的距离。
液压硫化机的上模只在竖直方向作升降运动。
开模后上模位于下模正上方一定距离的地方。
这样,机械式硫化机在开模后,下模的上方是完全敞开的,为后续的操作腾出了广阔的空间。
而液压硫化机由于上模始终在下模的正上方,并且由于硫化机体度的限制,开模的高度也有一定的限制,上下模型间的距离自然不可能太大,使后续的操作受到一定的影响。
3、合模力的产生方式不同,机械式硫化机的合模力来自主传动系统。
合模后依靠传动件的自锁承受硫化时的张模力。
合模力的调整是靠调整上下模的间隙实现的,调整十分繁琐。
液压硫化机的合模力由专门的被称之为加力油缸的液压缸产生。
机械式轮胎定型硫化机常见故障与分析
机械式轮胎定型硫化机常见故障与分析
时间：2012-07-26 作者：模具联盟网点击：391 评论：0 字体：T|T
轮胎硫化机是轮胎制造的关键设备，美国费尔斯通的一份研究材料介绍，一台硫化机上有四百多个因素（或部位）影响硫化轮胎的质量。
日本神户制钢所在桂林的技术交流会上介绍，在影响轮胎均匀性的因素中与硫化机有关的占30%，其中硫化机主机占9%，装胎机构占15%，后充气占6%。
轮胎硫化机也是轮胎厂使用最广的设备，它的使用与维护的好坏直接影响轮胎的生产效率。
硫化机的维修是轮胎厂设备管理人员投入精力最多的设备。
现从硫化机的结构和原理分析，同时综合硫化机在实际使用中的经验，按硫化机的组成部件对硫化机的常见故障、分析、纠正措施列表如下，供各轮胎厂设备管理及现有设备的大中修参考。
一、主机
二、装胎机构
三、硫化室与调模机构
四、中心机构
五、润滑系统
六、后充气装置。
25885093_B型机械式轮胎定型硫化机大修常见问题、原因分析及维修方法
作者简介：张晓琳（1988-），女，工程师，产品工程师，本科，主要从事双模定型硫化机的设计研发工作。
收稿日期：2021-04-30B 型轮胎定型硫化机（以下简称硫化机）大修是指对硫化机设备进行全面修理，使设备完全恢复精度，需要对设备所有零部件进行清洗检查，更换或加固主要零部件，调整机械和操作系统，配齐安全装置和必要附件，按设备出厂时的性能进行验收。
硫化机是轮胎在生产过程中使用的关键设备之一，也是保证轮胎产能、质量的基本条件。
由于硫化机使用环境及连续工作的性质，使得硫化机大修周期比其他机械设备要短。
硫化机机型更新周期快，硫化工艺变化大，气、电、液等控制水平不断更新和进步，以及环保节能、改善劳动强度等社会要求进一步推动轮胎生产企业尽快的更新设备或对原有的硫化机进行大修和技术升级改造。
近几年我公司对大量的硫化机进行了大修和升级改造工作，总结了硫化机在这过程中常见的问题、原因分析及维修方法如下：1 开、合模过程中有卡顿、异响原因分析：（1）主传动减速机磨损。
（2）传动轴、传动齿轮的键槽与传动键变形，导致配合出现间隙。
（3）传动齿面磨损。
维修方法：（1）检查减速机磨损情况。
减速机蜗轮一般采用B 型机械式轮胎定型硫化机大修常见问题、原因分析及维修方法张晓琳1，颜建龙1，郭良刚1，陆永高1，于波2，王爽1(1.青岛海琅特种装备科技有限公司，山东 青岛 266400；2.青岛双星轮胎工业有限公司，山东 青岛 266400)摘要：机械式轮胎定型硫化机长时间使用后需要大修，我公司在硫化机的大修和升级改造过程中总结了一些常见的问题，对其进行原因分析，并总结了在维修过程中对各类问题的解决方法。
关键词：轮胎定型硫化机；大修；原因分析；维修方法中图分类号：TQ330.491文章编号：1009-797X(2022)01-0065-05文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2022.01.014锡青铜，减速机正常运行时，磨损很慢，有些减速机能够使用10年以上。
