橡胶机械定义
橡胶机械是用以制造轮胎等各种橡胶制品的机械,包括通用橡胶机械、轮胎机械和其他橡胶制品机械三大类。
通用橡胶机械是制备胶料或半成品的机械,包括原材料加工机械、炼胶机、挤出机、压延机、帘帆布预处理装置和裁断机等。
炼胶机分为开放式和密闭式两类。开放式炼胶机主要用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等,开放式炼胶机在1826年就开始用于生产,它的结构比较简单,现代仍普遍使用;密闭式炼胶机主要用于橡胶的塑炼和混炼,它比开放式炼胶机多一个密炼室。自从1916年发明椭圆形转子密闭式炼胶机以来,密闭式炼胶机在橡胶工业中迅速发展,后来又出现其他形式转子的密闭式炼胶机。现代密闭式炼胶机的炼胶周期为2.5~3分钟,密炼室的最大容量达650升。
挤出机是用于挤出胎面、内胎、胶管和各种橡胶型条的橡胶机械,它还用于包覆电缆和电线产品等。常见的是螺杆挤出机,它在工作时,胶料借助挤出螺杆的旋转作用在机筒内搅拌、混合、塑化和压紧,然后向机头方向移动,最后从口型挤出一定形状的产品。
压延机主要用于帘帆布的贴胶或擦胶、胶料的压合、贴合压型和压花。第一台压延机于1857年制成并
用于生产,其后不断得到改进。尤其是二十世纪50年代以来,塑料工业的发展有力地促进了高精度、高速度压延机的改进。
轮胎机械包括轮胎成型机、轮胎钢丝圈机械、轮胎定型硫化机、胶囊硫化机、垫带硫化机、内胎接头机和内胎硫化机,以及力车胎机械、轮胎翻修机械和再生胶生产机械等。世界60%以上的橡胶用于制造轮胎,因此轮胎机械在橡胶机械中占有重要地位。
轮胎成型机主要用于将挂胶帘布、钢丝圈、胎面等各种部件贴合加工成轮胎的胎坯。按用途不同可分为普通轮胎成型机和子午线轮胎成型机两大类。由一台成型机完成子午线轮胎成型全过程的,称为一次成型法;胎体用经过改造的普通轮胎成型机制作,然后再在子午线轮胎成型机上成型的,称为两段成型法。
轮胎定型硫化机是用于汽车、工程车、拖拉机和飞机等充气轮胎外胎硫化的机械,这种机器出现于二十世纪40年代。在定型硫化机上可完成装胎、定型、硫化、卸胎和后充气冷却等操作,对胶囊内过热水的温度、压力和蒸汽室温度等均能测量、记录和控制,整个生产过程可自动进行。
其他的橡胶制品机械有制作胶带、胶管、胶鞋、模型制品、胶浆和乳胶制品所用的机械。
模温机在注塑模具中的应用
模温机的作用就是用来加热或冷却模具并保持它的工作温度,保证注塑
件品质稳定和优化加工时间。模温机分水温机和油温机两种。在注塑工业中,模具的温度对注塑件的质量和注塑时间有着决定性的作用。模温机在注塑模具中的应用要点:注塑模具的热平衡;控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响;有效控制模具温度的预备条件;模温机;导热流体;模温机的优点和经济性。
1、注塑模具的热平衡控制注塑机和模具的热传导是生产注塑件的关键。模具内部,由塑料(如热塑性塑料)带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材,通过对流传递给导热流体。另外,热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由模温机来带走。模具的热平衡可以被描述为:P=Pm-Ps。式中P为模温机带走的热量;Pm为塑料引入的热量;Ps为模具散发到大气的热量。
