輪胎定型硫化機

橡塑機械設計——硫化機部分相關背景小知識

—橡膠硫化技術的發(fā)明1839年，查爾斯.固特異（1800.11.29~1860.6.1）發(fā)明了“橡膠硫化技術”。

？硫化設備的種類有哪些？

輪胎定型硫化機

TireShapingandCuringPress

輪胎知識－輪胎發(fā)展簡史

1888年

英國鄧錄普公司開發(fā)充氣自行車胎

1900年

使用棉簾線

1905年

在胎圈部位使用鋼絲

1938年

使用人造絲簾子布（RAYON

CORD）

1942年

使用尼龍簾子布（NYLON

CORD）

1948年

法國米其林公司開發(fā)子午線輪胎

1949年

B.F.GOOD

RICH

開發(fā)無內胎輪胎

1963年

使用滌綸簾子布（POLYESTER）

1971年

皮列里公司開發(fā)VR轎車胎（V-240Km/Hr）

1979年

費爾斯通公司開發(fā)微型備用胎

1983年

法國米其林公司開發(fā)飛機子午線輪胎

1984年

普利司通轎車輪胎的新斷面設計理論RCOT發(fā)表--行駛中的優(yōu)化斷面設計理論，通過高效利用充氣壓力，解決了乘坐舒適性與轉向穩(wěn)定性之間不兼容的難題

1987年

普利司通貨車及客車輪胎斷面設計理論TCOT誕生--通過斷面的改變實現(xiàn)高性能

1987年

普利司通無接逢冠帶層研制成功并應用于輪胎生產

1994年

普利司通波形帶束層研制成功并應用于超低斷面輪胎的生產

輪胎知識－兩種形式輪胎結構

輪胎知識－輪胎構成1.胎面（TREAD）【與地面摩擦，保護胎體】

輪胎與路面接觸的部分，它應具有良好的耐磨性、耐刺穿性、耐沖擊性及散熱性。

2.胎面基部（UNDER

TREAD）【胎面與胎體的粘合，減緩來自胎面的沖擊】

胎面和緩沖層或帶束層之間的橡膠部位，應具有良好的耐撕裂性、粘著性及散熱性。

3.帶束層（BELT）【提高胎面剛性、提高耐磨性、防止外部沖擊損傷胎體?！?/p>

在胎面與胎體之間使用的鋼絲簾布，提供良好的剛性，并且要求有良好的均勻性。

4.胎體（CARCASS）【輪胎的受力部件】

輪胎中的簾布層是輪胎的主要受力部件，要求：耐沖擊、耐曲撓。

5.胎肩（SHOULDER）【保護胎體，散熱】

胎面端部與胎側上端之間的部分，性能要求：耐沖擊，導熱性能好。

6.胎側（SIDE

WALL）【保護胎體，減震】

輪胎側面的橡膠層，其作用：保護胎體、耐曲撓性優(yōu)異、提高乘車舒適感及操縱穩(wěn)定性。7.胎圈（BEAD）【與輪輞之間過盈配合】

是由掛膠鋼絲按一定形狀纏繞而成，起到將輪胎裝入輪輞固定輪胎的作用。

8.三角膠條（APEX）【動力傳導，減緩沖擊】

輪胎中鋼絲圈上面的填充材料，要求性能：有較高的硬度，有很強的粘合性能，與其他粘合。

9.鋼絲圈包布（FLIPPER）【維持胎圈部分強度，提高與胎體的粘著性，防止鋼絲圈分散?！?/p>

10.胎圈包布（CHAFER）【防止輪輞與胎體直接接觸，保護胎體，補強胎圈部分的強度。】

11.氣密層（INNER

LINER）【防止漏氣】

無內胎輪胎使用，由特殊橡膠制造，替代內胎貼在輪胎胎里上，要求有很好的氣密性。有內胎的稱為油皮膠，主要是減少輪胎胎體簾線受到內胎的摩擦。

12.冠帶層（CAP

PLY）【保持高速狀態(tài)下輪胎尺寸穩(wěn)定性】

是子午胎帶束層上使用的簾布層，在輪胎行駛中抑制帶束層移動，并防止高速行駛時帶束層的脫離。

13.花紋（GROOVE）【調整輪胎的穩(wěn)定性，牽引力制動力、排水性及降低噪音】

輪胎知識－輪胎的分類及規(guī)格表示法

1、輪胎的分類

1-1.按用途分類

①轎車胎

②輕載及載重胎

③工程機械輪胎④農用輪胎

⑤工業(yè)用輪胎

⑥力車胎及摩托車胎

⑦航空輪胎

1-2.按輪胎結構分類

①.子午線輪胎（RADIAL）

胎體簾線與鋼絲帶束層簾線之間所形成的角度，就像地球的子午線一樣，所以顧名思義稱為子午線輪胎。

②.斜交輪胎（BIAS）

胎體簾線層與層之間，呈交叉排列，所以稱為斜交輪胎。

③.帶束斜交胎（BELTED

BIAS）

胎體構造為斜交胎結構，另具有鋼絲帶束層。

1-3.按氣候條件分類

①雪地輪胎

（SNOW

TIRE）

②夏季輪胎

（SUMMER

TIRE）

③全天候輪胎（ALL

SEASON

TIRE）

1-4.按有無內胎分類

①有內胎輪胎（TUBE

）

②無內胎輪胎（TUBELESS）

1-5.按花紋類型分類

條形花紋花紋延圓周連接在一起

橫向花紋橫向切割的花紋

混合花紋橫紋和縱紋相結合的花紋

越野花紋由獨立的塊組成的花紋

2、規(guī)格表示：在輪胎的胎側部位有明顯的規(guī)格標記

舉例：

185/60R14

82H185

：代表輪胎的斷面寬度

60

：代表扁平比

R

：代表子午線輪胎

82：代表載重指數

H

：代表速度級別

3、輪胎的速度級別尤為重要，可以根據您的車輛檔次以及經常是否高速行駛來選擇合適的速度級別。

參考:

P級

——代表最高速度150

km/h

S級

——代表最高速度180

km/h

T級

——代表最高速度190

km/h

H級

——代表最高速度210

km/h

V級

——代表最高速度240

km/h

W級

——代表最高速度270

km/h

Y級

——代表最高速度300

km/h輪胎知識－輪胎著名生產廠家普利司通/日本

米其林/法國

固特異/美國

大陸/德國

倍耐力/意大利

住友橡膠工業(yè)/日本

橫濱橡膠/日本

韓國輪胎/韓國

正新橡膠/中國臺灣

庫珀輪胎橡膠/美國

錦湖輪胎/韓國

杭州中策橡膠/中國東洋輪胎橡膠/日本

佳通輪胎/新加坡

三角集團/中國

阿波羅輪胎/印度MRF/印度諾基亞輪胎/芬蘭

山東玲瓏橡膠/中國

風神股份/中國

主要內容：§1.輪胎定型硫化機的發(fā)展；§2.輪胎定型硫化機的用途及分類；§3.規(guī)格表示與技術特征；§4.基本結構；§5.主要零部件的設計；§6.主要性能參數；§7.工作原理；§8.液壓定型硫化機?！?

