一种轮胎制备工艺
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202110542762.4 | 申请日 | 2021-05-19 |
| 公开(公告)号 | CN115384091A | 公开(公告)日 | 2022-11-25 |
| 申请人 | 青岛慕沃科技有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 潘川; 朱健鹏; | 第一发明人 | 潘川 |
| 权利人 | 青岛慕沃科技有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 青岛慕沃科技有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：山东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：山东省青岛市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：山东省青岛市城阳区荟城路506号6号楼702室 | 邮编 | 当前专利权人邮编：266109 |
| 主IPC国际分类 | B29D30/00 | 所有IPC国际分类 | B29D30/00 ; B29D30/10 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 专利代理人 | ||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于液体原材料制备轮胎的工艺，该工艺采用多序成型的方式将 胎面 、带束层、 胎体 、子口、胎侧依次成型后形成轮胎整体。本工艺适合原材料为液体的各种类型的实心胎和充气式轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎、及各类特种轮胎等。 | ||
| 权利要求 | 1.一种用于液体原材料制备轮胎的多序成型的制造工艺，其特征在于：该工艺成型顺序依次为胎面成型分序；带束层成型分序；胎体成型分序；钢圈成型分序；胎侧成型分序；内芯脱出分序；开模分序。 |
||
| 说明书全文 | 一种轮胎制备工艺技术领域[0001] 本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种胎制备工艺。 背景技术[0003] 轮胎在滚动过程中受力极其复杂，各部位功能不尽相同，仅仅使用一种或两种橡胶材料很难满足需求，因此轮胎结构上演化出了以上多种部位进行相互补充。各个部位功能不同，对材料的要求也不同，例如胎侧需要抗紫外线、耐磨、抗疲劳等性能，气密层对气密性要求较高。 [0004] 与此同时，以上子午线轮胎配方和结构特点也决定了其制造工艺较为复杂。主要过程分为密炼、挤出、压延、裁断、成型、硫化等。 [0005] 传统轮胎制造主要有以下特点： [0006] 工厂建设方面： [0007] 1.工序数量多且复杂：几十个工序，质量管控复杂，任何一个工序出现问题，直接影响产品质量。 [0008] 2.占地面积大：一般的轮胎厂车间长宽大约各1公里，该特点严重制约了轮胎厂的发展，只能建在市郊或土地廉价偏远的地区。 [0009] 3.投资额度大：由于车间、设备、工序等较复杂，建设普通轮胎厂的投资一般以10亿人民币为单位，达到20‑40亿，且建设周期漫长，一般至少为3‑5年。 [0010] 4.人工数量众多：轮胎生产的众多工序决定了需要有足够的技术工人才可维持生产，普通轮胎厂最少需要500‑800名工人才可保证一条生产线的生产。 [0011] 5.污染严重：轮胎制造过程中密炼、压延、硫化工序中粉尘、废气、噪音等污染源常年存在，国家也采取多项措施限制传统轮胎厂的扩张与新建。 [0012] 6.能耗巨大：生产线长，设备多，能耗极大，特别是硫化过程最严重，需要大量使用蒸汽提供热源。 [0013] 技术方面：由于轮胎某些部件极厚，在成型及硫化时不可避免的出现各类技术缺陷。例如橡胶导热缓慢，胎面过厚使硫化时间较长且里外硫化程度不均匀，造成材料里外特性不同，在行驶过程中极易破损。此类问题是橡胶材料的本身属性造成的，虽然各厂家通过调整配方、调整结构及工艺，整体技术在不断改善，但是无法从根本上解决。另外，橡胶材料在苛刻的矿山工况下耐磨及抗刺扎性能较差，导致工程胎和矿山巨胎寿命极低，仅有几千小时甚至几百小时的使用寿命，造成工程用轮胎成为矿山开采成本的主要耗费。 [0014] 在传统轮胎的生产过程中为了对整个轮胎成型，生产工艺大多采用先预成型再胶囊成型的方式，该方式的主要原理是将预成型的胎胚放入轮胎模具中，通过进入胶囊内部的高压水或高压气体，使得胶囊鼓起，将轮胎胎胚向外挤压到轮胎模具上，通过硫化定型后形成轮胎外部形状和内部的空腔。随着工程机械的日益大型化，对轮胎的需求也日益大型化、巨型化。在巨型轮胎领域，最大的轮胎达到直径4米以上。为了生产这些巨型轮胎，轮胎模具的直径尺寸超过了5米，高度接近2米，重量达到100吨以上。这些重量巨大的模具需要极大的驱动力和锁模力才能正常运作，而且因模具中各个部件重量巨大，驱动各个部件的机械容易出现损坏。在轮胎生产过程中，为了加热和维持模具温度所需的能量也极其巨大。 [0015] 原材料为液体的轮胎生产过程中，因其填充材料初始状态为液体，没有预成型的轮胎胎胚，所以无法为胶囊提供反向压力，导致胶囊在没有内部压力的状态下膨胀不易控制，容易与外侧模具产生接触，导致产品报废。而且如果要增强轮胎性能，需要在轮胎中增加大量的骨架支撑结构，使用胶囊无法为骨架提供定位。因此以液体为原材料生产的轮胎基本以实心胎为主，当使用此类实心轮胎制造工艺制造大型轮胎时，仅轮胎自重就极为惊人，其制造成本和使用成本极高。 发明内容[0016] 本发明的目的在于提供一种用于液体原材料制备轮胎的成型工艺，该工艺通过多个工序对轮胎的各个部件进行顺序成型最终完成整个轮胎的制备。通过不同的成型工序，通过增加或快速更换不同的模具部件，最终完成整个轮胎的成型。 [0017] 工艺按照成型顺序分为：一、胎面成型分序；二、带束层成型分序；三、胎体成型分序；四、钢圈成型分序；五、胎侧成型分序；六、内芯脱出分序；七、开模分序。各序之间通过设备和模具的周转，使得产品在各序之中成型不同部位的组件，最终成型整个产品。 [0018] 以下对工艺各序成型方式进行分序介绍。 [0020] 胎面成型具体工艺见专利CN2019113002506，其中花纹块根据胎面成型时的压力设计相应的厚度，安装在外模套上。将花纹块安装到外模套中，通过机械结构固定，将带有花纹块的外模套安装到旋转设备上，开启旋转设备至设计转速，浇注胎面(101)。 [0021] 二：带束层成型分序(见图2)使用带束层(102)和带束层夹持部件(9)对轮胎带束层进行成型。将带束层安装到带束层夹持部件上并置入胎面下方，安装完毕后，继续旋转模具至设计转速，注入带束层用胶料。 [0022] 带束层最终埋入轮胎成为轮胎的一个部件 ，其制备方式见专利CN201911421934.1。 [0023] 其中带束层夹持部件通过模具内部的快速夹持部件(8)，将带束层快速安置于设计位置，并在料流填充时，为其提供支撑和定位。 [0024] 三：胎体成型分序(见图3)使用上胎体成型支撑板(12)、上胎体成型固定板(13)、上胎体成型板(14)、下胎体成型板(15)、下胎体成型固定板(16)、下胎体成型支撑板(17)、轮胎内芯(11)和内芯夹持部件(10)，成型胎体(103)并将胎体与带束层之间的空隙进行填充。带束层浇注完成后，继续旋转，将轮胎内芯安装到内芯夹持部件上。