轮胎定型硫化机
我国主要的硫化机生产企业： 桂林橡胶机械厂； 福建华橡自控技术股份有限公司； 益阳橡胶塑料机械集团有限公司等。
§3
规格表示与技术特征
（一）轮胎定型硫化机的型号编制通常以硫化机的热板护罩或蒸 汽室的内径、模型数量及一个模具上的合模力表示，胶囊型式作为
辅助代号。具体表示如下：
□ □——□ □ / □ ×□
7.胎圈（BEAD）【与轮辋之间过盈配合】 是由挂胶钢丝按一定形状缠绕而成，起到将轮胎装入轮辋固定 轮胎的作用。 8.三角胶条（APEX）【动力传导，减缓冲击】 轮胎中钢丝圈上面的填充材料，要求性能：有较高的硬度，有 很强的粘合性能，与其他粘合。 9.钢丝圈包布（FLIPPER）【维持胎圈部分强度，提高与胎体 的粘着性，防止钢丝圈分散。】 10.胎圈包布（CHAFER）【防止轮辋与胎体直接接触，保护 胎体，补强胎圈部分的强度。】 11.气密层（INNER LINER）【防止漏气】 无内胎轮胎使用，由特殊橡胶制造，替代内胎贴在轮胎胎里上， 要求有很好的气密性。 有内胎的称为油皮胶，主要是减少轮胎胎体帘线受到内胎的摩 擦。 12.冠带层（CAP PLY）【保持高速状态下轮胎尺寸稳定性】 是子午胎带束层上使用的帘布层，在轮胎行驶中抑制带束层移 动，并防止高速行驶时带束层的脱离。 13.花纹（GROOVE）【调整轮胎的稳定性，牵引力制动力、 排水性及降低噪音】
2、分类
（一）轮胎定型硫化机按采用胶囊类型的不同可 分为四种类型： A型（或称AFV型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎 中脱出时，胶囊在推顶器的作用下，往下翻入下模 下方的储囊筒内。开模方式一般为升降平移型。 B型（或称BOM型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎 脱出时，胶囊在中心机构的操纵下，待抽真空收缩 后向上拉直。开模方式有升降型、升降翻转型。 AB型（或称AUBO型）定型硫化机 胶囊从硫化的外 胎脱出时，胶囊在胶囊操纵机构和囊筒的作用下， 上半部作翻转而整个胶囊由囊筒向上移动收藏起来。 开模方式有升降型和升降翻转型。 RIB型（rolling in bladdet type）定型硫化机 为适应 子午线轮胎生产的需要，综合了A型和B型硫化机的 优点而开发的一种新型机型，结构类似AB型，但不 需要抽真空，开模方式为升降平移型。
有限元分析在轮胎定型硫化机优化设计中的应用
图 ２ 硫 化 机 应 力 分 布 示 意
图 ４ 硫 化 机 结 构 优 化 后 应 力 分 布 示 意
Hale Waihona Puke ５ 结 语 采 用 Ｐ ｏ Ｅ建立 轮 胎定 型 硫化 机 模 型 ， ｒ／ 利用 ＡＮＳ Ｓ并 采用 Ｓ ｌ ９ Ｙ ｏｉ ２单 元 对硫 化 机 进行 应 力一 ｄ
图 ３ 硫 化 机 应 变 分 布 示 慝
结 果 表 明 ， 化 机 最 大 应力 为 １３ ３ＭＰ ， 大 变形 量 为 ０ ６ 硫 １． ａ 最 、 ８ｍｍ， 硫化 机 强 度 余 量 较 大 ， 因此 在 优 化设 计 时 将 上 下托
板 厚度 均 减 小 １ ｍｍ、 杆 直 径减 小 ２ ５ 拉 ０ ｍｍ， 结 构 硫 化机 强 度 满 足 要求 。 新 关键词 ： 定 硫 化机 ； 限 元 分析 ； 型 ； 度 有 模 强 中图 分 类 号 ： ＴＱ３ ０ ４ ７ ０２ １ ８ ３ ． ； ４ ． ２ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ６ ８ １ ２ ０ ） １０ ４ — ２ １ ０ １ （ ０ ８ ０ —０ ４０ ７