定型硫化機的發(fā)展1、國外輪胎定型硫化機的發(fā)展歷程（1）20世紀30年代前后，英、美等工業(yè)國家發(fā)明了普通個體硫化機。1935年后，普通個體硫化機得到了較大的改進，其升降機構采用曲柄連桿傳動副形式。（2）20世紀50年代左右，德國、美國推出了曲柄連桿式輪胎定型硫化機。（3）20世紀80年代初，德國、美國、日本、瑞士等工業(yè)化國家先后推出了液壓定型硫化機。2、我國輪胎定型硫化機的發(fā)展歷程（1）20世紀70年代初，我國開始少量引進輪胎定型硫化機。隨后，橡機生產廠與輪胎廠合作，對進口機進行消化吸收，并在實踐中不斷探索創(chuàng)新；（2）從1974年開始桂林橡膠機械廠研制新中國第一臺硫化機；（3）1975年桂林橡膠機械廠生產出第一臺631/2″雙模輪胎定型硫化機。（4）目前我國液壓硫化機的主要型號有1140、1220、1600、1700等，但目前我國液壓硫化機的配套件仍主要依賴進口的品牌產品。3、定型硫化機的發(fā)展方向（1）全電動；（2）簡化機械式的運動副；（3）電加熱、微波加熱；（4）控制系統(tǒng)智能化；（5）提高曲柄連桿定型硫化機的運動平穩(wěn)性和運動精度；（6）降低液壓定型硫化機的成本并提高其可靠性；（7）開發(fā)新型輪胎定型硫化機?！?定型硫化機的用途及分類1、用途輪胎定型硫化機是影響輪胎質量的關鍵設備之一。輪胎定型硫化機，就是用膠囊代替?zhèn)€體硫化機（不定型硫化機）的水胎并且成為機器的一部件，在同一機臺上可完成裝胎、定型、硫化、卸胎以及在模外充氣冷卻等工藝過程，使輪胎硫化過程實現(xiàn)完全機械化和自動化。

1、用途輪胎定型硫化機是影響輪胎質量的關鍵設備之一。輪胎定型硫化機，就是用膠囊代替?zhèn)€體硫化機（不定型硫化機）的水胎并且成為機器的一部件，在同一機臺上可完成裝胎、定型、硫化、卸胎以及在模外充氣冷卻等工藝過程，使輪胎硫化過程實現(xiàn)完全機械化和自動化。

近代輪胎定型硫化機，一般對內溫、內壓、蒸汽室溫度均能測量、記錄和控制，配置自動控制系統(tǒng)、模具清潔和涂隔離劑等裝置。生產中配以自動化運輸和計算機控制，使輪胎硫化作業(yè)完全實現(xiàn)自動化。輪胎定型硫化機具有生產效率高、生產的輪胎質量好、勞動強度低，因此，在現(xiàn)代輪胎工業(yè)中獲得了廣泛的應用。2、分類（一）輪胎定型硫化機按采用膠囊類型的不同可分為四種類型：A型（或稱AFV型）定型硫化機

膠囊從硫化的外胎中脫出時，膠囊在推頂器的作用下，往下翻入下模下方的儲囊筒內。開模方式一般為升降平移型。B型（或稱BOM型）定型硫化機

膠囊從硫化的外胎脫出時，膠囊在中心機構的操縱下，待抽真空收縮后向上拉直。開模方式有升降型、升降翻轉型。AB型（或稱AUBO型）定型硫化機

膠囊從硫化的外胎脫出時，膠囊在膠囊操縱機構和囊筒的作用下，上半部作翻轉而整個膠囊由囊筒向上移動收藏起來。開模方式有升降型和升降翻轉型。RIB型（rollinginbladdettype）定型硫化機為適應子午線輪胎生產的需要，綜合了A型和B型硫化機的優(yōu)點而開發(fā)的一種新型機型，結構類似AB型，但不需要抽真空，開模方式為升降平移型。按輪胎定型硫化機的用途可分為普通輪胎定型硫化機和子午線輪胎定型硫化機。按定型硫化機的傳動方式可分為曲柄連桿式定型硫化機、液壓式定型硫化機和電動式定型硫化機。按加熱方式可分為罐式定型硫化機、夾套式定型硫化機和熱板式定型硫化機。按整體結構可分為定型硫化機和定型硫化機組。3、生產廠家國外主要的硫化機生產企業(yè)：德國Krupp；日本Kobesteel；日本Mitsubishi——RIB型定型硫化機；德國Herbert——AB型定型硫化機；美國MCNei——B型定型硫化機；美國NRM——A型定型硫化機；Kobelco(KSBI)等。我國主要的硫化機生產企業(yè)：桂林橡膠機械廠；福建華橡自控技術股份有限公司；益陽橡膠塑料機械集團有限公司等。

§3規(guī)格表示與技術特征（一）輪胎定型硫化機的型號編制通常以硫化機的熱板護罩或蒸汽室的內徑、模型數量及一個模具上的合模力表示，膠囊型式作為輔助代號。具體表示如下：□□——□□/□×□

模型數量一個模具上的合模力，MN

熱板護罩或蒸汽室內徑，mm

膠囊型式輔助代號，如A、B、AB或RIB等輪胎硫化機代號（L）輪胎生產機械代號（L）例如：LL—B1050/1.37×2,表示B型定型硫化機，護罩內徑為1050mm，雙模，一個模具上的合模力為1.37MN.2、技術特征§4基本結構輪胎定型硫化機的種類較多，我國目前廣泛使用的定型硫化機是曲柄連桿式定型硫化機，重點敘述曲柄連桿式定型硫化機的結構。4.1A型輪胎定型硫化機

A型定型硫化機主要是由底座、曲柄輪、連桿和橫梁組成的升降機構；上加熱板、下加熱板和上模具、下模具組成的蒸汽室；推頂器與儲囊筒組成的膠囊操縱機構；夾具器、裝胎機械手組成的裝卸胎機構；電機和減速機組成的傳動系統(tǒng)；為適應尼龍輪胎的生產配置了后充氣裝置。還有熱工系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等。底座曲柄輪連桿上模具上熱板下熱板下模具機械手傳動系統(tǒng)后充氣裝置推頂器儲囊筒橫梁輪胎在A型定型硫化機中的定型和硫化順序硫化機正在硫化輪胎，抓胎器取下一個胎坯，第三只胎坯置于機臺前的平臺上

硫化完畢，膠囊內部降低壓力后，整個膠囊被往下推。這時夾具板張開，從輪胎上鋼圈的下方把住輪胎硫化機逐漸開啟，膠囊入儲囊筒硫化機完全打開，由于推膠囊的活塞仍處于最低位置，使得夾具板仍然維持輪胎在上模輪胎由上半模中被推出，推膠囊的活塞上升，夾具板縮回。剝落桿移到輪胎上方，抓胎器向下到達下模上方的抓胎位置剝落桿縮回，輪胎由模上鋼圈脫落到卸胎輥道上。定型蒸汽進入膠囊硫化好的輪胎離開卸胎輥道，此時新胎坯由抓胎器定位在下模上，膠囊被吹入胎坯內

抓胎器離開胎坯并上升，胎坯由膠囊定位。清掃硫化機后開始閉模

當推囊活塞上的球鼻接近膠囊時、定型蒸汽開始逐漸吹脹胎坯

在點歇過程中，胎坯逐漸的被定型

機臺繼續(xù)處于點歇狀態(tài)，定型蒸汽撤消。輪胎的上鋼圈進入上模的鋼圈中

機臺繼續(xù)處于點歇狀態(tài)，定型蒸汽再次導入。然后硫化機繼續(xù)閉合定型

輪胎在A型定型硫化機中的硫化過程4.2B型輪胎定型硫化機

B型輪胎定型硫化機一般由升降機構、蒸汽室、膠囊操縱機構（即中心機構）、裝胎機構、卸胎機構、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、安全裝置、管路系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等組成。用于尼龍輪胎硫化的定型硫化機還應配置后充氣裝置。升降機構蒸氣室后充氣裝置電氣控制裝置膠囊操縱機構卸胎機構傳動裝置裝胎機構輪胎在B型定型硫化機中的定型和硫化順序上模完全打開，裝上胎坯

硫化機開始閉合、定型蒸汽通入膠囊

胎坯定型

硫化機完全閉合，硫化開始

硫化完畢，硫化機打開

中心機構帶動輪胎上升

膠囊從輪胎中拉出

卸胎杠桿上升。中心機構的上環(huán)上升，下環(huán)下降，將膠囊內腔抽真空使膠囊內凹，繼續(xù)拉伸膠囊卸胎杠桿上升托住輪胎，繼續(xù)拉伸膠囊膠囊完全伸長與收縮，中心機構的下環(huán)觸及下模

