第46卷  第11期
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作者简介：杨华（1976-），男，电气工程师，产品工程师，本科，主要从事双模定型硫化机的电气设计研发工作。
收稿日期：2019-12-05
在轮胎定型硫化机的使用过程中，为保护人员和设备安全有很多安全要求和保护措施，其中一项很重要的安全要求和保护措施就是胶囊炸裂防护。硫化胶囊(curing adle)，是安装在轮胎硫化机上的空薄壁橡胶制品，用于装入待硫化的胎坯，用来承受由内压管路输送定型蒸汽（氮气）、高压蒸汽、氮气（过热水）等各种介质，给胎坯加温加压，实现轮胎硫化前的胎坯定型和轮胎的正硫化。如果胶囊炸裂，胶囊碎片飞出，高温高压介质喷射而出，会直接危害操作维修人员人身生命安全，所以对胶囊炸裂的防护至关重要。
经过对该危险点的分析评估和长期的实践总结，得出胶囊炸裂的主要原因有以下几种：胶囊本身有薄弱部位；胶囊老化或使用时间过长；一次定型开始到二次定型前，胶囊压力过高（设定过高或介质失控）；
迈腾烧机油二次定型开始到合模闭锁启动硫化，胶囊压力过高（设定过高、合模挤压或介质失控）；解锁开模胶囊压力超过开模安全压力；等料待机时，阀门密封老化、损坏等造成胶囊串气。
针对这些胶囊炸裂的原因，我们对应采取安全措施，实施安全防护，确保人身安全和设备安全。
1　胶囊本身有薄弱部位
若存在薄弱部位的胶囊流入车间，安装到硫化机上，胶囊内介质随时都可能突破薄弱部位造成胶囊炸裂，一旦使用了这样的胶囊，就留下了安全隐患。通过以下步骤，从采购源头到使用，排除安全隐患。
东南道奇凯领轮胎定型硫化机胶囊炸裂安全防护
控制浅谈
杨华，梁帅，张晓琳，周志伟
(青岛双星橡塑机械有限公司，山东　青岛　266400)
摘要：系统的论述了安装在轮胎定型硫化机上的胶囊，在使用时可能出现的胶囊炸裂的几种主要原因，
以及针对这些主要原因对应采取的安全防护措施；电气控制原理和电气控制如何实现这些安全防护措施；以及出现超出安全标准时，报警灯报警，界面窗口弹出报警内容，提示维修人员维护等应对措施。
关键词：轮胎定型硫化机，胶囊炸裂，安全防护，控制中图分类号：TQ330.47
文章编号：1009-797X(2020)11-0040-04
4g93d文献标识码：B      DOI:10.13520/jki.rpte.2020.11.010
（1）加强采购质量管理，加强胶囊入库前的质量检测，杜绝不合格的胶囊进入车间。
（2）加强车间操作维修人员的培训管理，胶囊安装到设备上使用前要进行压力测试试验。
（3）操作人员在正常工作时，在每次装胎前，都要检查调整定型调节阀的压力设定，调整到胶囊测试的安全压力范围，进行定型检查胶囊是否有问题；或者硫化机上有胶囊定型检查功能（带闭环回路的自动定型，如图1所示），开启胶囊定型检查功能，装胎前自动定型检查胶囊是否有问题。该功能的电气控制就是利用自动定型闭环回路，在界面上设定胶囊检查安全压力到PLC 中，PLC 根据设定的PID 参数和编好的程序，通过模拟量输出模块，输出模拟量信号控制比例阀，比例阀控制压缩空气来控制调节阀开启度，实现胶囊内介质的压力控制，同时通过压力传感器检测胶囊内压力，反馈给PLC
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的模拟量输入模块，参与PID 运算，实现胶囊内压力的稳定控制。
图1　自动定型闭环回路图
2　胶囊老化或使用时间过长
胶囊经过长时间使用后，胶囊就会老化，胶囊变
得薄弱，难以承受原来的压力，也会留下随时炸裂的安全隐患。通过以下步骤，排除安全隐患。
（1）通过上面提到的胶囊炸裂的主要原因一里面的方法3进行检查。
（2）设置胶囊使用次数计数功能，在胶囊老化无法使用前，提前淘汰该胶囊，预防胶囊炸裂危险。在硫化机界面上设置胶囊使用次数上限设置界面，设置的上限数值传送到PLC 中，根据PLC 程序，胶囊使用次数计数达到设定的上限值，能够报警和锁定，禁止下一次继续装胎。胶囊使用次数的设置要根据不同质量的胶囊，设置合适的次数，防止设置的数据过高，造成胶囊已经老化，无法使用，设备
还没有报警和锁定。
（3）在一二次定型工艺要求压力范围内，设置使用次数区间，逐步降低定型压力设定值，提高定型质
