CN102581999A - 一种智能双模液压轮胎硫化机及其调模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能双模液压轮胎硫化机，它包括导向杆1、开合模油缸2、锁模机构3、加压油缸4、下板5、油缸下支架6、上板8、锁紧螺母9、油缸上支架10、支架11和位移检测装置12。通过加压油缸4的活塞杆伸出行程来补偿不同的模具高度所需要的完全合模的行程及加力作用，利用电气控制系统PLC和位移检测装置检测设定位置高度来实现数字化、智能化无调模机构且无需人工调整的自动调模。本发明提高了上、下模具合模的准确度，提高了轮胎的质量，且安装方便，容易维护，降低了制造成本，节省了调模的时间，大大的提高了生产效率。

Description

一种智能双模液压轮胎硫化机及其调模方法

技术领域

本发明涉及轮胎硫化机，具体涉及一种智能双模液压轮胎硫化机及其调模方法。

背景技术

随着汽车工业和轮胎工业的不断发展，对轮胎的质量提出了越来越高的要求，从而导致轮胎硫化机的加工精度、自动化及智能化提出了越来越高的要求，激烈的工业竞争给轮胎硫化机带来了成本和生产效率等的问题。结构简单、紧凑及操作简单方便、智能、维护容易、提高生产效率是硫化机制造商和用户所极力追求的目标。

硫化机的结构对加工精度是一个至关重要因素。同时，硫化机的结构和智能化程度共同影响生产效率。传统的机械式硫化机精度低、智能化程度低、维护不方便及目前使用的液压硫化机调模智能化程度不高、难以维护与硫化机的结构有极大关系。

调模机构是轮胎硫化机中既要承受合模力又要满足不同轮胎模具高度的一个关键部件，其基本上全部是螺纹副结构，既有手动调模形式，又有电动调模形式，调整模型高度范围在200～760mm之间；该机构通常装在上模型固定板与上横梁或框架上部之间，需要占有一定空间，这样该机构会导致硫化机高度变得很高，占用空间较大，机体高也造成运输困难；且开合模的油缸行程要长，加工困难；而其螺纹付结构的螺纹加工精度、牙型控制不好会影响到机台精度，且受很大的合模力，螺纹受到挤压会弯曲变形，导致上、下热板(或上、下模具)受力不均，及两者不平行导致轮胎会出现飞边，影响轮胎质量。

为此，人们致力于对轮胎硫化机的调模机构进行改进，从而解决轮胎硫化机的加工精度、成本和生产效率的问题。如，中国发明专利公开说明书CN1796080A公开了一种立柱卡板锁模式液压轮胎硫化机及其调模方法，其包括底座a、加压油缸b、下托板c、可用于装接轮胎模具下、上模的下热板d和上热板e、可升降的上横梁f、开合模油缸g、用于开合模导向及承受锁模力的立柱h以及卡板式锁模机构i(具体见图1)。通过卡板在立柱上不同位置的环形槽之间的松/卡配合，及加压油缸不同行程的应用，配合电控系统及液控系统的不同设置，可以实现调模功能，从而省略了调模机构。但是，这种轮胎硫化机还存在以下缺点：1、由于锁模机构和加压油缸分别安装于上横梁和底座，当进行合模时，容易受导向杆的加工精度的影响，同时轮胎硫化机上、下模具最后的合模必须要移动上模具后再推动下模具，从而使上、下模具合模的中心对中定位、对中精度差，对中重复性差，从而影响轮胎质量；2、由于锁模机构和加压油缸分别安装于上横梁和底座上，则安装时需同时对锁模机构和加压油缸的安装进行定位，而且安装于底座的加压油缸缸体下沉于底座，这些使得安装难度大大的提高，及难以维护，增加安装维护的成本；3、设备庞大、结构复杂，如上横梁和底座为笨重箱体结构，产品的制造难度大，增加生产成本；4、此轮胎硫化机无法自动检测上模具的移动位置，智能系统低，导致合模时间长，影响生产效率低。

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种合模精度高、安装维护容易、结构简单和智能程度高的智能双模液压轮胎硫化机。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种智能双模液压轮胎硫化机，包括导向杆、开合模油缸、锁模机构、加压油缸、下板、固定下支架、上板、固定上支架和支架；所述下板与固定下支架连接，所述上板与固定上支架连接还包括位移检测装置、电气系统及PLC，所述加压油缸和锁模机构同时位于导向杆上，加压油缸的活塞杆端部与锁模机构紧固连接，加压油缸的缸底安装于下板的下侧或上板的上侧，导向杆设置有多条环状槽，环状槽任何其中的两条与锁模机构配合，开合模油缸的活塞杆与上板连接，上板通过位移检测装置和支架连接，且位移检测装置与电气系统及PLC连接。上述的PLC为可编程逻辑控制器。