卸胎杠桿再上升并超過中心機構，一直把輪胎送到機臺后面的卸胎傳送帶或后充氣裝置上卸胎杠桿返回原位，新的循環(huán)開始

輪胎在B型定型硫化機中的定型和硫化過程1輪胎在B型定型硫化機中的定型和硫化過程2

4.3AB型輪胎定型硫化機

AB型輪胎定型硫化機的膠囊操縱機構－中心機構與A型和B型輪胎定型硫化機的膠囊操縱機構有較大的差別，介于A型B型之間，兼有這兩種機臺膠囊操縱機構的特點，而其他部分基本相同。

圖為AB型輪胎定型硫化機的膠囊操縱機構，它由膠囊操縱缸、囊筒、囊筒升降操縱缸及上下夾持盤等組成。當輪胎脫模時，囊筒通過升降操縱缸向上升起，上夾盤不動，硫化好的輪胎在囊筒上升時，從下模脫出，膠囊則被收入囊筒內，類似于B型定型硫化機的膠囊伸直的型式。膠囊操縱水缸升降水缸上夾盤下夾盤儲囊筒

輪胎被取出后，上夾盤下降，膠囊連同夾持盤一起進入囊筒內。這種膠囊收入囊筒內的方式與A型定型硫化機相似，但比A型膠囊的翻轉程度小。當裝胎時，裝胎機構將胎胚的下子口放在囊筒的子口上之后，囊筒開始下降，并通過齒輪齒條實現(xiàn)與裝胎機構同步下降，便于胎胚的對中和定型。在囊筒下降過程中，膠囊通入定型蒸汽，上夾盤向上升起，膠囊被壓入胎胚內腔，硫化機合模、定型、硫化。齒輪齒條4.4

RIB型輪胎定型硫化機

RIB型輪胎定型硫化機是在A型硫化機的基礎上發(fā)展起來的一種新型的機臺。圖為RIB型輪胎定型硫化機的結構圖。RIB型硫化機與A型硫化機的主要區(qū)別是膠囊操縱機構在A型的基礎上增設一個中心桿，將膠囊上部從硫化好的輪胎中拉出，進入囊筒，使膠囊上半部翻轉收入于囊筒中，提高了胎胚定型時的對中性。中心桿

B型及AB型定型硫化機

A型定型硫化機

RIB型定型硫化機膠囊不翻轉，壽命較長膠囊翻轉彎曲較大，使用壽命較B型的短膠囊壽命較A型的長，比B型的短蒸氣、過熱水消耗量極少蒸氣、過熱水消耗量大蒸氣、過熱水消耗量比A型少膠囊充水時間短，極易冷卻膠囊充水時間長，冷卻時間長膠囊充水時間較A型少中心機構動力為壓力水，密封較多，泄漏可能性大推頂器動力為壓縮空氣，密封較少，密封性能好推頂器動力為壓縮空氣，密封裝置較少，密封性能好需要抽真空系統(tǒng)不需要抽真空系統(tǒng)不需要抽真空系統(tǒng)中心機構較復雜推頂器機構復雜推頂器結構簡單，但下部控制膠囊機構復雜更換膠囊較困難更換膠囊方便更換膠囊方便定型時生胎內壁與膠囊之間易殘留空氣定型時生胎內壁與膠囊間殘留空氣少定型時生胎與膠囊內壁間殘留空氣少胎胚定型時對中性穩(wěn)定性好定型時對中性穩(wěn)定性差定型時對中性穩(wěn)定性好卸胎和裝胎不能同時進行，卸胎和裝胎可同時進行卸胎和裝胎可同時進行總體結構較龐大總體結構較緊湊總體結構較復雜各種定型硫化機的比較五、主要零部件的設計（一）蒸汽室蒸汽室是用于硫化輪胎的，是定型硫化機的主要部件之一。對蒸汽室的要求：（1）能最大限度地實現(xiàn)裝胎、卸胎的機械化；（2）便于硫化溫度規(guī)范的控制和檢查；（3）能保證硫化模型的均勻受熱；（4）有利于載熱體供給的自動化；（5）蒸汽室內載熱體向大氣中散失熱量要小、消耗量要??；（6）密封性能要良好。1.蒸汽室的類型蒸汽室按模型的加熱方法及結構形式通常可分為下列幾種:蒸汽室的類型罐式蒸汽室普通罐式蒸汽室?guī)фi環(huán)蒸汽室?guī)д{模裝置蒸汽室夾套式蒸汽室?guī)фi環(huán)夾套式蒸汽室?guī)д{模裝置夾套式蒸汽室熱板式蒸汽室普通熱板式蒸汽室?guī)д{模裝置熱板式蒸汽室

2．蒸汽室結構

(1)罐式蒸汽室①普通罐式蒸汽室如圖所示。它由上、下兩半蒸汽室組成，下蒸汽室固定于機臺上，上半蒸汽室固定于橫梁下緣。兩半蒸汽室用耐熱橡膠密封圈密封，與機臺和橫梁固定時均用石棉墊隔熱，它們的外表面均用保溫層加以保溫。下蒸汽室底部設置凸起的T型槽，用于螺栓固定模具和模具底部的加熱以及冷凝水的導出。上蒸汽室的上部設有1～4組均布分布的螺栓孔，用于不同規(guī)格的模具安裝；其上部安裝了安全閥、壓力表和溫度計。上半蒸汽室下半蒸汽室密封圈壓力表溫度計安全閥模具安裝螺拴上半蒸汽室下半蒸汽室密封圈安全閥溫度計上半蒸汽室下半蒸汽室密封圈安全閥壓力表溫度計上半蒸汽室下半蒸汽室密封圈安全閥②帶鎖環(huán)罐式蒸汽室它的總體結構與普通罐式蒸汽室相似，在罐體的周邊設置了一套可移動的平面鎖環(huán)。鎖環(huán)將上下蒸汽室鎖緊并承受鎖模力，此時硫化機在硫化時傳動系統(tǒng)的各構件受力較小。為了補償硫化時對模具的預緊力，在蒸汽室下部壓力補償器（為一塊橡膠板），當通人低壓過熱水后橡膠板向上膨脹，抬起活動的模座，把模具頂緊。上半蒸汽室下半蒸汽室橡膠板壓力補償器鎖環(huán)活動模座上半蒸汽室下半蒸汽室橡膠板壓力補償器鎖環(huán)活動模座

③帶調模裝置罐式蒸汽室它的上蒸汽室設置有上半模的花盤,花盤與調模螺套連接。調模螺套的內外表面有梯形螺紋，調模螺套外螺紋為右旋，與花盤相配，調模螺套內螺紋與法蘭螺套相配。當小齒輪轉動帶動大齒輪轉動，調模螺套也旋轉，使花盤同上模一起沿著導向板上升或下降，從而可以調整不同模型的高度位置?；ūP調模螺套小齒輪下蒸汽室上蒸汽室調模螺紋座調模齒輪導向板花盤小齒輪下蒸汽室上蒸汽室調模螺紋座調模齒輪導向板（2）夾套式蒸汽室夾套式蒸汽室的結構如圖所示。它的上、下模具均有可通人蒸汽的空腔。此空腔有的模具是直接鑄造出來；有的加工成敞口的空腔，加工后焊上鋼板，將其敞口封閉。帶鎖環(huán)夾套蒸汽室如下圖所示。其鎖環(huán)有平面型和斜面型兩種。前者需設置壓力補償器，后者可直接鎖緊模具。帶調模裝置夾套式蒸汽室如上圖所示，其基本機理與其他帶調模裝置蒸汽室相同。鑄造的空腔焊接的空腔

⑶熱板式蒸汽室圖為帶調模裝置熱板式蒸汽室，它由上、下加熱板、調模裝置和保溫罩等組成。調模裝置由調模齒輪、調模螺套和固定的調模螺紋座組成兩級減速的微調，設置在上蒸汽室的外部，不易受蒸汽的腐蝕，易于潤滑，調模方便。普通熱板式蒸汽室的結構與帶調模裝置熱板式蒸汽室相似，區(qū)別是不設調模裝置。調模齒輪調模螺套調模螺紋座上熱板下熱板保溫罩調模齒輪調模螺套調模螺紋座上熱板下熱板保溫罩類型優(yōu)