图 ｌ 硫 化 机 有 限 元分 析 模 型
称 性 ， １ ｚ模 型 ， 图 １所 示 。将 模 型 导 入 建 ／ 如
ＡＮ ＹＳ后 ， Ｓ 选择 Ｓ ｌ ９ ｏｉ ２单元 ， ｏｉ９ ｄ Ｓ ｌ ２为 三维 １ ｄ Ｏ
３ 结 果 与 分 析
节 点 四面体结构 ， 在保 证 精度 的 同时可 使 用 不规
维普资讯
轮 胎 工 业
２０ ０ ８年第 ２ 卷 ８
有 限元 分 析在 轮 胎定 型 硫化 机 优化 设 计 中的应 用
赖福 昆 ， 志 宇 谢
轮胎定型硫化机液压系统常见故障与解决措施（2）
轮胎定型硫化机液压系统常见故障与解决措施（2）液压式轮胎硫化机液压系统常见故障分析⼀、液压硫化机概述液压式轮胎定型硫化机区别于机械式轮胎硫化机的地⽅就在于硫化机的多个主要部套都采⽤了液压驱动，⽐如活络模装置、升降驱动装置、中⼼机构和加⼒装置。
正因为如此，液压式硫化机克服了机械式硫化机固有的缺陷，具有结构紧凑、效率⾼、⾃动化程度⾼、轮胎定型精度⾼、更换轮胎规格容易、维护使⽤⽅便等优点。
从产品质量、能源消耗和⽣产率(直接产出率和设备利⽤率)诸⽅⾯看，液压式硫化机⽐机械式硫化机具有更佳的性价⽐，是轮胎硫化机的发展⽅向。
近⼏年，液压式硫化机已经⼤范围取代机械式硫化机，并且这种替代速度也呈加速态势。
当然，在液压硫化机得到轮胎⼚商认可和⼴泛使⽤的同时，我们也不能忽视现有液压硫化机存在的问题。
液压式硫化机的优势在于其采⽤了液压的传动⽅式，所以要想最⼤化发挥其优势，提⾼⽣产率和设备使⽤寿命，那么做好硫化机的液压系统维护和保养⼯作就显得⾄关重要。
本⽂将就液压硫化机液压系统在⽇常⼯作中的常见故障进⾏分析和解决。
⼆、液压硫化机液压系统⼯作原理2．1 概述液压硫化机在升降驱动装置、活络模装置、加⼒装置、中⼼机构上皆采⽤液压驱动。
整机的液压系统主要由油箱装置、泵机组、冷却装置、过滤装置、阀台以及管路组成。
液压硫化机⼯作时，升降油缸带动上模沿导向柱上升到位后，装胎机械⼿抓胎后转进装胎，中⼼机构的上下环上升，胎胚定位，装胎机械⼿卸胎后退出，升降油缸带动上模沿导向柱下降合模，胎胚定型后合模到位，在模座下⾯的加⼒油缸作⽤下，产⽣要求的合模⼒。
合模后，轮胎在硫化室内在加热、加压状态下保持⼀段时间后，硫化完毕。
轮胎硫化结束后，加⼒油缸卸压，升降油缸带动上模上升，轮胎脱出上模，上模上升到位后，卸胎机构转进卸胎，中⼼机构上环上升，卸胎⼿提胎上升到位后转出，将硫化好的轮胎送⾄后充⽓冷却。
之后如此反复。
2.2 主要元件及功能液压式轮胎定型硫化机的液压系统图如图1所⽰。
机械式轮胎定型硫化机有限元分析
（ ） 果 分 析 ３结
…
一
…
…
Ｉ
…
一
ｌ
ｌ
图 ７为底 座 接 触 分 析 结 果 。从 图 ７可 以 看
…
一
…
一
￣
７
．
…
７…
７ 爿 ｏ ￣ ４
：
ｌ
＿
出 ， 座最 大应力 发 生 在 主轴 与 曲柄 齿轮 配 合孔 底 上部很 小 的区域 内 ， 且远 小 于材 料 的屈服 强度 ， 其
对 称约 束 ， 底 座与 主 轴 、 在 主轴 与 曲柄 齿 轮 、 曲柄
齿 轮与小 轴 、 轴与 连杆 的接触 区域设 置接触 对 ， 小 在 上热板 的模 具接 触 区域 和连 杆 平 面施 加 面 力 ，
一
施加 边界 条件后 的模 型如 图 ５所 示 。
图 ２ 上横 梁部 分 边 界 条 件
摘要： 采用 ＩＤ ＡＳ软 件 将 机 械式 轮胎 定 型 硫 化 机 分 为 与 上横 梁 和 底 座 相 关 的两 个 部 分 ， 别 进 行 整 体 接 触 有 限 －Ｅ 分