待带束层固化后，装入下胎体成型板、下胎体成型固定板、下胎体成型支撑板、轮胎内芯、内芯夹持部件、上胎体成型支撑板、上胎体成型固定板、上胎体成型板。安装完成后继续旋转模具至设计转速，注入胎体用胶料。 [0025] 轮胎内芯用于成型胎体和固定骨架材料，其制备方式见专利CN2020107941410。当内芯使用内胎或类似内胎的装置，在浇注后永久留存到轮胎中时，内胎的制备方式见专利CN2021102511872 [0026] 内芯夹持部件通过模具内部的快速夹持部件，将轮胎内芯快速安置于设计位置，并在料流填充时，为其提供支撑和定位。 [0027] 上胎体成型板和下胎体成型板定位到固定位置，在轮胎内芯安装到位后安装到已完成了胎面和带束层浇注的模具上，形成胎体成型用的型腔。 [0028] 四：钢圈成型分序(见图4)使用钢圈夹持部件(18)和钢圈外模(19)成型轮胎的轮辋胶(105)。将钢圈(104)安装到钢圈夹持部件上，胎体浇注完成后，继续旋转，待胎体固化后，装入钢圈外模和钢圈夹持部件。安装完成后继续旋转模具至设计转速，注入轮辋胶用胶料(见图5)至标识的浇注停止位置。轮辋胶浇注完成后继续旋转，待轮辋胶固化后，安装预留排料孔零件。 [0029] 钢圈夹持部件通过模具内部的快速夹持部件系统将钢圈快速安置于模具中的设计位置，并在料流填充时，为其提供支撑和定位。 [0030] 钢圈外模通过上下胎体成型支撑板安装到模具上，用于轮辋胶形状的成型并通过刻度标识浇注停止位置 [0031] 五：胎侧成型分序(见图6)使用上侧板(20)和下侧板(21)成型轮胎的上下胎侧(106)。钢圈成型结束后，打开下胎体成型板、下胎体成型固定板、下胎体成型支撑板、上胎体成型支撑板、上胎体成型固定板、上胎体成型板，安装上下侧板，从上下侧板上的注料孔中注入胎侧用胶料(见图7)。注入完成后，旋转固化，固化后模具转入后硫化室。 [0032] 当使用预先成型胎侧时，可直接将已成型的胎侧直接贴合到胎体上。 [0033] 六：内芯脱出分序使用加热组件、内芯抽出组件将成型后轮胎内的可熔化内芯加热后排出。在轮胎完成成型后将模具与轮胎整体转至后硫化室内进行后硫化，后硫化完成后，在轮胎上安装加热组件和内芯抽出组件，将轮胎内芯取出(见专利CN2020107941410)。 [0034] 七：开模分序使用开合模设备和检测设备进行轮胎取件和初步检测。在轮胎完成后硫化和内芯抽出后，将模具安装到开合模设备上进行开模，取件。取件完成后，模具返回一序，完成生产循环。取出后的轮胎安装气门嘴后，充气进入检测设备。检测完成后，进入仓库储存。 [0037] 作为优选，大批量生产时，花纹块使用塑料材质，通过注塑成型。 [0038] 作为优选，花纹块空心结构中使用筋位以增加结构强度。 [0039] 作为优选，花纹块空心结构中具有通气加热结构，且块与块之间的通道可通过密封或接口相连。 [0040] 作为优选，快速夹持部件系统使用液压机构进行锁紧。 [0041] 作为优选，快速夹持部件系统采用自动化上下部件。 [0042] 作为优选，快速夹持部件系统安装自锁紧机构，防止料流填充时出现松动。 [0043] 作为优选，上下胎体成型组件上具有快速换部件用接口。 [0044] 作为优选，上下胎体成型组件空心结构中使用筋位以增加结构强度。 [0045] 作为优选，上下胎体成型组件空心结构中具有通气加热结构。 [0046] 作为优选，上下胎体成型组件上安装有气拍，在换部件时防止真空吸模。 [0047] 作为优选，上下两侧成型组件可做成多个零件组装的结构防止在开模时零件粘模造成的变形。 [0048] 作为优选，钢圈外模上具有快速换部件用接口。 [0049] 作为优选，钢圈外模根据所用轮辋的形状不同，具有不同的可换的镶件。 [0050] 作为优选，钢圈外模上的刻度和颜色警示设有明显的观察位置。 [0051] 作为优选，上下侧板具有快速换部件用接口。 [0052] 作为优选，上下侧板中使用筋位以增加结构强度。 [0053] 作为优选，上下侧板中具有通气加热结构。 [0054] 作为优选，上下侧板上安装有气拍，在开模时防止真空吸模。 [0055] 作为优选，上下侧板上刻有轮胎相关信息。 [0056] 作为优选，上下侧板上设有进料口。 [0057] 作为优选，加热组件使用电加热、空气加热或液体加热。 [0058] 作为优选，内芯抽出组件使用抽料泵排料 [0059] 作为优选，内芯使用永久埋入材料时，六序可取消。 [0060] 作为优选，开合模设备具有拆模和装模功能。 [0061] 作为优选，花纹块检测时先通过三坐标设备进行快检。 [0062] 本发明所提供的轮胎成型工艺，具有下述技术效果： [0063] 1、成型工艺简单，设备少。 [0064] 2、生产线规模小，人工成本低。 [0065] 3、对材料厚度没有特别要求，特别适合巨型轮胎制作。 [0066] 4、自动化程度高，对操作人员的要求低。 [0067] 5、能量消耗小，节省成本。 [0068] 6、可以多个工序放在一个设备上，也可以一个工序一台设备，适合各种产能的变换。 [0069] 7、成型过程无挤压轮胎各部件无变形。 [0070] 8、一体成型无部件间的界面问题。 [0071] 9、解决了液体成型的气泡问题。 [0073] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0074] 图1胎面成型分序图 [0075] 图2带束层成型分序图 [0076] 图3胎体成型分序图 [0077] 图4钢圈成型分序图 [0078] 图5轮辋胶填充图 [0079] 图6胎侧成型分序图 [0080] 图7胎侧填充图 [0081] 附图标记说明：1、花纹块；2花纹块镶件；3、花纹块固定块4、花纹块压板；5、外模套；6、花纹块定位块；7、底板；8、快速夹持部件；9、带束层夹持部件；10、内芯夹持部件；11、轮胎内芯；12、上胎体成型支撑板；13、上胎体成型固定板；14、上胎体成型板；15、下胎体成型板；16、下胎体成型固定板；17、下胎体成型支撑板；18、钢圈夹持部件；19、钢圈外模；20、上侧板；21、下侧板；22、旋转设备；23、浇注头 [0082] 101、胎面；102、带束层；103、胎体；104、钢圈；105、轮辋胶；106、胎侧。 具体实施方式[0083] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。 [0084] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。 [0085] 本发明实施过程如下： [0086] 一序：将花纹块和安装到外模套中，通过机械结构固定，将带有花纹块的外模套安装到旋转设备上，开启旋转设备至设计转速，浇注胎面。 [0087] 二序：胎面浇注完成后，继续旋转，将带束层本体安装到带束层夹持部件上，待胎面固化后装入带束层夹持部件，安装完毕后，继续旋转模具至设计转速，注入带束层用胶料。 [0088] 三序：带束层浇注完成后，继续旋转，将轮胎内芯安装到内芯夹持部件上。待带束层固化后，分别装入下胎体成型板、下胎体成型固定板、下胎体成型支撑板、轮胎内芯、内芯夹持部件、上胎体成型支撑板、上胎体成型固定板、上胎体成型板。安装完成后继续旋转模具至设计转速，注入胎体用胶料。 [0089] 四序：胎体浇注完成后，继续旋转，将钢圈安装到钢圈夹持部件上。待胎体固化后，装入钢圈外模和钢圈夹持部件。安装完成后继续旋转模具至设计转速，注入钢圈用胶料至刻度标识的浇注停止位置。钢圈浇注完成后继续旋转，待钢圈固化后，安装预留排料孔零件。 [0090] 五序：打开下胎体成型板、下胎体成型固定板、下胎体成型支撑板、上胎体成型支撑板、上胎体成型固定板、上胎体成型板，安装上下胎侧板，从上下胎侧板上的注料孔中注入胎侧用胶料。