點缺

點罐式蒸汽室普通的結構簡單容易制造1、蒸汽直接加熱模型，加熱溫度容易達到一致2、便于更換不同規(guī)格的模調模和調節(jié)預緊力困難1、蒸汽室直接接觸模型和其它附件，容易被銹蝕2、構造較復雜密封較多，增加維修量3、制造較困難帶鎖環(huán)的有利于改善壓力機構的受力條件，節(jié)約鋼材維護較困難帶調模裝置的1、便于調節(jié)不同厚度模型2、便于調節(jié)鎖模預緊力的大小維護較困難結構較復雜夾套式蒸汽室1、能節(jié)約冷、熱介質2、有利于熱模硫化3、可縮短硫化時間4、改善勞動條件5、便于維修1、溫度較難達到一致2、夾套制造困難，造價高，更換模具困難熱板式蒸汽室1、能節(jié)約冷、熱介質2、有利于熱模硫化3、可縮短硫化時間4、改善勞動條件5、便于制造和維修1、溫度較難達到一致2、目前適用于中小型規(guī)格輪胎的硫化3、蒸汽室頂蓋的計算蒸汽室的頂蓋的計算可借用內壓容器的計算公式進行。常用形式有：橢圓形蓋、拱形蓋和平蓋三種。以橢圓形為例。橢圓形頂蓋結構，如圖所示。壁厚S（mm）按下式計算：式中P—蒸汽計算壓力，N/mm；

DH—頂蓋外徑，mm；k—校正系數；n—剛性系數，可取n=2~2.6；

[σ]

t—設計溫度下材料的許用應力，N/mm2；[σ]—實驗溫度下材料的許用應力，N/mm2；

φ—焊接系數用整塊鋼板模壓的蓋=1，用兩塊鋼板焊接而成的=0.8；c—壁厚附加量，其值為1～4mm,常取2～3mm；4、蒸汽室筒體的壁厚計算蒸汽室筒體壁厚計算可按下式計算：

（二）膠囊操縱機構1.用途與結構膠囊操縱機構又稱中心機構,它位于蒸汽室中心的機構,是定型硫化機的重要組成部分。它的主要作用是硫化前把膠囊裝入胎胚、對胎胚定型；硫化后將膠囊從輪胎中拔出，在脫模機構的配合下，使輪胎脫離下模并與胎圈剝離，最后再從輪胎中把膠囊退出。2.B型定型硫化機中心機構

B型定型硫化機中心機構主要由三部分組成：①控制膠囊伸直與收縮部分；②控制膠囊定型高度部分；③控制輪胎脫離下模部分。B型定型硫化機中心機構有液壓杠桿式、液壓式與液壓機械式等類型。下面我們分介紹這幾種類型中心機構的結構?？刂颇z囊伸縮部分控制膠囊定型高度控制輪胎脫模部分

①液壓杠桿式中心機構圖為用于B型定型硫化機的中心機構。它由夾持膠囊的上夾盤、下夾盤、水缸、上活塞和下活塞、導管、隔離套、定位套及撥叉等組成。當壓力水通過缸座的進水口進水時，下活塞上升，使膠囊伸直，當隔離套與上活塞接觸時，便推動上活塞和定位套同時上升，保證活塞桿的穩(wěn)定性。當壓力水從進水口進入時，壓力水便通過導管噴出，而后經過導管與活塞桿管內壁之間的間隙流出，推動下活塞下降，使膠囊收縮，當上夾盤與定位套接觸時，下活塞下降停止。此時上活塞受到壓力水作用不能下降，這種狀態(tài)為定型和硫化的狀態(tài)。上夾盤下夾盤上活塞隔離套導管下活塞撥叉水缸定位套活塞桿撥叉將水缸和下夾盤舉起，使輪胎脫離下模，膠囊伸直，抽真空，輔助脫胎裝置啟動，卸胎機構托起輪胎下部，撥叉反向運動，使水缸和下托盤下降至下模，而后卸胎機構將輪胎稍舉起后接著再翻轉，使輪胎向機臺后部運動至卸胎輥道上。下夾盤撥叉水缸動畫②、液壓式中心機構液壓式中心機構控制膠囊伸縮和脫胎的動作分別由兩個水缸完成，其構造如圖所示。膠囊的上、下子口分別由上壓蓋、上托盤和下壓蓋、下托盤夾持，并安裝在上水缸頂部。上水缸缸體內裝有上、下活塞，上活塞的套筒用于確定定型的高度，下活塞用于控制膠囊的伸縮。脫模活塞用于舉起上水缸和托盤，使硫化好的輪胎脫離下模。裝胎時，機械手將胎胚套在膠囊上，這時從管接口向膠囊通入蒸氣，使之膨脹，對胎胚進行定型，膠囊膨脹使膠囊高度下降，上托盤隨之下降；在上、下活塞之間通入壓力水，下活塞繼續(xù)下降，上活塞則固定不動，上夾盤下降直至與上活塞的套筒接觸為止，達到定型高度。卸胎時，膠囊內的高壓過熱水被抽出，膠囊抽真空；從上水缸的壓力水進水口通入壓力水，下活塞上升將膠囊從輪胎中拉出，膠囊伸直；脫?；钊趬毫λ耐苿酉拢瑢⑸纤缀退咨系钠渌考黄鹋e起，使硫化好的輪胎脫離下模并升起；卸胎機構將輪胎托住，脫?；钊陆?，將上水缸和在水缸上的其他部件拖回的原先的位置，完成脫胎；卸胎機構將輪胎卸到卸胎滾道上。定位套上托盤下托盤上活塞下活塞下水缸進水孔上水缸上壓蓋下壓蓋定位套上托盤下托盤上活塞下活塞下水缸進水孔上水缸下壓蓋上壓蓋定位套上托盤下托盤上活塞下活塞下水缸進水孔上水缸下壓蓋動畫

③、液壓機械式中心機構液壓機械式中心機構的運行機理與液壓式中心機構相似，大體結構也有雷同，只是脫模的水缸變成齒輪齒條的嚙合來驅動而已。其結構如圖所示。齒條固定于水缸體的外緣上，由驅動油缸驅動齒輪，齒條帶動水缸上下移動。齒條動畫

3.推頂器和儲囊筒機構

A型定型硫化機的膠囊裝入胎胚、定型和從輪胎中拔出是用推頂器和儲囊筒機構配合完成的，它們也是處于模型中間，因此也有把它們稱為A型定型硫化機的中心機構。①.推頂器及夾具板推頂器的作用是在硫化完畢，開模時將膠囊推入儲囊筒中；在橫梁帶著上模型上升時，推頂器上的夾具板將輪胎帶出，完成卸胎。推頂器的一般結構如圖所示。推頂器主要由球鼻、球鼻上升氣缸、球鼻下降氣缸、推頂器座、閂鎖氣缸及推頂器氣缸等組成。球鼻球鼻上升氣缸球鼻下降氣缸推頂器座閂鎖氣缸推頂器氣缸活塞上升進氣閂鎖進氣活塞下降進氣

球鼻升降氣缸是用于固定球鼻和使它升降，推頂器的球鼻在定型時與膠囊頂部中心的“U”形槽相吻合，使胎胚能很好地對中，硫化結束球鼻下降將膠囊從輪胎中頂出，并推頂膠囊進入儲囊筒，同時使夾具板撐開。在卸胎前，閂鎖氣缸使夾具板保持張開伸入輪胎子口下部。兩個推頂氣缸為卸胎而設置，使整個推頂器豎向運動。推頂器座裝在硫化機的橫梁上?；钊麠U上部為螺紋，頂端為方形，用于調節(jié)球鼻的行程。