2、控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响注塑工艺中,控制模具温度的主要目的一是将模具加热到工作温度,二是保持模具温度恒定在工作温度。以上两点做的成功的话,可以把循环时间最优化,进而保证注塑件稳定的高质量。模具温度会影响表面质量,流动性,收缩率,注塑周期以及变形等几方面。模具温度过高或不足对不同的材料会带来不同的影响。对热塑性塑料而言,模具温度高一点通常会改善表面质量和流动性,但会延长冷却时间和注塑周期。模具温度低一点会降低在模具内的收缩,但会增加脱模后注塑件的收缩率。而对热固性塑料来说,高一点的模具温度通常会减少循环时
间,且时间由零件冷却所需时间决定。此外,在塑胶的加工中,高一点的模具温度还会减少塑化时间,减少循环次数。
3、有效控制模具温度的预备条件温度控制系统由模具、模温机、导热流体三部分组成。为了确保热量能加给模具或移走,系统各部分必须满足以下条件:首先是在模具内部,冷却通道的表面积必须足够大,流道直径要匹配泵的能力(泵的压力)。型腔中的温度分布对零件变形和内在压力有很大的影响。合理设置冷却通道可以降低内在压力,从而提高了注塑件的质量。它还可以缩短循环时间,降低产品成本。其次是模温机必须能够使导热流体的温度恒定在1℃-3℃的范围内,具体根据注塑件质量要求来定。第三是导热流体必须具有良好的热传导能力,最重要的是,它要能在短时间内导入或导出大量的热量。从热力学的角度来看,水明显比油好。
4、工作原理模温机由水箱、加热冷却系统、动力传输系统、液位控制系统以及温度传感器、注入口等器件组成。通常情况下,动力传输系统中的泵使热流体从装有内置加热器和冷却器的水箱
中到达模具,再从模具回到水箱;温度传感器测量热流体的温度并把数据传送到控制部分的控制器;控制器调节热流体的温度,从而间接调节模具的温度。如果模温机在生产中,模具的温度超过控制器的设定值,控制器就会打开电磁阀接通进水管,直到热流液的温度,即模具的温度回到设定值。如果模具温度低于设定值,控制器就会打开加热器。
热流道温控器在注塑模具中的用处
热流道是一种广泛应用于塑料模具行业的温度控制装备,是塑料注塑模浇注流道系统的一种先进技术装备,是塑料注塑成型工艺发展的一个热点方向。
热流道是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈,从注塑机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态,使流道中的塑料保持熔融,停机后一般不需要打开流道取出凝料,再开机时只需加热流道到所需温度即可。因此,热流道工艺有时称为热集流管系统,或者称为无流道模塑。
热流道技术的优、缺点
热流道技术与常规的冷流道相比有以下的好处:
1、节约原材料,降低成。
2、缩短成型周期,提高机器效率
3、改善制品表面质量和力学性能。
4、不必用三板式模具即可以使用点浇口。
5、可经济地以侧浇口成型单个制品。
6、提高自动化程度。
7、可用针阀式浇口控制浇口封冻。
8、多模腔模具的注塑件质量一致。
9、提高注塑制品表面美观度
模具的加热、保温与冷却
l 概述
模压成型工艺是塑性材料最常见、历史最悠久的成型方法之一,并且是研究材料性能最常采用的一种工艺方法。它具有成型装置简单、设备投资小、模具结构简单等特点,在机械化、自动化生产高度发达的今天,仍是一种最为普及的生产手段之一。然而,进行压缩模塑成型的模具设计能参考的文献除了教科书、几位前辈所著的专著、模具设计图例以外,少有人总结模具设计中的关键技巧。
模具的加热、保温与冷却及装夹结构是复合材料模具设计不可或缺的一部分。结构设计直接影响到产品的外观及内在质量均匀性,同时还影响产品的成型效率。
2 加热、保温与冷却设计
2.1 加热管的设计要求
钢制加热是几乎所有塑料成型模具设计必须采用的加热手段,可设计为单向接线、双向接线等多种形式,材质上可采用有缝管、无缝管、不锈钢管等,特点是热损失小、热效率高、排线简单,可根据需要设