还包括锁紧螺母，所述导向杆的上端由锁紧螺母紧固于上板上，加压油缸安装于下板的下侧，下板、加压油缸和锁模机构顺序相接。

所述加压油缸的活塞杆中心设置有一被导向杆穿过的圆孔。

所述锁模机构包括锁模滑块和气缸，气缸的活塞杆端部与锁模滑块连接，锁模滑块中心设置为环形状，内设两条环槽，锁模滑块设置为对称并可分离的两块。

所述导向杆穿过安装于下板上侧或上板的下侧的导向套，导向套的数量与导向杆的数量相同。

所述导向杆在单模中的数量为2、3或4根。导向杆的数量根据不同的需求选择。

所述下板和上板为板式结构。

所述位移检测装置为位移传感器，位移传感器包括外置式磁致伸缩位移传感器、位置磁铁、安装夹片和连接板，外置式磁致伸缩位移传感器通过安装夹片安装于支架，位置磁铁约束在外置式磁致伸缩位移传感器上，同时与安装在上板上的连接板连接。开合模油缸驱动上板带动导向杆做上下垂直升降运动，再而带动位移传感器的位置磁铁件上下垂直升降运动，从而实现检测上模和导向杆移动的距离。

所述位移检测装置为编码器组件，编码器组件包括旋转编码器、固定支架、齿条、齿轮和传动轴，旋转编码器通过固定支架固定于上板，旋转编码器的传动轴安装有齿轮，齿轮与固定于支架的齿条配合。开合模油缸驱动上板带动导向杆做上下垂直升降运动，促使编码器组件的齿轮和齿条件啮合运动通过传动轴驱动旋转编码器旋转，从而实现检测上模和导向杆移动的距离。

本发明智能双模液压轮胎硫化机既可以双模硫化还可以单模硫化。

一种智能双模液压轮胎硫化机的调模方法，包括下述步骤：

a.在更换模具时根据不同的模具高度，利用位移检测装置来检测导向杆移动的距离，由电气控制系统及PLC来设定导向杆上升或下降到所需要的高度；

b.控制开合模油缸的活塞杆伸缩，令导向杆上升或下降到设定的高度，使锁模机构处于导向杆的某一环形槽相对应的位置处；

c.控制锁模机构工作，对导向杆进行锁紧；即控制锁模气缸工作，驱动锁模滑块进入相应的环形槽，对导向杆进行锁紧；

d.控制加压油缸的活塞杆伸出，加压在与导向杆环状槽配合的锁模机构上，再通过导向杆将力传递到模具上，最终实现完全合模及加力的作用。

本发明的工作原理如下：

在更换模具时根据不同的模具高度，利用位移传感器或编码器组件来检测导向杆移动的距离，由电气控制系统及PLC来数字化设定导向杆上升或下降到达所需要的高度，使上、下模模具未有紧密接触前，即完全合模之前，同时锁模机构的锁模滑块无障碍进入导向杆的环形槽，对导向杆进行锁紧。更换模具过程无需人工调整上、下模具在完全合模时的上模具和下模具距离，由加压油缸的活塞杆伸出行程完成补偿完全合模前上、下模间所需的距离，然后加压油缸的压力继续由低压转换成高压，达到所需的合模力。从而实现数字化、智能化的自动调模。

电气控制系统及PLC不但能进行数字化智能化设定不同模型高度的合模位置，还可以对二次充汽定型位置和开模极限位置的高度进行设定，从而实现数字化、智能化合模位置及二次充汽定型位置和开模极限位置自动控制。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本发明把锁模机构和加压油缸紧固连接安装，将下模具紧固于不能移动的下板，只需要移动上模具就可以完成完全合模的行程及加力作用，减小了导向杆加工精度的影响，同时避免合模时，移动了上模具后还需要对下模具的进行移动，从而提高了上、下模具合模时的中心定位准确度；上板、导向杆、上模具越是往下降，越是接近合模位置，对中定位精度越高，从而提高了轮胎的生产质量。