球鼻球鼻上升氣缸閂鎖氣缸推頂器氣缸球鼻下降氣缸A型定型硫化機的夾具板的作用是，在卸胎作業(yè)中保證輪胎粘在上半模的鋼圈上或在夾具板上。其結構如圖所示。夾具板由扇形板、滑塊、杠桿、輥輪、卡盤等零件組成。當球鼻伸出時，通過輥輪撥動杠桿和滑塊，使扇形塊撐開。扇型板滑塊杠桿輥輪卡盤②儲囊筒及囊筒升降機構儲囊筒的作用是用于推頂器就膠囊從輪胎中推出后膠囊的存儲；囊筒升降機構用于更換膠囊時，將囊筒升起，方便更換舊膠囊。它們的結構如圖所示。它由儲囊筒、兩半環(huán)、過濾網、軸承、鏈輪及軸等組成。儲囊筒是夾套式結構，是存放膠囊的容器，蒸氣和高壓過熱水等介質也通過它輸入膠囊。其內壁上部和下部各有一個3～5mm的小孔，當儲囊筒通入定型蒸氣將膠囊翻出時，有利于減小膠囊與儲囊筒內壁的摩擦。儲囊筒兩半環(huán)濾網軸承座鏈輪軸內螺套螺桿4.ＡＢ型硫化機中心機構由德國赫伯特(Herbert)公司首創(chuàng)。中心機構由2個囊筒油缸，一個同軸線的中心油缸，一個環(huán)座和一個囊筒相聯(lián)接，推動囊筒作上、下運動，中心油缸和環(huán)座可一起裝入囊筒中，中心油缸實際上由同軸線的下環(huán)油缸和上環(huán)油缸組成。下環(huán)油缸的缸體與囊筒相連，其活塞桿與環(huán)座相連接，因而環(huán)座可作相對囊筒上、下運動，上環(huán)油缸的缸體就是下環(huán)油缸的活塞桿，因而上環(huán)油缸的活塞桿可相對環(huán)座上、下運動，安裝膠囊中心油缸囊筒油缸囊筒膠囊的下夾盤裝在環(huán)座上，上夾盤裝在上環(huán)油缸的活塞桿上。這種中心機構的特點是托胎運動平穩(wěn)，對中性好，結構緊湊，可按不同的工藝要求硫化不同規(guī)格的子午胎和斜交胎。環(huán)座機械式AB型中心機構------膠囊工作時的情況

機械式AB型中心機構------膠囊處于收藏位置

5.RIB型中心機構

A型定型硫化機定型時對中性差，隨著定型氣壓大小變化而不穩(wěn)定，尤其在硫化大規(guī)格輪胎時更為突出。為克服這些弱點，適應大型輪胎的生產需要，開發(fā)的RIB型定型硫化機的中心機構解決了A型定型硫化機中心機構的弱點。其中心機構示意圖如圖所示。

RIB型中心機構吸取了B、AB型定型硫化機的優(yōu)點，也保留了A型硫化機更換膠囊方便的特點。采用活塞桿來提高定型時的對中性和穩(wěn)定性。

RIB型膠囊翻入儲囊筒不需要抽真空，當輪胎硫化結束，中心立柱連同夾持盤在氣缸驅動下，將膠囊從輪胎中拉入儲囊筒內。RIB膠囊中心立柱夾持盤氣缸6.中心機構的計算（B型為例）在中心機構的計算中，首先是決定各水缸所需的作用力：一是決定操縱膠囊的水缸作用力，一是外胎脫模時水缸的作用力。當決定了這些力后，缸體和活塞桿等的強度計算可按一般的計算方法進行。主要對以上兩個作用力進行討論。1）操縱膠囊水缸作用力的決定此力應按膠囊允許的最大作用力來考慮，力的大小只能通過試驗的方法來確定，一般40〞定型硫化機采用Q=8KN，55〞采用Q=24KN，75〞采用Q=80KN，如果膠囊和外胎粘結很牢，按照膠囊從外胎脫離的力來考慮，若出現(xiàn)力不足的情況，也不要求加大，若再加大，膠囊可能被扯破，反而不能從外胎中脫離出來。膠囊與外胎的粘結問題只能采用專門的潤滑劑來解決。減小作用力目的在于延長膠囊使用壽命。根據實驗方法決定的作用力Q用來計算水缸的內徑：式中：d---水缸內徑，mm；P---水壓，Mpa；R---水缸內活塞摩擦力的損失系數，R=1.1。

2）外胎脫模時水缸作用力的決定

使硫化后外胎脫離模型而卸出的作用力稱為脫模力。脫模力的大小取決于分離輪胎與模型粘附作用力外，同時受胎體結構不受損傷允許作用力的限制。即應該在胎體不受損傷的前提下確定脫模力的大小。（以活絡模為例）（1）輪胎脫離模型所需的力P=π·D2·B·p式中D2---輪胎外徑，mm；

B---外胎胎面寬度，mm；

p---外胎有花紋部分的單位脫模力，N/mm2，乘用輪胎取0.08~0.1N/mm2

，輕型載重輪胎取0.1~0.12N/mm2

載重輪胎和工程輪胎取0.15N/mm2

。對于同一規(guī)格輪胎由于輪胎花紋種類不同，模型粗糙度不同，潤滑條件不同，脫模力的大小是不一樣的。另外，實際脫模時，輪胎并不是同時脫模，而是從局部到整體漸漸脫出，所以，實際脫模力遠較設計計算值要小。

(2)輪胎胎體所能承受的力

此力主要考慮骨架的許用應力。即脫模時簾布層所受的力、輪胎正常行駛時的允許工作應力。把外胎斷面視為一個內徑為d，壁厚為s的圓環(huán)（壁厚s計算簾布層的厚度），在內壓p的作用下，簾布層的工作應力為：

式中p---充氣輪胎正常內壓，乘用輪胎取0.17~0.21N/mm2

，輕型載重輪胎取0.3~0.5N/mm2

載重輪胎和工程輪胎0.5~0.7N/mm2

；s---胎側簾布層的厚度，mm；d---輪胎斷面內徑，mm。把簾布層斷面面積乘以該應力，則得垂直作用于簾布層斷面的最大許用作用力Q：

式中D---簾布層最小厚度處最小直徑，mm。脫模機構的許用推力T為：式中α---力T與Q的夾角，α=40o~45o。

設計時推胎水缸的力應不大于輪胎胎體所能承受的力T。否則簾布層中的應力可能超過許用值而引起簾布的脫層、伸長甚至斷裂。當這個T力不能使外胎脫模時，也不應再增加，而應從其他方面考慮，如輪胎的結構與花紋，橡膠與金屬的黏著率，模型是否使用脫模劑，模型的粗糙度，氣孔的數量是否恰當，脫模力的作用方式等。改善上述條件，可使T減少。

（三）裝胎機構輪胎定型硫化機裝胎機構的用途是將生胎從存胎盤上提起送至下模上定位、充氣定型。其結構形式較多，比較新型的裝胎機構適用于普通輪胎和子午線輪胎兩用。下面對兩種常用的裝胎機構加以介紹。

1、A型輪胎定型硫化機的裝胎機構

A型輪胎定型硫化機裝胎機構的結構如圖所示，它主要由機械手、傳動裝置、機械手球鼻、導軌及氣缸等組成。機械手傳動裝置機械手球鼻氣缸導軌軸鋼絲繩卷輪蝸輪蝸桿減速機整個機構安裝在硫化機橫梁上，通過鏈條驅動機械手，由上、下兩對輥子沿導軌的移動，控制機械手的上下移動。機械手由四辨鉤胎爪組成，在雙作用氣缸驅動，使鉤胎爪張開和合攏。當氣缸的活塞桿向下推出時，四辨鉤胎爪張開至最大；當活塞桿向上縮回時，鉤胎爪合攏到最小。當機械手提起胎胚而壓縮空氣中斷時，因為連桿成一字形撐開，足以撐住鉤胎爪掛著的輪胎重量，掛著的輪胎不會脫落。裝胎機構傳動裝置的電機帶有制動裝置，蝸輪減速機具有自鎖。在軸上裝有兩個安全用的繩輪，每一繩輪上裝有鋼絲繩，繩的一端固定在橫梁上。如若操作時由于電氣系統(tǒng)誤發(fā)指令或機械手調整不當，導致鏈條斷脫時，鋼絲繩就會系住橫梁及機械手，使之不掉落。輥子鏈條橫梁鉤胎爪氣缸連桿電機帶式制動裝置