元 分 析 。 结 果 表 明 ， 梁 最 大 应 力 出现 在 侧 板 与 主 轴 配合 孔 的下 部 区 域 ， 轴最 大 应 力 出现 在 与 曲柄 齿 轮 配 合 端 的下 横 主 部 区 域 ， 座最 大 应 力 发 生 在 主 轴与 曲柄 齿 轮 配 合孔 上部 很 小 的 区 域 内 ， 小 于 材料 的 屈 服 强 度 ， 此 硫 化 机 的设 计 底 均 因
２ 上 横 梁 部 分 有 限 元 分 析
采用 ｌ Ｏ节点 四面体 实体单 元进 行 网格 划分 ， 接 触位 置则 进 行 映 射 网格 划 分 ， 分 结 果 如 图 ３ 划
液压式硫化机承力部件结构强度与疲劳分析
作者简介：刘玉龙（1988-），男，中级工程师，硕士研究生，主要从事结构力学、结构动力学和流体力学的研究工作。
收稿日期：2021-12-140 引言随着汽车工业的发展，对轮胎性能的要求越来越高，同时硫化是影响轮胎成品的重要工序之一。
良好的硫化工艺装备对提升成品轮胎的各项性能起着重要作用。
硫化机的稳定及可靠程度影响轮胎的生产效率及轮胎质量。
液压式硫化机是通过液压油缸驱动上横梁带动上模具做垂直运动，液压硫化机承力部件的位移、应力以及疲劳强度直接影响硫化机的可靠性。
有限元分析作为现代机械产品设计的有效手段，通过有限元分析可以缩短产品设计周期及风险，提高一次设计成功率。
目前有限元分析在硫化机关键部件的强度疲劳分析方面得到了较为广泛的应用。
唐谷枫[1]利用理论计算、有限元分析的方法对大吨位多层平板硫化机的结构进行了优化设计，将工作板从实心平板结构优化为框架结构有效的增加刚度并减轻了结构重量。
刘志刚等[2]则利用Hypermesh 和Ansys 对多接触面轮胎定型硫化机进行了模态分析、应力和应变分析，同时改进了硫化机的结构，达到了消除应力集中、提高硫化机抗振性和工作稳定性的目的。
胡海明等[3]应用Abaqus 软件对硫化工况下的轮胎模具底座进行了热力耦合和力学性能分析，应用Fe-Safe 软件对不同厚度和滑板结构的底座进行疲劳损伤和使用寿命计算，研究发现可以通过增大底座和U 形螺旋槽厚度的方法延长硫化机使用寿命。
张正罗液压式硫化机承力部件结构强度与疲劳分析刘玉龙 ，杨慧丽，官炳政(软控股份有限公司，山东 青岛 266045)摘要：硫化机承力部件的位移、应力以及疲劳强度对于整个硫化机性能可靠性和使用寿命起着关键作用。
利用有限元分析的方法对液压式硫化机的结构强度及疲劳强度进行计算，研究了承力部件的位移、应力及疲劳强度。
分析结果表明：液压式硫化机承力部件的变形符合安全许用标准，各承力部件最大应力均小于材料的许用屈服强度，各承力部件的疲劳安全系数最小值均满足疲劳强度要求.液压式硫化机结构设计和材料选择均符合安全规范。
脱模力计算
脱模力的大小需根据具体情况具体计算，对于小型制品脱模力很小，可能只有几十牛顿，甚至仅仅几牛顿；而对于较大型制品会大的多，达到几十千牛，甚至更大。
如福建华橡自控技术股份有限公司的45寸轮胎定型硫化机中，脱模力F=27.43KN 。
因此对于不同的制品脱模力的计算需根据具体的公式进行计算，计算公式如下：计算简单形状制(如圆筒）的脱模力计算方法是：Ac Pc f Fe ⨯⨯= Pc 为型芯的接触压力；Ac 为型芯与塑件的接触而积；f 为制品顶出时塑料与型芯之间的摩擦系数。
针对圆筒其中m r s d T E Pc ⨯∆⨯=)(，)(T E 为塑料在顶出温度下的弹性模量，r d ∆为制品脱模后的直径相对变化量，m s 为制品厚度。
L Ac π2=,其中L 为制品与型芯接触部分的长度。
一个使用较为普遍的脱模力计算模型：公式中定义接触压力为：m T 为材料软化温度，t 为制品厚度，μ为泊松比。