计为220V或380V,接线为式灵活多样。但由于其材料和加工工艺的限制,模具设计中要注意它向身特点。
(l)加热管在两端通常有较长的冷端,并不能
起到加热的作用。
(2)加热段的功率设计尽量不超过10瓦特/厘米的限制。如30厘米长的加热管,功率尽可能不要
汽车轮胎知识超过300瓦。如果设计功率超过这个限制,加热管表面负荷较高,钢管易氧化腐蚀,造成短路。
(3)对于温度高于250℃的模具设计,采用加热管有一定难度。
我曾经利用加热管升温达到420℃,但是这种成型温度对加热管质量要求较高,需要经常检查电路的通畅与短路与否。因为这种条件下加热管、接线端子、连接用的铜线、钢片等介质非常易于氧化,从而导致断路。因此对电传输介质需要进行特殊处理,尽量避免使传导电线暴露在空气中,延长导线的使用寿命。
烙铁芯通常也被作为模具加热管的一种,特点是单位长度功率高(通常直径10mm,长8cm规格的烙铁芯可以达到150瓦的输出功率),耐用,安全性好,不易形成击穿短路,可以通过钻盲孔来埋设,缺点是难以定制设计,拆换时易碎、断。
电路设计中不可缺少保险、空气开关等保险措施,操作地由要保持干净整洁,绝缘良好,操作中勤于检查电气故障,防止不必要的危险。
2.2 加热管的安装钻孔
从传热角度上理解,加热管的安装要与模具表面尽可能贴合,以利于加热管的热量尽快传递到模具上。而实际上加热管与模具并没有多大接触面积,传热的本质是辐射,传导是次要的。因此大部分用于模具安装的加热管表面都涂有增强红外辐射的涂层,同时也采用限制设计功率(10瓦特/厘米)的办法以增长加热管的使用寿命。
因此在加工加热管孔时,尤其是长加热管孔的加工没必要设计太小的配合间隙,有效的设计方法是在孔的两端尽可能能与加热管严密配合,可以采用填塞、封堵或设计挡片等办法。这种做法可以有效减小加热管的散热面积以及辐射热量的损失。
2.3 加热管的埋放
埋放的加热管,最好采用与管内介质相同的氧化镁粉进行充填,以降低加热管表面的热负荷,这种方法可以减少管的表面氧化,有效延长管的使用寿命。有条件的话,加热管的安装孔也最好灌入的氧化镁粉。
2.4 模具保温方法
加强模具的保温措施可以减少模具的热损失,可使模具在较短的时间内达到预定的生产温度,减少能源浪费。每个工程技术人员对这个问题都有一套独特的解决办法,我只谈谈我的经验。
2.4.l 加热板的保温措施
加热板保温通常采用石棉板或石棉布保温,但石棉布不易摆放平整,对压板的平行度保证也有定的影响。石棉板的种类很多,最常见的是橡胶石棉板,但这种石棉板却不对以用于密封隔热用的材料,具有一定的可压级胜,同时在高温时会释放出
一种十分难闻的气味,影响操作环境及操作人的身体健康。
加热板的保温宜采用石棉纸板,常见的规格是1000x1000,3-5mm厚,板体较为规整,平行度较好,可压缩性比较平均,高温下无异味产生。
2.4.2 模具的保温措施
模具的保温措施很多,可用石棉布或玻璃布包裹氢氧化铝保温棉进行保温。现在市场上还有一种保温涂料是目前用作模具保温的理想材料,它由中长纤维、浆料及一种保温泡沫材料混合而成,粘性适中,易于涂抹。这种材料常用作化工、采暖管道的保温层材料,略含碱性(易腐蚀模具)。经在150℃条件下使用没发现有烧焦、熔化、气味等负面影响。同时材料很轻,可塑性较强,容易形成较为美观的模具表面。
2,5 模具的冷却方法
水冷却是大多数模具采用的冷却方式,但也有其缺点;要求管道密封性要好,上下水管路必须通畅,对水资源的浪费较大。当冷却温度超过100℃时,易产生蒸汽爆炸。优点是热容较大,可实现快速降温。
风冷却是一种比较理想的冷却方法,和水冷正相反,它不需要严密的管道密封,不存在资源浪费,可
以冷却温度高于100℃的模具,可以通过气体的流量来确定冷却的速度,并且来源简洁方便,有一定规模的生产车间都能取得比较方便的气源。
3 模具的装夹