2、本发即使开合模油缸无需向下驱动动力，卸去开合模油缸向上驱动的动力，利用上板、导向杆、锁紧螺母及模具的自重，也可以合模。由于合模时导向杆向下运动不受约束，上板、导向杆、锁紧螺母及模具相当于做垂直自由落体运动，从而使上、下模具在合模时更加平行，上、下模具受力均匀；上板、导向杆、上模具越是往下降，越是接近合模位置，上、下模具越平行，从而保证了轮胎会不出现飞边现象，因此本专利硫化机具有使上、下模具自主找正平行功能，提高生产精度。

3、本发明锁模机构和加压油缸紧固连接，再安装于下板，从而两者可先安装，再作为一整体安装于轮胎硫化机上，相对于现有技术中锁模机构和加压油缸分别安装安装于上横梁和底座上，安装难度低，维护更容易。

4、本发明的上、下板的板式结构，与现有技术的上横梁和底座的箱体结构相比，解决了设备笨重，同时简化了结构，还大大降低产品的制造难度，降低了生产成本。

5、本发明通过位移检测装置检测上模具的移动位移，配合电气控制系统PLC设定位置高度来实现数字化、智能化的无需人工调整的自动调模，同时实现合模位置及二次充汽定型位置和开模极限位置的数字化、智能化自动控制，这就节省了调模的时间，大大的提高了生产效率。

附图说明

图1为现有技术轮胎硫化机构造图。

图2为本发明主视图。

图3为本发明局部侧视图。

图4为本发明加压油缸主视图。

图5为本发明锁模机构主视图。

图6为本发明编码器组件主视图。

图7为本发明编码器组件俯视图。

图8为本发明编码器组件侧视图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图2至图8所示，一种智能双模液压轮胎硫化机，包括导向杆1、开合模油缸2、锁模机构3、加压油缸4、下板5、固定下支架6、上板8、固定上支架10和支架11；所述下板5与固定下支架6连接，所述上板与固定上支架10连接还包括位移检测装置12、电气系统及PLC，所述加压油缸4和锁模机构3同时位于导向杆1上，加压油缸4的活塞杆13端部与锁模机构3紧固连接，加压油缸4的缸底安装于下板5的下侧或上板8的上侧，导向杆1设置有多条环状槽，环状槽任何其中的两条与锁模机构3配合，开合模油缸2的活塞杆与上板8连接，上板8通过位移检测装置12和支架11连接，且位移检测装置12与电气系统及PLC连接。

还包括锁紧螺母9，所述导向杆1的上端由锁紧螺母9紧固于上板8上，加压油缸4安装于下板5的下侧，下板5、加压油缸4和锁模机构3顺序相接。当进行最后的合模时，可利用上板的自重产生一个合模力，从而可以降低加压油缸的负载。

所述加压油缸4的活塞杆13中心设置有一被导向杆1穿过的圆孔。此设置使加压油缸带动锁模机构向导向杆施加的力更均匀。

所述锁模机构3包括锁模滑块14和气缸，气缸的活塞杆端部与锁模滑块14连接，锁模滑块14中心设置为环形状，内设两条环槽，锁模滑块14设置为对称并可分离的两块。

所述导向杆1穿过安装于下板5上侧或上板8的下侧的导向套7，导向套7的数量与导向杆1的数量相同。此设置使导向杆运动的路径准确，从而合模更精确。

所述导向杆1在单模中的数量为2根。

所述下板5和上板8为板式结构。

所述位移检测装置12为编码器组件，编码器组件包括旋转编码器15、固定支架16、齿条17、齿轮18和传动轴19，旋转编码器15通过固定支架16固定于上板8，旋转编码器15的传动轴19安装有齿轮18，齿轮18与固定于支架11的齿条17配合。此固定支架16固定旋转编码器15并约束了传动轴19轴向窜动，此设置限制旋转编码器15和齿轮18的水平方向移动，可以使齿轮18和齿条17啮合更精确、平稳，使得旋转编码器15检测的上模具移动的距离精确。