量的同时，降低胶囊炸裂危险，延长使用寿命。在界面上设置胶囊使用次数对应区间，以及对应的一二次定型压力设定值，传送到PLC 中，编制程序，胶囊使用次数在哪个区间就用哪个区间的定型设定压力进行胶囊定型，随着胶囊由新到旧，胶囊使用次数就由低到高，定型压力由大到小。
3　一次定型开始到二次定型前，胶囊压力过高（设定过高或介质失控）
定型时，无论什么情况，让胶囊内产生的压力过高，超出胶囊安全压力，就会发生炸裂的危险，危害人身安全。一次定型开始到二次定型前，产生胶囊压力过高，超过安全压力而炸裂的情况，基本分两种，一种是压力设定过高，一种是介质控制失控。无论那种我们都可以通过如图2
所示的闭环回路进行限定控
图2　定型压力安全防护控制系统图
制，防止胶囊炸裂发生。
根据我们的定型压力安全防护控制系统图，在定型时，电气做以下检测控制，以排除胶囊因定型而产生炸裂危险。
检测输入部分：为了控制检测更加精细，增加专用于定型检测的压力传感器、压力开关（上限型，高于压力调整值动作）和安全继电器（便于快速动作，切断介质进路），如图3所示。压力传感器选择小量程，同时耐压要超过4 MPa 以上，便于测量精细一些，压力开关调整到国标规定的0.15 MPa ，超过该压力立即动作。
设置部分：若是采用定型调节阀调节定型压力的，要检查一次定型调节阀设置的调节压力大小是否符合
图3
　压力开关、压力传感器和安全继电器
工艺需求，但是都不能超过该胶囊的制造商给出的安全压力和国标规定的该机型一次定型安全压力（例如
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0.07 MPa ）；若采用如图1所示的闭环自动定型，要检查界面上一次定型区域的一次定型压力设置是否符合工艺需求，一次定型上限压力的设置是否符合该胶囊的制造商给出的安全压力和国标规定的该机型一次定型安全压力（例如0.07 MPa ）。
程序及输出控制部分：在PLC （如图4）中编写安全保护程序，在一次定型时，无论压力设置过高，或是压力失控，当PLC 模拟量输入模块接收到压力传感器的测量数值超过胶囊制造商给出的安全压力和国标规定的一次定型安全压力（例如0.07 MPa ）时，立即停止定型，切断热工管路的介质进入，当超过压力值的时间达到5 s ，在切断定型的同时立即开启热工管路（如图5）排放管道，泄掉胶囊内的压力，排除胶囊炸裂危险。当一次定型胶囊内的压力达到国标规定的定型最大安全压力（国标规定的0.15 MPa ），压力开关立即动作，启动安全继电器快速切断控制介质进入的电气输出回路，从而快速切断热工管路的介质进管路，同时快速给PLC 开关信号，快速启动热工管路
排放管路，泄掉胶囊内的压力，排除胶囊炸裂危险。
图4　硫化机
PLC
图5　热工管路图
报警部分：所有这些超过安全压力的情况，都会在界面的报警窗口（如图6）和报警灯上作出报警，窗口显示报警内容、代码、时间等信息，报警灯声光报警，提示操作维修人员进行处理。
4　二次定型开始到合模闭锁后加压启动
硫化，胶囊压力过高（设定过高、合模挤压或介质失控）
二次定型开始到合模闭锁后加压启动硫化，产生胶囊压力过高，超过安全压力而炸裂的情况，基本分三种，一种是压力设定过高，一种是介质控制失控，另外一种是受合模挤压而引起的压力过高。前两种，和一次定型类似，但无论哪种我们也都可以通过如图2所示的闭环回路进行限定控制，防止胶囊炸裂发生。
检测输入部分，跟一次定型相同，不再赘述。设置部分：若是采用定型调节阀调节定型压力，则要检查二次定型调节阀设定的调节压力大小是否符合工艺需求，但是都不能超过该胶囊的制造商给出的安全压力和国标规定的该机型最大安全压力（例如0.15 MPa ）；若采用如图1所示的闭环自动定型，要检查界面上二次定型区域的二次定型压力设置是否符合工艺需求，以及二次定型上限压力的设置是否符合该胶囊
的制造商给出的安全压力和国标规定的该机型最大安全压力（例如0.15 MPa ）。
程序及输出控制部分：在PLC （如图4）中编写安全保护程序，在二次定型时，无论压力设置过高，
或是压力失控，当PLC 模拟量输入模块接收到压力传感器的测量数值超过胶囊制造商给出的安全压力和国标规定的最大安全压力（例如0.15 MPa ），立即停止定型，切断热工管路的介质进入，同时压力开关立即动作，启动安全继电器快速切断控制介质进入的电气输出回路，从而快速切断热工管路的介质进管路，同时快速给PLC 开关信号，快速启动热工管路排放管路，泄掉胶囊内的压力，排除胶囊炸裂危险。在启动安全保护前，因合模挤压造成的胶囊内压力升高，超出二