模具的装夹结构与模具的加热、保温与冷却系统密切相关,同时为模具的更换、装卸提供一定的方便特性。多数设计者为图方便,只简单地将模具上打几个安装孔用以固定。例是多数的压模都不单独设计加热装置,而是在压机上下压板上安装加热板以简化中小型模具的加工。模具结构中就只剩下构成型腔主体结构的模块。这时模具可以采用注塑模具的固定办法——用压板将模具固定在上下模板上。在加热板模具上设计好固定压板的空间即可。这种设计不仅可以用于移动式压模,也可用于带有简单项出机构的压模。仅需要在加热板的设计中才考虑到顶杆的位置与加热管不相冲突即可。也可以利用一种模具的模架对多个模具进行通用性改造,以简化模具制造成本。
如果供具较高,单纯的加热板加热已经不能满足均匀加热的需要,这时需要在模具上安装辅助加热系统,可以山加热片、加热管及烙铁芯构成。
对于结构简单、尺寸较小的模具,采用加热板加热会造成大过的热量损失,在模具尸设计简单的加热系统就能够满足要求。需要注意的是在模具和压机固定板之间要添加隔热物(通常来采用石棉纸板)来保温,同时需要注意电源线的排布整齐和电偶孔的位置。这种设);由于热容较小,特别适用于需
要反复加热冷却或快速加热冷
却的小型模具。
4 结语
本文是实际工程应用中的总结,经实践文中涉及的多种技巧和办法可行
活络模具对轮胎胶边的影响
在轮胎硫化过程中很容易产生轮胎胶边,它不仅影响轮胎的外观质量,而且严重的还会影响轮胎的动平衡。子午线轮胎尤其是高档乘用轮胎,对胶边的要求非常严格,甚至有的轮胎厂为了杜绝胶边产生,曾经发起过"胶边革命"。可见胶边对轮胎生产商来说是多么的重要。是什么原因导致轮胎在硫化过程中产生胶边的,又为什么屡禁不绝呢?经过我们多年的生产实践摸索,对轮胎硫化产生胶边的原因有了一定的认识。
一、轮胎硫化时产生胶边的原因
主要原因是1)硫化机复位精度不高,定中性差;(2)硫化机长年使用,上下热板发生疲劳变形,热板平面度及平行度差;(3)模具长期硫化,保养维护工作没有跟上、耐磨板磨损严重、零部件发生疲劳变形;(4)模具零部件制造精度差;(5)模具预压载试验方法不正确;(6)模具装配精度差。
上述诸多因素,都会造成模具硫化产生胶边,有时是几种因素的共同作用而导致。一般来说,硫化机对轮胎胶边的产生,轮胎厂有能力很快得到解决。
但往往涉及到模具方面时,处理起来就显得很棘手。下面着重介绍活络模具在使用维护、加工制造、预压载的压力试验及模具装配精度等方面对轮胎胶边产生的影响谈一下自己的观点。
一、模具使用维护工作不善造成轮胎胶边这一点往往被轮胎厂忽视。正常情况下,模具要定期拆卸、维护、保养及检测,对模具的工作状态要做好记录,尤其是易损件,如耐磨板、导条、压板等更应如此。
另外,对上盖、底座薄环件要定期检测其平面度,防止部件发生疲劳变形。一旦易损件或薄环件发生严重磨损或疲劳变形要及时更换。否则继续使用,轮胎会出现胶边或其它质量问题。
三、模具零部件尺寸加工精度超出公差会造成轮胎胶边 花纹块和侧板是模具型腔的核心部件,轮胎的外部几何形状是由花纹块和侧板来保证的。一旦配合尺寸超出公差,模具在硫化时就很容易产生胶边。 1?花纹块加工注意事项 花纹块在加工时必须保证"S"直径和"M"直径尺寸的公差,同时还要保证"S"与"M"圆同心。如果尺寸超出公差或达不到同心效果,会导致花纹块与侧板在分型直径"S"处产生圆周胶边,而且薄厚不均。另外,花纹块在铣削间隙时,要保证花纹块侧面垂直和向心,同时要保证扇形块之间的间隙均匀。否则,模具在硫化时花纹块立缝处会产生胶边。
2?侧板加工注意事项
侧板在加工时必须保证"S"直径和"MG"直径尺寸公差,同时还要保证"S"与"MG"圆同心
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