帶式制動裝置安裝在軸的左端。剎車帶由鋼帶及石棉摩擦片做成，剎車力矩大小的調節(jié)可由壓縮彈簧控制。在正常工作時，剎車帶應松開，只有在檢修裝胎機構時才使用制動裝置。機械手球鼻用于裝胎時的預定型及定位。當膠囊在定型內壓作用下從儲囊筒翻出進入胎胚時，膠囊的“U”形凹坑與球鼻的球面自動投合，隨著定型內壓的增加，由于定型彈簧的預定型力作用，球鼻和定型盤受壓增高；預定型壓力由定型彈簧進行調節(jié)，當達到規(guī)定值時，觸動限位開關，發(fā)出指令，膠囊內壓降為保持定型壓力，機械手返回。觸胎桿用于探測存胎盤上是否裝有胎胚。當觸胎桿碰到胎胚時，則觸胎桿上升觸動限位開關。彈簧球鼻定型彈簧限位開關限位開關觸胎桿

2、B型輪胎定型硫化機的裝胎機構

B型輪胎定型硫化機的一種裝胎機構如圖所示。它由機械手、橫臂、傳動裝置及支座等組成。雙模定型硫化機每個模配備一套裝胎機構，分別安裝在機臺左右兩側。工作時依次轉入和轉出，以免相碰。根據胎圈直徑的不同，機械手的鉤胎爪可進行調節(jié)或更換，以適應相應規(guī)格的胎胚。當壓縮空氣進入氣缸時，活塞推動導向板向上移動，通過導輪使沿圓周分布的鉤胎爪分別以小座上的銷軸為支點擺動，鉤胎爪收縮進入胎圈內，而后氣缸排氣，鉤胎爪在彈簧的作用下張開，將胎胚撐住。機械手橫臂傳動裝置支座氣缸導向板導輪彈簧銷軸橫臂的升降由電機經蝸輪減速機

的傳動裝置驅動。平衡錘用于調節(jié)機械手的平衡。碰塊用于控制抓胎的動作。平常狀態(tài)時，碰塊位于限位開關之間，當機械手下降鉤胎爪碰到胎胚時，碰塊上抬碰到限位開關，此時，切斷氣缸的氣源，鉤胎爪撐開；當提起胎胚時，由于胎胚重量使碰塊下移觸動限位開關，機械手提升。安全裝置用于橫臂升降時的保險。當鏈條發(fā)生斷脫時，彈簧就拉動安全裝置，其上的牙齒就緊緊咬住方柱，橫梁稍下滑很短距離后便停止不動。電機蝸輪減速機平衡錘碰塊安全裝置彈簧鏈條

橫臂的轉入和轉出由支座上的油缸驅動一四連桿機構來實現(xiàn)，如圖所示。當液壓缸通入液壓油后活塞便推動連桿，使搖桿繞C點轉動，同時帶動裝在搖桿上的方柱和橫臂一起轉動。其轉動的極限位置由限位開關進行調節(jié)。為了適應大型輪胎硫化機運行的需要，裝胎機構的結構和驅動方式有了很多的改進，圖為氣動的機械手裝胎機構，其共同特點是它們通過驅動放射螺旋槽轉盤帶動鉤胎爪勻速地撐開和合攏，而且鉤胎爪行程比較大，可適應規(guī)格范圍較大的胎胚和子午線輪胎胎胚的裝胎。油缸四連桿機構C螺旋轉盤鉤胎爪

（四）卸胎機構卸胎機構用于在脫模機構配合下，將硫化好的輪胎從中心機構的下鋼圈托出，并將其卸到機臺的后邊運輸帶上或通過滾道送至后充氣裝置中。A型定型硫化機的卸胎機構（即夾具板）比B型定型硫化機的卸胎機構簡單，前面已介紹了A型定型硫化機卸胎機構的結構，本節(jié)只重點介紹B型定型硫化機的卸胎機構。

B型定型硫化機的卸胎機構的結構類型較多，大體可分為：杠桿式卸胎機構、輥道式卸胎機構。

1.杠桿式卸胎機構圖為輪胎定型硫化機的杠桿式卸胎機構。前卸胎桿位于硫化機前面，卸胎長、短輥子位于后面。

前卸胎桿短輥長輥當水缸的活塞被通入壓力水推動活塞桿伸出時，推動杠桿，通過連桿使卸胎轉架擺動，帶動短輥上升。同時滑輪臂也向后轉動，拉動鋼絲繩，使左右凸輪臂升起，沿特定的軌跡運動，連接著左右凸輪臂的前卸胎桿也隨之上升。配合中心機構的脫模機構把硫化好的輪胎托起，前卸胎桿伸入輪胎的下部，輥子也插入輪胎下部，它們共同將外胎從下鋼圈托出、升起和翻轉，最后外胎沿著轉架上的長輥子及短輥子和卸胎滾道滑向后充氣裝置或輸送帶上。卸胎完畢，卸胎水缸換向充入水壓，機構恢復原始狀態(tài)。水缸杠桿卸胎轉架凸輪臂中心機構連桿滑輪臂鋼絲繩短輥長輥前卸胎桿杠桿式卸胎機構的運動是由兩大運動副C、B組成，其運動的示意圖如下。杠桿式卸胎機構兩大運動副的運動示意1－前卸胎桿；2－鋼絲繩；3－短輥子；4－后卸胎桿；5－轉軸；6－長輥子；7－活塞；8－卸胎水缸；9－杠桿；10－滑輪臂；11－滑輪；12－轉架；13－連桿近年來定型硫化機的卸胎機構的結構有了很多改進，結構更加簡捷、運行可靠、維護方便的機構層出不窮。圖為雙缸式卸胎機構，利用兩個水缸來完成卸胎動作。卸胎時，水缸將卸胎滾道移至由中心機構托起的外胎下面，利用水缸

將轉架和托著卸胎滾道一起先作水平上升而后傾斜滑下輪胎的運動。卸下輪胎后，水缸反向動作，使轉架和卸胎滾道復位。水缸

2.移動輥道式卸胎機構

移動輥道式卸胎機構的結構比較簡單、便于維護，在定型硫化機的卸胎機構中應用較為廣泛。它們的共同特點是，通過機構或軌道槽使移動輥道按照卸胎的動作要求運動。它們可分為鐮刀式、V型式。

圖為鐮刀式卸胎機構，它由水缸驅動卸胎輥道沿鐮刀形的軌道移動。當中心機構將硫化好的輪胎從下模托出、抬起時，水缸活塞桿推動杠桿，杠桿帶動輥道移動，由于輥道只能沿著弧形的軌道槽運動，輥道的移動軌跡便是弧形，即鐮刀形的弧形，輥道既完成將輪胎舉起，同時也能夠將輪胎傾斜而從輥道中滑出。水缸輥道軌道杠桿

圖為V型輥道卸胎機構的結構，它設置在機座上，主要由電機、減速機、傳動軸、導向滾輪、齒輪導向輪、齒條、輥道及短輥道組成。

輥道傳動軸電機機座齒條齒輪導向輪導向滾輪短輥減速機機構的運動方向受導向滾輪齒輪及導向輪導向齒條控制。當外胎被中心機構頂起后，卸胎機構由電機、減速機驅動傳動軸，傳動軸上的齒輪導向輪轉動，齒輪與固定在機架上的導向齒條嚙合，使整個卸胎機構從硫化機的后部向前運動，直至處于接胎的位置。當中心機構整體下降時，外胎便擱置在輥道上，外胎完全脫離了中心機構后，卸胎機構的傳動電機反轉，卸胎機構帶著外胎向后運動，由于導向齒條的后部是傾斜的，卸胎機構到達此處時，向后傾斜，外胎便會從輥道上滑向后充氣裝置或運輸帶上。

