[发明专利]一种轮胎成型工艺及装备

说明书

本发明公开一种轮胎成型工艺及装备，工艺流程为装胎坯、注射模塑硫化和卸胎。装备包括注射模塑系统、合模系统、加热冷却系统和控制系统等。其中合模系统的内模包括夹环、宽瓦楔块、宽瓦、宽瓦支架、底板限位盘、活塞外杆、活塞内杆、导轨槽、宽瓦斜导轨滑块、窄瓦支架、窄瓦斜导轨滑块、窄瓦、窄瓦楔块、端盖和底板滑块。加热冷却系统分布于活络模和内模中，实现轮胎硫化。本发明采用轮胎注射模塑成型技术，显著提高轮胎胎面的精度和均匀性，易于控制成型轮胎的动平衡；胎面与胎坯连接强度高、界面相容性好，轮胎工作过程中不易脱落。采用阶梯式内模可提高成型轮胎规格范围；金属内模在硫化过程中折损低，无需频繁更换，为轮胎硫化工艺节约成本。

技术领域

本发明涉及高分子材料先进加工成型领域，具体涉及轮胎加工成型及再制造领域，即提供一种高精度高适用性轮胎注射模塑工艺及装备。

背景技术

轮胎生产过程中包含多道复杂的工序，而硫化定型作为轮胎生产的最终工序，决定了轮胎的性能优劣及外观质量。现有轮胎硫化技术中通过外模具和内模、胶囊和水胎共同对胎坯施加硫化所需的压力，并且利用过热水、高温蒸汽、氮气向胎坯传递热量，但目前大量使用的柔性内模、胶囊或水胎硫化工艺存在两大缺陷，一方面是胶囊结构导热性差，无法向胎坯传递均匀的温度导致轮胎各个部位硫化程度存在差异，另一方面胶囊在硫化过程中会出现膨胀不彻底或不均匀等问题，导致成品轮胎各部位质量分布不均匀并且胶囊刚度较低，在硫化过程中所能提供给轮胎的压力有限，无法通过硫化作用迫使胶囊胶料在熔融状态下实现再均匀分布。轮胎的质量不均匀将会很大程度地影响轮胎的动平衡性，从而降低轮胎行驶性能。为此，北京化工大学联合三角轮胎研发了金属高刚性内模直压硫化技术(专利号CN 103286885 B)，采用电磁加热代替蒸汽加热，成型轮胎能耗低、硫化效率高，但该技术只适用于低断面轮胎成型。为进一步提升硫化效率，缩短硫化周期，提高轮胎精密性，扩大成型轮胎规格范围，以及满足轮胎再制造的特殊需求，创新提出一种轮胎成型工艺及装备。

同时，随着汽车工业的发展，轮胎保有量的增加，导致大量废旧轮胎产生，多数废旧轮胎被直接回收重新加工成新产品，这是一种节约材料的手段，但同时也浪费了大量的能量和材料，很多轮胎在胎面磨损后还可以通过再制造继续使用，且再制造的能源节约量、材料节约量等都远比直接回收要大。由于受限于现有轮胎成型工艺，轮胎在再制造过程中需要先模压硫化制造胎面带，以及制造相应的胎面胶，用于粘接胎面和胎坯；然后再对胎坯进行打磨，确保胎坯与胎面接触的曲面平整，同时需要对胎面上的孔洞等缺陷进行修补。待所有前处理工序完成后，再进行贴胎面处理，将胎面通过胎面胶贴在胎坯表面，裁去边缘多余的胎面得到再制造新胎。该工艺复杂，工序较多，能量和材料损耗较大。而且主要为人工操作，操作过程中极易造成动平衡不佳。胎面胶通常使用的材料与轮胎的材料不一致，材料间容易出现互相分离的界面，在轮胎高速运转过程中易导致胎面与胎坯间的分离，造成交通事故。传统的轮胎成型装备及工艺已无法满足高精度、高可靠性、高可再制造性的要求，因此本发明提出一种高精度高适用性轮胎注射模塑工艺及装备。

发明内容

针对现有轮胎成型和再制造工艺及装备存在的不足，本发明提出一种轮胎成型工艺及装备。相比于传统轮胎成型工艺，本发明可实现轮胎胎面的精度、成型可靠性及再制造性的提升；整体工艺简单，节约能源，节省材料。相比于传统成型装备，本发明轮胎成型装备的适用范围宽、成型质量更高。