以此为依据，脱模力计算式为：针对空心薄壁锥体，并考虑了拔模角及真空力对脱模力的影响，其公式为：ε为塑料的拉伸应变，B 为垂直于脱模方向型芯的投影而积。
该公式中，第一部分代表总包紧力，通过对于薄壁中空锥形体的力和应力分析获得；第二部分代表摩擦因数；第三部分代表真空力。
圆形制品和矩形制品的脱模力计算模型分别为：其中ε为材料收缩率，E 为弹性模量，μ为泊松比，t 为材料厚度，L 为制品与型芯接触部分的长度，θ为脱模斜度。
《塑料成型模具》一书,在推导脱模力计算公式时,受力分析如图1所示,其推导过程是: ααsin cos 1P Q F +=（1）上式中摩擦阻力F 为：()αsin 1Q P f F -=（2）将（2）式带入（1）式得：其中1Q ——脱模力(1Q 未考虑不带通孔塑件脱出时需克服的大气压力所造成的阻力) P ——正压力(即型芯上沿锥面全面积上的总压力)f ——摩擦因数α——脱模斜度(型芯锥角的一半）杠杆式脱模机构（轮胎硫化机）受力分析：杠杆式脱模机构在推动中心机构时，为滚子传递推力。
机械式轮胎硫化机控制系统常见问题及解决措施
轮胎硫化机控制系统常见问题及解决措施2007年01月07日星期日 14:56轮胎硫化机控制系统常见问题及解决措施1 前言轮胎定型硫化机的控制系统是由控制模温的三针记录仪和时序控制器及管路部分组成。
我厂三针记录仪采用的是WJS206型气动三针记录调节仪,它可对硫化机的内温、内压进行连续记录,对外温进行连续记录和调节,并可在圆盘记录纸上清楚地记录被控参数。
时序控制器采用的是TDS一0903型机械式程控器。
数字式程控器和可编程控器三种。
下面分别介绍在使用中出现的问题及解决措施。
2 三针记录仪出现的问题及解决措施当被测压力传至螺旋弹簧管或温包测量头感受被测介质的温度变化时,螺旋弹簧管的自由端将产生角位移,通过四连杆机构,带动指针便可记录被测压力或温度值。
(1)指针不动①管路堵塞或泄漏,要更换元件。
②四连杆机构拉杆脱落,应把拉杆重新上好。
③指针脱落,把指针上好。
(2)温度记录指示值逐日下降。
若出现温度指示值逐日下降现象,应把表取下,在校验室中校验,检查测量范围是否正常,若不正常,说明温包漏了,应更换温包。
(3)温度指针动作缓慢螺旋管堵塞或渗漏,应更换元件。
(4)指针在小范围内不灵敏一是拉杆连接部位小孔与钢球之间有灰尘,摩擦大,要经常清洗小在与钢球。
二是调零螺丝和齿轮间松动,要更换调零机构。
(5)记录曲线经常断线三针记录仪使用的记录笔尖有两种,一种是一次性笔尖,另一种是挂瓶带毛细管式笔尖。
前者使用寿命非常短,有的只用二、三天就没水了,我们在笔尖顶端打一小孔,然后往里注水,这样就可长期使用。
后者也经常出现断线现象,其原因是笔尖堵塞,要对笔尖进行清洗;毛细管绪塞或泄漏,要清洗或更换毛细管;墨水瓶悬挂位置太低,要找准墨水瓶位置。
(6)调节仪没有输出,或输出压力小。
①气源压力达不到0.14MPa,检查气源管路,使之达到0.14MPa。
②喷嘴端面有污物,档板盖不住喷嘴,应当经常清洗喷嘴。
③气路板内节流孔堵死,或气路板漏气,应清洗节流孔,更换气路板。
基于ANSYS的轮胎硫化机受力部件有限元分析及优化设计研究的开题报告
基于ANSYS的轮胎硫化机受力部件有限元分析及优化设计研究的开题报告一、研究背景随着汽车行业的发展，轮胎作为汽车的重要零部件，在车辆行驶过程中起着至关重要的作用。
轮胎的性能和品质直接影响着车辆的安全性、经济性和舒适性。
而轮胎的硫化机受力部件是影响轮胎质量的重要组成部分之一。
因此，对轮胎硫化机受力部件进行优化设计和有限元分析具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的和内容本文旨在基于ANSYS有限元分析软件，对轮胎硫化机受力部件进行有限元分析和优化设计。