（五）升降機構升降機構也稱壓力機構。其類型有下列幾種。升降機構的類型曲柄連桿式升降機構液壓式升降機構①單缸式升降機構②雙缸式升降機構螺桿式升降機構蝸輪蝸桿式升降機構①升降型升降機構②升降－平移型升降機構③升降－翻轉型升降機構（1）曲柄連桿式升降機構

圖為曲柄連桿升降－平移型升降機構。它主要由橫梁、墻板、連桿、曲柄齒輪和副臂、副輥等組成。在開模時，橫梁和上模先作垂直上升，隨后按水平或以一微小傾斜角度向后移動，而模型始終接近與水平平移；閉模過程則相反。左右兩個副臂固定在橫梁上，副臂下端設有副輥。當連桿帶動橫梁作開合模運動時，橫梁兩側端軸上的主輥和副臂的副輥都在墻板的開槽內運動。為使合模準確，橫梁的下腹板左右各裝有一個定位塊，并和墻板上的定位塊相配合。定位塊的位置可用調節(jié)螺栓調節(jié)。連桿墻板副臂副輥橫梁曲柄齒輪定位塊主輥調節(jié)螺拴圖為B型定型硫化機普遍使用的曲柄連桿式升降－翻轉型機構。它主要由橫梁、墻板、連桿、曲柄齒輪、副連桿和副連桿滑塊等組成。在開模過程中橫梁和上模先作垂直上升，隨后以弧線向后翻轉；閉模過程則相反。實現(xiàn)翻轉的主要方法有：雙槽墻板斜面間接導向、雙槽墻板斜面直接導向和單槽杠桿導向三種。機構開模時升起翻轉和合模時翻轉下降，其前后定位靠墻板的開口槽，副連桿滑塊在墻板的窗口上下活動使上蒸汽室翻轉。左右定位靠連桿上部的定位銷實現(xiàn)的。橫梁墻板定位銷連桿曲柄齒輪滑塊副連桿

（2）液壓式升降機構圖為定型硫化機單缸式液壓升降機構。它主要由油缸、活塞桿、橫梁和導架等組成。左右導桿由拉桿連接成一體，并靠底座支撐。機構由液壓系統(tǒng)提供動力，當機構工作時，油缸活塞桿帶動橫梁和裝有滑輪的蒸汽室沿著導架的軌道上下運動，完成開合模的動作。合模后，由鎖環(huán)將模型鎖緊。雙缸式液壓升降機構基本工作原理與單缸式的類似。油缸活塞桿橫梁導架拉桿鎖環(huán)(3)電動式升降機構傳動位于硫化機頂部，由高啟動轉矩雙速電機和蝸輪減速機組成，驅動螺旋副升降機構。電動式輪胎定型硫化機1－傳動裝置；2－橫梁；3－側板；4－導軌；5－螺桿；6－活絡模推拉裝置；7－活絡模；8－導向塊；9－中心機構；10－脫模機構；11－底座（4）升降機構的計算1）橫梁的計算橫梁是主要受力件之一，要求要有足夠的剛性和強度，因此梁截面的高度要大于寬度。梁內設置加強筋板并要合理布置。在開孔或有較大應力集中的位置，要有補強板。矩形梁的端軸支板受擠壓、剪切的作用易產生變形，所以支板需要較大的厚度。橫梁主要承受彎曲和剪切應力及溫差應力。硫化機的橫梁為變截面結構，為了計算方便，簡化成等截面集中載荷的雙支點自由梁。以矩形梁為例，梁的結構如圖。

一．彎曲應力對于雙模輪胎定型硫化機的橫梁的σw（N/mm2）為：式中Q——一個模型上的合模力，N；W——梁的截面模量，；其中b=B-2S1。l1——模型中心到梁支點的距離，mm；二．溫差應力橫梁的上緣和下緣有一定的溫差，下復板由于熱膨脹而受壓縮，其溫差應力為σt（N/mm2）為：

式中E——材料彈性模量，；α——材料的線膨脹系數，；△t——橫梁上、下緣之溫度差，一般取25～35℃。三．總應力由于橫梁上復板上緣和下復板下緣的剪切應力為零，故得上復板的拉應力σ1（N/mm2）為：下復板的壓應力σy（N/mm2）為：許用應力[σ]一般取100～200N/mm2

。四．橫梁的撓度硫化機的橫梁均屬于短梁，在計算其撓度時，既要考慮由于彎曲引起的變形，也要考慮由于剪切引起的變形。模型力點的彎曲撓度yw(mm)：模型力點的剪切撓度yt(mm)：模型力點的總撓度yq(mm)，應是彎曲撓度和剪切撓度之和：梁中點的彎曲撓度yw(mm)：梁中點的最大撓度ymax(mm)：式中G——材料剪切彈性模量，碳鋼；

E——材料彈性模量，；J——慣性矩，；αs——形式參數，，硫化機的梁一般在1.5～3的范圍內；A——梁的截面積，mm2；Aweb——梁的側板截面積，mm2。五．梁軸頭的彎曲應力σw（N/mm2）Ⅲ‐Ⅲ截面處的彎曲應力可按；式中MⅢ——彎矩，雙模的，mm；W——截面模量，，mm3

；d——軸頭直徑，mm；[σ]——許用應力，，N/mm2；取4～5；

2）連桿的計算連桿是定型機的主要受力件之一，它在鎖模和硫化過程中受拉應力和附加彎矩的作用，在鎖模最后瞬間，截面Ⅰ-Ⅰ還受摩擦力的作用。連桿需校核Ⅰ-Ⅰ截面和Ⅱ-Ⅱ截面的應力σⅠ和σⅡ。Ⅰ-Ⅰ截面的應力σⅠ

(N/mm2)為式中Q——一根連桿的額定預緊力，N；Pf——摩擦力，Pf=q.f，N；FⅠ——連桿在Ⅰ-Ⅰ的截面積，mm2；α——應力集中系數；σs——連桿材料的屈服強度，N/mm2。Ⅱ-Ⅱ截面的應力σⅡ

(N/mm2)為：

式中FⅡ——連桿在Ⅱ-Ⅱ處的截面積，mm2；M——連桿由于結構等原因，影響作用力偏移而產生的附加彎矩，M=Q.e，N.mm；e——力Q偏移中心的距離，mm；WⅡ——連桿在截面的抗彎介面模量，mm3影響連桿附加彎矩的因素是復雜的，它與連桿的結構及其配合零部件的剛度以及材料的性質有關，目前仍不易作定量計算。考慮附加彎矩的影響是局部的，而且連桿體比較長，產生絕對變形比較大，因此在設計時可只計算純拉應力。為協(xié)調彎曲應力，對材料的許用應力給予適當考慮。連桿Ⅱ-Ⅱ截面的強度校核條件為：截面的許用應力通常取[σⅡ]=55～65

N/mm2連桿工作時的最大伸長，一般在0.3~0.7mm，連桿較短的其值比較小，連桿較長的其值較大。連桿的最大伸長量△L（mm）由下式求得：式中L——連桿兩軸孔的距離，mm；

E——材料的彈性模量，E=（2.0～2.1）×105N/mm2；

σⅡ——截面Ⅱ-Ⅱ處的工作應力，N/mm2。3）曲柄齒輪的計算曲柄齒輪受力情況，在運轉中，曲柄齒輪半軸的危險截面Ⅰ-Ⅰ處受到彎曲應力和摩擦易趣引起的扭轉應力的作用。彎曲σw（N/mm2）應力由下式計算：

式中Mmax——截面處的最大彎矩，Mmax

=Q.l2，mm；Q——連桿的作用力，通常取合模力，N；l2——連桿作用力到支撐B的距離，mm；dB——支撐B處的軸頸，mm。扭轉應力τ（N/mm2）由下式計算：式中Mn——摩擦扭矩，；RA、RB——支點A、B的反力，；f——摩擦系數。危險截面Ⅰ-Ⅰ處的總應力σ為：式中[σ]——材料許用應力，取=（0.5～0.65）σs，N/mm2