次定型压力设定区域，未达到安全保护压力之前，通过在热工管道上的细小的排凝回路，适当泄掉这部分压力。
报警部分：二次定型时所有超过安全压力的情况，同样都会在界面的报警窗口（如图6）和报警灯上
作
图6　报警窗口报警信息
出报警，窗口显示报警内容、代码、时间等信息，报警灯声光报警，提示操作维修人员进行处理。
5　解锁开模胶囊压力超过开模安全压力硫化结束后，胶囊内的压力没有排放干净（保证在解锁开模的安全压力以下）就解锁开模，胶囊就会炸裂，为确保开模前胶囊内部压力排泄完全，才解锁开模，管路上连接有零压开关（下限值，低于设置压力接通）和压力传感器对内压进行检测，控制上按照图7所示的回路进行安全控制，硫化结束后，压力传感器和零压开关检测到内压没有降低到设定的安全压力以下，通过PLC程序控制继续排放抽空胶囊内压力，同时禁止输出解锁开模动作，同时安全继电器锁定PLC输出回路，锁定解锁开模动作，有力的保证开
图7  开模压力安全防护控制系统图模安全。同样在界面的报警窗口（如图6）和报警灯
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上作出报警，窗口显示报警内容、代码、时间等信息，
报警灯声光报警，提示操作维修人员进行处理。
6　等料待机时，阀门密封老化、损坏等
造成胶囊串气
当硫化机等料待机时，由于阀门密封老化、卡阻、
损坏造成串气，胶囊因串气慢慢膨胀（如图8），没有
人发现就会超过安全压力而炸裂。利用如图3所示的
专用于定型检测的压力传感器和图2所示的检测控制回路进行限定保护。在非硫化状态没有定型动作时，管路中专用于定型检测的压力传感器检测到进入的介质压力超过设定的不同等级的安全压力，通过PLC程序控制热工管路逐次开启排放、抽真空来排泄胶囊中的介质，防止胶囊因缓慢膨胀而炸裂，同时通过PLC 计算在一定时间内出现的次数，控制报警灯报警提醒维护人员进行维护，在触摸屏报警窗口弹出报警内容提醒，并记录报警内容，以备查询。7　小结
青岛双星橡塑机械有限公司本着“不拿客户做试验”目标，对轮胎定型硫化机胶囊炸裂危险点多次进行风险评估分析，并在青岛双星轮胎公司进行跟踪试验，总结改进。本着对客户和市场负责、对产品质量和安全负责的态度，把以上安全防护控制措施应用到新产品中，提高了双星橡机硫化机的产品质量，得到
客户的广泛认可。
图8 胶囊串气膨胀
Discussion on the safety protection control of capsule burst for tire
shaping and curing press
Yang Hua, Liang Shuai, Zhang Xiaolin, Zhou Zhiwei
(Qingdao Double Star Rubber & Plastics Machinery Co. LTD., Qingdao 266400, Shandong, China)
Abstract: This article systematically introduces the main reasons for the capsule bursting when it was installed on the tire shaping and curing press. It discusses how to take corresponding safety protection measures and how to realize these safety protection measures by electrical control in view of these main reasons. When the safety standard is exceeded, the alarm light will alarm and the alarm content will pop up in the interface window to prompt maintenance personnel to maintain.