一种智能双模液压轮胎硫化机的调模方法，包括下述步骤：

a.在更换模具时根据不同的模具高度，利用位移检测装置12来检测导向杆1移动的距离，由电气控制系统及PLC来设定导向杆(1)上升或下降到所需要的高度；

b.控制开合模油缸8的活塞杆伸缩，令导向杆1上升或下降到设定的高度，使锁模机构3处于导向杆1的某一环形槽相对应的位置处；

c.控制锁模机构3工作，对导向杆1进行锁紧；即控制锁模气缸工作，驱动锁模滑块进入相应的环形槽，对导向杆进行锁紧；

d.控制加压油缸4的活塞杆伸出，加压在与导向杆1环状槽配合的锁模机构3上，再通过导向杆1将力传递到模具上，最终实现完全合模及加力的作用。

实施例2

本发明的另一种具体结构，本智能双模液压轮胎硫化机除下述特征外同实施例1：所述位移检测装置12为位移传感器，位移传感器包括外置式磁致伸缩位移传感器、位置磁铁、安装夹片和连接板，外置式磁致伸缩位移传感器通过安装夹片安装于支架11，位置磁铁约束在外置式磁致伸缩位移传感器上，同时与安装在上板8上的连接板连接。位置磁铁约束在外置式磁致伸缩位移传感器上，并可自由直线滑动，与安装在上板8的位移传感器连接板连接，连接杆可在锥角小于20度的任意角度内转动，上板8的垂直运动平稳性对位置磁铁在外置式磁致伸缩位移传感器上直线自由滑动和检测精确性能没有影响，确保位移传感器检测的上模具移动的距离精确。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能双模液压轮胎硫化机，包括导向杆(1)、开合模油缸(2)、锁模机构(3)、加压油缸(4)、下板(5)、固定下支架(6)、上板(8)、固定上支架(10)和支架(11)；所述下板(5)与固定下支架(6)连接，所述上板与固定上支架(10)连接；其特征在于：还包括位移检测装置(12)、电气系统及PLC，所述加压油缸(4)和锁模机构(3)同时位于导向杆(1)上，加压油缸(4)的活塞杆(13)端部与锁模机构(3)紧固连接，加压油缸(4)的缸底安装于下板(5)的下侧或上板(8)的上侧，导向杆(1)设置有多条环状槽，环状槽任何其中的两条与锁模机构(3)配合，开合模油缸(2)的活塞杆与上板(8)连接，上板(8)通过位移检测装置(12)和支架(11)连接，且位移检测装置(12)与电气系统及PLC连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：还包括锁紧螺母(9)，所述导向杆(1)的上端由锁紧螺母(9)紧固于上板(8)上，加压油缸(4)安装于下板(5)的下侧，下板(5)、加压油缸(4)和锁模机构(3)顺序相接。

3.根据权利要求1所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：所述加压油缸(4)的活塞杆(13)中心设置有一被导向杆(1)穿过的圆孔。

4.根据权利要求1所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：所述锁模机构(3)包括锁模滑块(14)和气缸，气缸的活塞杆端部与锁模滑块(14)连接，锁模滑块(14)中心设置为环形状，内设两条环槽，锁模滑块(14)设置为对称并可分离的两块。

5.根据权利要求1所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：所述导向杆(1)穿过安装于下板(5)上侧或上板(8)的下侧的导向套(7)，导向套(7)的数量与导向杆(1)的数量相同。

6.根据权利要求1所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：所述导向杆(1)在单模中的数量为2、3或4根。

7.根据权利要求1所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：所述下板(5)和上板(8)为板式结构。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：所述位移检测装置(12)为位移传感器，位移传感器包括外置式磁致伸缩位移传感器、位置磁铁、安装夹片和连接板，外置式磁致伸缩位移传感器通过安装夹片安装于支架，位置磁铁约束在外置式磁致伸缩位移传感器上，同时与安装在上板(8)上的连接板连接。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的一种智能双模液压轮胎硫化机，其特征在于：所述位移检测装置(12)为编码器组件，编码器组件包括旋转编码器(15)、固定支架(16)、齿条(17)、齿轮(18)和传动轴(19)，旋转编码器(15)通过固定支架(16)固定于上板(8)，旋转编码器(15)的传动轴(19)安装有齿轮(18)，齿轮(18)与固定于支架(11)的齿条(17)配合。

10.根据权利要求1至7任一项所述智能双模液压轮胎硫化机的调模方法，其特征在于包括下述步骤：

a.在更换模具时根据不同的模具高度，利用位移检测装置(12)来检测导向杆(1)移动的距离，由电气控制系统及PLC来设定导向杆(1)上升或下降到所需要的高度；

b.控制开合模油缸(2)的活塞杆伸缩，令导向杆(1)上升或下降到设定的高度，使锁模机构(3)处于导向杆(1)的某一环形槽相对应的位置处；

c.控制锁模机构(3)工作，对导向杆(1)进行锁紧；

d.控制加压油缸(4)的活塞杆伸出，加压在与导向杆(1)环状槽配合的锁模机构(3)上，再通过导向杆(1)将力传递到模具上，最终实现完全合模及加力的作用。

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