注入完成后，模具转入后硫化室。 [0091] 六序：后硫化完成后在预留排料孔处连接加热组件、内芯抽出组件将轮胎内芯加热后排出。 [0092] 七序：模具完全冷却后，装入开合模设备，进行开模，取件。取件完成后，检查模具各组件，损坏部件进行替换，装配后，模具返回一序，完成生产循环。取出后的轮胎安装气门嘴后，充气进入检测设备。检测完成后，进入仓库储存。 [0093] 本发明所用的模具结构为分序结构，根据各序的前后顺序，主要部件为，外模套、花纹块、快速夹持部件系统(含有带束层夹持部件、内芯夹持部件、钢圈夹持部件)、轮胎内芯、下胎体成型板、下胎体成型固定板、下胎体成型支撑板、上胎体成型支撑板、上胎体成型固定板、上胎体成型板、钢圈外模、上下胎侧板。 [0094] 下面对所述轮胎生产工艺及模具的实际生产过程进行举例说明： [0095] 以规格为650R10的轮胎生产过程为例。 [0096] 一序：将20个花纹块安装到外模套中，通过机械结构固定，将带有花纹块的外模套安装到旋转设备上，开启旋转设备转至120转/分，浇注胎面。胎面重量5kg，浇注时间2分钟。 [0097] 二序：胎面浇注完成后，继续旋转保持120转/分，将预制的带束层本体安装到带束层夹持部件上，待胎面保持旋转30分钟后停止旋转。装入带束层夹持部件，安装完毕后，继续旋转模具至120转/分，注入带束层用胶料0.5kg。浇注时间2分钟。 [0098] 三序：带束层浇注完成后，继续旋转保持120转/分，将预制的轮胎内芯安装到内芯夹持部件上。保持旋转30分钟后停止旋转，拆出带束层夹持部件，分别装入下侧成型组件、轮胎内芯和内芯夹持部件、上侧成型组件。安装完成后继续旋转模具至120转/分，注入胎体用胶料8kg。浇注时间5分钟。 [0099] 四序：胎体浇注完成后，继续旋转保持120转/分，将钢圈安装到钢圈夹持部件上。保持旋转30分钟后停止旋转，拆出内芯夹持部件，装入钢圈外模和钢圈夹持部件。安装完成后继续旋转模具至120转/分，注入钢圈用胶料0.5kg。钢圈浇注完成后继续旋转，保持旋转 30分钟后，安装预留排料孔，注入连接用胶料0.5kg。注入时观察料位，至标线处停止注料[0100] 五序：保持旋转30分钟后，打开上下侧成型组件，安装上下胎侧板，从上下胎侧板上的注料孔中注入胎侧用胶料，上下胎侧各注入0.5kg。注入完成后，模具转入后硫化室。 [0101] 六序：后硫化2小时，完成后在预留排料孔处连接加热组件、内芯抽出组件将轮胎内芯加热后排出。排出材料返回内芯制作车间。 [0102] 七序：待模具完全冷却后，装入开合模设备，进行开模，取件。取件完成后，检查模具各组件，每个花纹块都需检测，损坏部件进行替换，装配后，模具返回一序，完成生产循环。 [0103] 本发明所提供的轮胎成型工艺，具有下述技术效果： [0104] 1、成型工艺简单，设备少。 [0105] 2、生产线规模小，人工成本低。 [0106] 3、对材料厚度没有特别要求，特别适合巨型轮胎制作。 [0107] 4、自动化程度高，对操作人员的要求低。 [0108] 5、能量消耗小，节省成本。 [0109] 6、可以多个工序放在一个设备上，也可以一个工序一台设备，适合各种产能的变换。 [0110] 7、成型过程无挤压轮胎各部件无变形。 [0111] 8、一体成型无部件间的界面问题。 [0112] 9、解决了液体成型的气泡问题。 [0113] 10、取消了传统轮胎生产时的胶囊成型，并通过快速夹持部件系统，快速上下零件，提高了生产效率。 [0114] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。 |
||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