主要研究内容包括：1、轮胎硫化机受力部件的结构设计和参数确定；2、轮胎硫化机受力部件的有限元模型建立和模拟；3、对轮胎硫化机受力部件进行应力、应变和变形分析，找出其存在的弱点和问题；4、针对分析结果进行优化设计，提出改善方案；5、对优化后的轮胎硫化机受力部件进行有限元模拟和实验验证。
三、研究意义本研究对于提高轮胎硫化机受力部件的设计和生产质量，提高轮胎的舒适性、安全性和经济性具有重要意义。
同时，研究结果将为轮胎硫化机受力部件的优化设计和制造提供重要的参考和依据。
四、研究方法本研究采用有限元分析方法对轮胎硫化机受力部件进行分析。
主要步骤包括：建立轮胎硫化机受力部件的有限元模型、进行应力、应变和变形分析、进行优化设计和模拟和实验验证等。
五、研究进度计划本研究计划在6个月内完成。
具体的进度计划如下：第1个月，对轮胎硫化机受力部件的结构设计和参数确定进行研究和探讨；第2个月，建立轮胎硫化机受力部件的有限元模型以及进行分析；第3-4个月，进行应力、应变和变形分析，找出存在的问题和弱点；第5个月，对分析结果进行优化设计，提出改善方案；第6个月，对优化后的轮胎硫化机受力部件进行有限元模拟和实验验证，完成论文的撰写和论文答辩准备。
六、研究过程中可能遇到的问题和解决方案在研究过程中，可能会遇到以下问题：1、软件的使用问题。
解决方案：通过学习软件的使用教程和资料，多用多练，熟练掌握软件使用技巧。
轮胎硫化机总体结构
轮胎硫化机总体结构|(l)机体为固定的框架,结构紧凑,刚性良好,安装运输方便。
(2)开合模时上模部分只有垂直上下运动,靠前后和左右滚轮在导轨上滚动。
滚轮带有偏心套,对中度可精确调整。
滚轮与导轨之间基本上没有间隙,可保持很高的对中精度和重复精度。
(3)虽然液压式硫化机也是双模腔的,但从受力角度看,只是两台单模硫化机连结在一起。
合模力依靠液压缸加在模具中心的力和二侧框架对称的弹性伸长而获得,模具圆周方向受力均匀5。
在整个操作过程中硫化工位轴线能始终保持理论垂直,没有角转运动。
(4)由于合模力决定于合模油缸油压,不受环境温度或工作温度影响,可保持恒定的合模力。
(5)运动零件动作时其滑动表面或滚动表面没有法向负荷,磨损极小,可保持长时间的操作精度。
(6)由于改进了机械结构和隔热层的设计,辐射热损耗比机械式硫化机降低30～50%。
(7)由于开合模动作简化,开合模时间缩短30%左右,提高了机器的生产率。
(8)因为没有上模的翻转运动,对保持活络模的精度和延长其使用寿命有利。
(9)由于取消了全部蜗轮减速器、大小齿轮、曲柄齿轮和大连杆等运动件和易损件,维护保养工作量减少。
(10)由于整机重量减轻,且机器在开合模时重心轴线不偏移,机器的基础处理可大大简化。
(11)机器的运动精度提高,可达到:上下热板同心度≤0.3mmTIR上下热板平行度≤0.3mm/m装胎器对下热板的同心度≤0.3mmTIR装胎器对下热板的平行度≤0.5mm/m 卸胎器对下热板的同心度≤1mmTIR卸胎器对后充气环的同心度≤1mmTIR总体结构|(l)机体为固定的框架,结构紧凑,刚性良好,安装运输方便。
(2)开合模时上模部分只有垂直上下运动,靠前后和左右滚轮在导轨上滚动。
滚轮带有偏心套,对中度可精确调整。
滚轮与导轨之间基本上没有间隙,可保持很高的对中精度和重复精度。
(3)虽然液压式硫化机也是双模腔的,但从受力角度看,只是两台单模硫化机连结在一起。
合模力依靠液压缸加在模具中心的力和二侧框架对称的弹性伸长而获得,模具圆周方向受力均匀5。
B型轮胎定型硫化机常见故障与分析