；σs——材料的屈服強度，N/mm2

。曲柄齒輪曲柄的校核

曲柄在工作過程中承受壓、彎應力的聯(lián)合作用，其受力情況，將力Q向曲柄中性面簡化，截面Ⅱ-Ⅱ處受力Q壓縮和力Q由于偏心矩所產生力矩的作用，也受連桿附加彎矩的作用。前兩項是主要的，作為計算依據。截面Ⅰ-Ⅰ處有孔，截面系數小，也需要進行校核，此處主要受彎曲作用，略去壓縮。截面Ⅰ-Ⅰ處內側的拉力或外側的壓力σⅠ（N/mm2）由下式計算：式中M——連桿作用力所產生的彎矩，M=Q.C，N.mm；Q——連桿的作用力，通常取合模力，N；c——連桿力點到曲柄中性面的力臂，mm；WⅠ——截面Ⅰ-Ⅰ處的抗彎截面模量，；[σ]——材料的許用應力，=（0.5～0.65）σ

s，N/mm2。截面Ⅱ-Ⅱ處內側的拉力σⅡ1（N/mm2）或外側的壓力σⅡy（N/mm2）由下列兩式計算求得：式中WⅡ——截面Ⅱ-Ⅱ處抗彎截面模量，；F——截面Ⅱ-Ⅱ的面積，F(xiàn)=2C2h1，mm2

（六）傳動系統(tǒng)與運動軌跡

1．傳動系統(tǒng)輪胎定型硫化機的傳動裝置是指驅動上模具開啟、合模以及鎖緊模型的動力傳動裝置?？煞譃閮深悾阂皇菣C械傳動方式，主要有曲柄連桿式輪胎定型硫化機和螺桿傳動方式的輪胎定型硫化機；二是液壓傳動方式，用于液壓結構的輪胎定型硫化機。

機械傳動方式中曲柄連桿式輪胎定型硫化機在生產中使用比較廣泛，其傳動系統(tǒng)為保證在胎胚定型和硫化時傳動系統(tǒng)自鎖，都裝備有蝸輪蝸桿減速裝置。目前的傳動系統(tǒng)一般分為單傳動系統(tǒng)和雙傳動系統(tǒng)兩種。單傳動系統(tǒng)多用于雙模55吋以下的定型硫化機，雙傳動系統(tǒng)多用于75吋以上的大規(guī)格硫化機。

單傳動系統(tǒng)有兩種方式：一種是一級蝸輪傳動帶一級齒輪傳動，如左圖所示。由電機、蝸桿、蝸輪、小齒輪、曲柄輪、連桿和橫梁組成。另一種是一級蝸輪傳動帶兩級齒輪傳動，如右圖所示。中間增加一對齒輪，以增加齒輪的動載能力。橫梁連桿小齒輪曲柄輪電機蝸輪蝸桿中間的一對齒輪電機蝸輪蝸桿小齒輪

雙傳動系統(tǒng)如圖所示。對大型硫化機采用雙傳動系統(tǒng)可使機器結構緊湊，保證操作的空間，設備運行比較平穩(wěn)。雙傳動系統(tǒng)中只增設一套小功率電機，補償了在周期中的能量消耗，因此并沒有引起功率消耗的增加。但是雙傳動系統(tǒng)結構復雜，合模時上下模對中的調試要求較高。雙套傳動系統(tǒng)中一套用于上模的升降。由電機傳動蝸輪蝸桿減速器，驅動小齒輪，小齒輪傳動齒輪，由齒輪帶動曲柄輪及連桿和橫梁。另一套傳動系統(tǒng)用于橫梁和上模的翻轉。連桿在導向槽內運動，使橫梁和模型作翻轉運動。小齒輪齒輪曲柄輪連桿橫梁用于橫梁翻轉的傳動系統(tǒng)曲柄輪連桿導向槽電機減速機電機2.運動軌跡輪胎定型硫化機的運動軌跡，主要是指橫梁和上模運動所走過的路線。形式有：升降型軌跡、升降平移型軌跡和升降翻轉型軌跡。

（七）后充氣裝置對于尼龍簾線為骨架材料的輪胎，由于尼龍簾線彈性模數小，伸長率較大，同時，它們的熱收縮特性，外胎硫化后出模，應趁溫度還很高迅速充內壓，使外胎在受張力下進行冷卻，以減少外胎胎體的永久變形。否則，簾線與橡膠兩者的收縮率不同，自然狀態(tài)下冷卻，會造成輪胎胎面下凹和胎圈變形等缺陷，使用時又會出現(xiàn)變形增大甚至發(fā)生變形裂痕。專用于尼龍和聚酯纖維簾線為骨架的外胎硫化后，在充氣情況下進行輪胎冷卻的裝置稱為后充氣裝置。使用后充氣裝置不僅保證外胎的質量，而且還可節(jié)約2％的尼龍簾布。后充氣裝置一般安裝在硫化機的后方，與硫化機結合起來實行自動控制和連續(xù)化運行，但大型外胎的充氣冷卻裝置采用單獨安裝設置。

后充氣裝置的類型可按如下方法分類：按運行方式分為：翻轉式、升降式按工作方式分為：四工位式、二工位式按冷卻方式分為：自然對流冷卻、噴氣式強制冷卻二工位的充氣冷卻時間接近于硫化周期，而四工位的充氣冷卻時間接近于2倍硫化周期。

后充氣裝置

1．二工位升降型后充氣裝置圖為二工位升降型后充氣裝置的結構，這種裝置由機架、輥道、上夾盤、前擋胎輥、下夾盤及后擋胎輥等組成。機架上夾盤前擋胎輥下夾盤輥道后擋胎輥輥道與水平的夾角大約15°，以使輪胎自由滑下。上、下夾盤用于夾持充氣冷卻的輪胎。輪胎在輥道上的左右位置由前擋胎輥限位。前擋胎輥開關的距離可以進行調節(jié)，用雙向螺紋的調整螺母調整上、下調整桿，使調整臂固定在需要的位置上，而臂的下端有一缺口卡住前擋胎輥的橫臂，使前擋胎輥在一定范圍內擺動。后擋胎輥的升降由后擋胎輥氣缸推動轉臂來實現(xiàn)的。夾盤的結構如圖所示。上夾盤用壓盤固定在進氣桿的下端，上連板由水缸推動，使進氣桿上下運動。螺桿與調節(jié)盤相連接，當轉動調節(jié)盤時，則螺桿可上升或下降，從而調節(jié)了上、下夾盤之間的距離，以適應不同規(guī)格的輪胎。而螺母和相連的螺母座用兩根軸固定在機架的上方。上連板進氣桿螺桿螺母上夾盤壓盤螺母座軸調節(jié)盤

下夾盤的動作示意圖如圖所示，兩個下夾盤分別裝在托架的兩端，在托架的中間裝有一對輥輪可沿機架中間的導槽上下運動，保證兩夾盤垂直平行升降。下夾盤的升降由水缸推動下連桿和上連桿來實現(xiàn)。下夾盤托架輥輪水缸上連桿下連桿前擋胎輥開關機構用于緩沖下滑輪胎的沖擊力，以使外胎能準確進入后充氣裝置的位置。其動作的示意圖如圖所示。當輪胎進入后充氣裝置之前（即主機中心機構抬起輪胎時），后擋胎輥升起，同時，前擋胎輥開關機構的中間氣缸一端充氣，活塞桿收縮，使前擋胎輥繞軸擺動而關閉。輪胎從輥道上下滑的沖擊力沖開前擋胎輥，而后緩慢地進入下夾盤的位置。此時下夾盤上升，上夾盤下降，將輪胎夾持到位后，上夾盤進氣孔通入壓縮空氣，使外胎在充壓狀態(tài)下進行冷卻。氣缸前擋胎輥

2.四工位翻轉型后充氣裝置圖為四工位翻轉型后充氣裝置的結構，它主要由活動梁、活動梁氣缸、橫梁、鎖環(huán)機構、擋胎輥調距