Key words: tire shaping and curing press; capsule bursting; safety protection; control
(R-11)
2020年4月27日，普利司通（中国）投资有限公司宣布在中国推出两款针对高端乘用车车型的泰然者（TURANZA）T005轮胎和专为SUV开发的遨然者（ALENZA）001轮胎。目前，该两款轮胎已获得
多家豪华整车厂的肯定，适配于宝马、奥迪、奔驰、雷克萨斯、英菲尼迪等车型。（车辆排名不分先后）根据中国汽车工业协会去年发布的数据显示，2019年1-11月期间，豪华车细分市场份额首次突破10％1。尽管受疫情影响，2020年第一季度的乘用车销量降低，但国内用户对豪华车的需求却有一定程度提升，消费升级的高端换购需求呈现回暖。2在此背景下，普利司通希望通过升级其高端车型的轮胎产品，为追求高品质的消费者提供更多安全可靠的选择。
“近年来，普利司通见证了中国汽车行业的不断发展和变化，作为长期深耕本地市场的轮胎品牌，此次发布是我们应对市场变革的新举措之一。”普利司通（中国）投资有限公司总经理森田泰博表示，“我们将持续秉承‘以卓越品质贡献社会’的承诺，通过不断研发和创造，提供高质量的产品和服务，以积极应对市场的新机遇和新挑战，从而为消费者打造更舒适安全的出行体验。”
泰然者（TURANZA）T005轮胎可带来更舒适、安静的驾驶体验，通过更紧凑的胎肩横向花纹设计和优化复合带束层两种方式，减轻行驶过程中的空气压缩噪音和路面拍打噪音，营造静谧的驾驶空间；通过优化胎侧的弧度，可更好地吸收震动、增加缓冲，提高驾驶的舒适性。同时，泰然者T005还采用更新的聚合物配方胎面胶，以及独创的弧形花纹块边缘设计，有效缩短湿路制动距离，提升了驾乘安全性。
遨然者（ALENZA）001专为众多高端SUV车型开发，除了带来怡然的驾驶舒适感，还将进一步提升
湿滑路面的行车安全。其胎侧部位的刚性橡胶条可帮助吸收路面颠簸时的震动；在胎面上，采用MRB（多重圆角花纹块）、倒角花纹和3次元M字设计，有效提升轮胎胎面中央的接地力，防止轮胎花纹边缘在刹车时的变形和弯曲，从而提高整体的湿路制动和抓地能力，有效提升湿路安全性。同时，遨然者001也采用了NanoPro-TechTM技术，使轮胎更耐磨、更省油。
此次的新品发布丰富了普利司通在高端乘用车领域及高端SUV车型的产品矩阵。“泰然者”是普利司通推出已有十余年的舒适型轮胎系列，此次T005的发布为追求安静舒适度的消费者带来了更好的选择。“遨然者”是普利司通在既有的SUV轮胎“动力侠”系列基础上推出的全新产品线，适配于众多进口及国产的中高端SUV车型。
奇瑞a3专为豪华轿车设计的泰然者（TURANZA）T005轮胎和专为高端SUV开发的遨然者（ALENZA）001轮胎已于4月27日正式上市，消费者可通过普利司通全国零售网络购买。
摘编自“中国轮胎商务网”
(R-11)
轮胎巨头宣布：在中国强势推出两款高端车型轮胎
Tire giant announces: launches two high-end model tires in China
第46卷第11期·44·