B型轮胎定型硫化机常见故障与分析摘要：通过对B型轮胎定型硫化机日常的开合模、装胎机构、中心机构、卸胎机构的各类故障进行原因分析，从硫化机各部分的控制、原理、结构及生产操作多方面分析给出处理方法，供轮胎工厂的设备管理、维修部门在分析、处理硫化机常见故障时参考。
关键字：硫化机；合模；开模；机械手；中心机构；卸胎支臂；轮胎定型硫化机是目前轮胎制造中的主要设备，但随着全钢子午线轮胎的不断普及，轮胎定型硫化机在通过最初的安装调试后，将处于长时间的日常生产运行阶段。
硫化机的日常维修是轮胎工厂设备管理、维修部门日常投入精力最多的设备，硫化机各类运行故障的及时、正确排除，将是保证轮胎产能、轮胎质量的基本条件。
同时，根据硫化的重要性，在处理故障时若时间掌握不当，方法运用不妥，会直接造成轮胎质量缺陷。
因此，在处理故障时，应由易到难，由浅到深，即先检查直观的、用时短的部位，若故障没有得到解决，再逐步的检查不易找出问题的部位。
综合我公司全钢轮胎定型硫化机日常生产运行所发生的各类故障，提取其中的常见故障、分析及处理方法。
供各轮胎工厂的设备管理、维修部门在分析、处理硫化机常见故障时参考。
一、开合模故障1.合模接近到位时不合模，手动合模电流大1.1原因分析1.1.1合模不到位或合模过位；1.1.2活络模具上模偏转；1.2处理方法1.2.1查看触摸屏“限位显示”界面、横梁左右连杆，确认合模角度，调整旋转编码器，使连杆与曲柄齿轮垂直；1.2.2调整活络模位置，校正锅罩定位条；2.合模到位后，运行硫化步序，无内压内温2.1原因分析2.1.1“阀组定义”不正确；2.1.2仪表柜控制气源没有打通；2.1.3机械阀没压到位、旋转编码器跑位合模不到位，仪表柜程控气源气压不够；2.1.4熔断器熔丝烧断、程控电磁阀线圈烧或内部阀杆卡住；2.2处理方法2.2.1查看触摸屏参数设置中的“阀组定义”按施工标准正确设置；2.2.2仪表柜面板控制气源旋塞阀打在“通”上；2.2.3调整机械阀位置或阀杆高度，调整编码器角度使合模到位，仪表柜程控气源压力应在0.35-0.4Mpa之间；2.2.4先手动拨上电磁阀，保证轮胎质量，然后处理a、更换熔断器；b、更换电磁阀；3. 模型挤压力不足3.1原因分析3.1.1调模装置调整螺母、螺栓和上模固定板间隙过大或连杆主轴套间隙过大；3.1.2向下调节上压板时扭矩不够；3.1.3“合模”限位开关凸轮位置不当，妨碍硫化机完全闭合；3.1.4上蒸汽室垫片太厚；3.2处理方法3.2.1加大扭矩，将上压板向下调或更换磨损零件；3.2.2加大调节扭矩；3.2.3调整旋转编码器合模角度；3.2.4减少垫片使蒸汽室在最大模具挤压力下保持开口2-3mm；4.主电机在到达完全闭合位置前失速，负荷电流过大4.1原因分析4.1.1启动前，手动油泵润滑不足；4.1.2硫化机合模压力定得过高；4.1.3由于减速器齿面损坏，造成传动效率太低；4.1.4电压下降过多，减少了电机的扭矩；4.1.5主轴套与轴粘滞；4.1.6减速机用油不当或油变质，降低了传动效率；4.1.7主制动器没有完全松开；4.1.8曲柄齿轮轴端与基面间的间隙太小；4.1.9过载保护调得太小，或熔断丝太小；4.2处理方法4.2.1启动前手工循环油泵，使传动润滑充分；4.2.2将合模力调在规定的最大值之内；4.2.3检查减速器齿轮损坏情况，必要时更换；4.2.4检查电机控制的实际电压；4.2.5检查与修理，必要时进行更换；4.2.6换油或选用适当牌号的油；4.2.7检查制动器，调整制动片间隙到合适的范围内；4.2.8在曲柄齿轮轴端和轴盖之间加垫，调整间隙；4.2.9检查过载保护装置，调整在合适位置，选择合适的熔断丝；二、装胎机构故障1.机械手不转入/转出1.1原因分析1.1.1操作不正确，转换开关未处于正确的档位；1.1.2机械手转入控制按钮坏；1.1.3限位不到，机械手转入条件不满足；1.1.4熔断器烧坏，电磁阀不得电；1.1.5二位四通滑阀没有正常工作；1.1.6装胎机构定位板跑位，立柱与底座不垂直；1.2处理方法1.2.1电控柜操作面板上机械手左/右转换开关打在“双”档位、机械手手/自动转换开关打在“自动”、主机手/自动转换开关打在“手动“档位；1.2.2更换控制按钮；1.2.3查看限位显示，机械手上限、开模限位、急停按钮、安全杆、过载保护是否到位并调整限位位置；1.2.4更换对应的熔断器；1.2.5检查是否有漏风、卡滞、串水现象，更换二位四通滑阀；1.2.6调整装胎机构定位板，使立柱与底座垂直，机械手转入自如；2.机械手不张开/闭合2.1原因分析2.1.1操作不正确，机械手转换开关未处于正确的档位；2.1.2机械手张开/闭合按钮坏；2.1.3熔断器烧坏，电磁阀不得电；2.1.4机械手张闭气缸串风，滚动轴承卡滞；2.2处理方法2.2.1电控柜操作面板上机械手手/自动转换开关打在“手动”档位；2.2.2更换控制按钮；2.2.3更换对应的熔断器；2.2.4修理机械手张闭气缸或更换密封圈，更换卡滞的滚动轴承；三、中心机构故障1.下环不升1.1原因分析1.1.1限位不到，下环升条件不满足；1.1.2熔断器或电磁阀线圈烧，电磁阀没有得电；1.1.3下环升降二位四通滑阀、切断阀串水，没有正常切换介质；1.1.4中心缸外表面与导套摩擦处缺油，有卡滞；1.1.5下环水缸内部串水，水缸内上下腔压力相等，无法动作；1.2处理方法1.2.1查看限位显示，开模限位、安全杆限位、开模角度、急停按钮或主机电源是否正常并调整限位开关；1.2.2更换熔断器或电磁阀，使电磁阀正常得电；1.2.3修理二位四通滑阀、切断阀，更换密封圈，使滑阀、切断阀正常切换介质；1.2.4清擦中心缸表面，检查是否有划痕并修理，给中心缸表面涂抹润滑油脂；1.2.5更换下环水缸密封圈；2. 中心机构上环不能升降或动作缓慢2.1原因分析2.1.1中心机构泄露；2.1.2进、出水金属软管堵塞；2.1.3相关控制阀泄漏；2.1.4中心机构活塞杆变形；2.1.5导杆变形；2.2处理方法2.2.1更换中心机构活塞密封件；2.2.2疏通或更换金属软管；2.2.3修复或更换控制阀；2.2.4校正或更换活塞杆；2.2.5校正或更换导杆；四、卸胎机构故障1.卸胎支臂不进/出1.1原因分析1.1.1限位开关不到位，卸胎支臂进/出条件不满足；1.1.2电磁阀未正常工作；1.1.3二位四通滑阀不动作或动作有卡滞；1.1.4二位四通滑阀内部串水；1.1.5水缸内腔串水，致使水缸前后内腔压力相等，无法动作；1.1.6卸胎支臂机架轨道倾斜，进出运动阻力增大；1.2处理方法2.1.1检查下环升限、支臂降限、开模限位、安全杆、急停开关并调整限位，使卸胎支臂进/出条件满足；2.1.2检查熔断器、电磁阀线圈，以至更换电磁阀；2.1.3修理二位四通滑阀，阀杆在手推情况下可自如动作，或更换滑阀；2.1.4更换二位四通滑阀阀内密封圈；2.1.5更换水缸密封圈；2.1.6校正卸胎支臂机架轨道，是轨道面与导杆平行；2.卸胎支臂不升/降2.1原因分析2.1.1电磁阀未得电工作；2.1.2二位四通滑阀不动作或动作有卡滞；2.1.3二位四通滑阀内部串水；2.1.4水缸内腔串水；2.1.5支臂销轴卡死、变形，支撑板磨损、断裂；2.2处理方法2.2.1检查熔断器、电磁阀线圈，以至更换电磁阀；2.2.2修理二位四通滑阀，检查弹簧完好状况或更换，检查或更换膜片，以至更换滑阀；2.2.3更换二位四通滑阀阀内密封圈；2.2.4更换水缸密封圈；2.2.5支臂销轴加油，更换销轴，修理支撑板磨损处或更换；五、结束语B型轮胎定型硫化机作为轮胎制造的主要设备且数量最多，长周期的连续运行使设备故障不断出现，故障种类、形式也在不断变化。