CN109572013A - 一种轮胎模具并联式控制加热方法、轮胎模具 - Google Patents

Abstract

本发明属于轮胎模具制备技术领域，公开了一种轮胎模具并联式控制加热方法、轮胎模具，在中套上开设上下环形加热通道，在上盖、底座上开设周向加热通道；所述上下环形加热通道、周向加热通道均独立控制温度；依靠通道温度传热的热流间相互影响，达到所预期的硫化温度。本发明将原来模具大面积外来(非模具本身)热源控制加热方法变为模具本身个体独立控制，将热源温度按照硫化工艺要求进行独立分配、并进行独立精准控制，实现轮胎不同部位硫化温度的精准温度要求。

Description

一种轮胎模具并联式控制加热方法、轮胎模具

技术领域

本发明属于轮胎模具制备技术领域，尤其涉及一种轮胎模具并联式控制加热方法、轮胎模具。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

现有轮胎模具加热方法有两种。一是热板式加热。即轮胎模具安装在硫化机上下热板上，有硫化机上下热板对模具进行整体加热。

这种加热方式模具所受热源有三个，分别为硫化机的上热板、硫化机下热板及来自模具外部的通入模具中套汽室的热源。这三种热源温度可独立设置，但加热面积大，热量由模具外而内进行温度传导。

二是蒸锅式加热。即把轮胎模具放在硫化罐里，硫化罐通入蒸汽，由蒸汽对模具实施整体加热。

这种加热方式如同蒸馒头，模具在硫化罐里的温度由外部热源通入的蒸汽温度控制。温度值唯一，模具外部整体受热，热量由外而内进行温度传导。

轮胎模具在硫化轮胎过程中的加热采用上述大面积整体加热的方法，这种加热方法由于轮胎模具结构主要导热部件的接触面结构形式不同，如上盖闭滑板结构(梯形结构、矩形结构)、底座滑板结构(梯形结构、矩形结构)、弓形座结构(圆锥面、斜平面)等，以及花纹块厚度不同直接导致同一热源的热流传递能量单一，使硫化轮胎型腔内部温度场存在温度差，表现形式之一即轮胎对称部位(如胎肩处)硫化温度不一致。

梁垂燕等在《10.00-20 16PR轮胎的硫化测温》、逄华等《全钢载重子午线轮胎硫化温度的测定》文章中对上述观点进行过描述，并认为：硫化温度对轮胎硫化的重要性；单一值的温度控制方法对整体轮胎而言，轮胎断面硫化程度不一致。如轮胎有些部位已经达到硫化程度，而某些相对较厚的部位(如胎肩处)却出现欠硫现象。

现有技术分析了整体式加热方式使模具花纹块存在温度差的现，最高温度差可达7℃。其提出的改进方法是通过改变模具某些零件的结构实现的。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术中，热源为整体，不能实现对模具型腔具体部位所需温度的独立控制；

由于轮胎模具结构主要导热部件的接触面结构形式不同，如上盖闭滑板结构(梯形结构、矩形结构)、底座滑板结构(梯形结构、矩形结构)、弓形座结构(圆锥面、斜平面)等，以及花纹块厚度不同等原因，直接导致硫化轮胎型腔内部温度场存在温度差。表现形式之一就是轮胎对称部位(如胎肩处)硫化温度不一致。

解决上述技术问题的意义：

每个加热通道可单独实现温度控制。

实现对某个具体规格型号轮胎硫化温度的精准控制，同时实现轮胎断面不同位置所要达到的硫化温度值。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种轮胎模具并联式控制加热方法、轮胎模具。

本发明是这样实现的，一种轮胎模具并联式控制加热方法，所述轮胎模具并联式控制加热方法包括：

在中套上开设上下环形加热通道，在上盖、底座开设周向加热通道；所述上下环形加热通道、周向加热通道均独立控制温度，控制方法采用下述的温控装置实现；依靠通道温度传热的热流间相互影响，达到所预期的硫化温度。进行预期的硫化温度热交换。

温控装置，如每个加热通道的加热介质为过热水加热，采用由PLC或智能温度调节仪为核心、板式换热型智能控温装置对每个加热通道进行温度控制，这种方式每个通道温度控制平均温差小至1℃。

如每个加热通道采用电加热或电磁加热，采用根据模具加热通道数量单独设计的专用模具温度控制器进行温度控制。

本发明的另一目的在于提供一种温控程序，所述温控程序运行所述的轮胎模具并联式控制加热方法。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端至少搭载实现所述的轮胎模具并联式控制加热方法的控制器。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的轮胎模具并联式控制加热方法。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述轮胎模具并联式控制加热方法的轮胎模具，所述轮胎模具包括：

在模具的上盖、底座、中套上设置的上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元；上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元各自独立；

与上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元连接，用于加热温度控制的控制温度控制器。

进一步，上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元为蒸汽管路、电加热线圈通道、电磁加热通道中的一种。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述轮胎模具并联式控制加热方法制备的轮胎。

本发明的另一目的在于提供一种安装有所述轮胎的机动车辆。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明“轮胎模具并联式控制加热方法”见图1所示。

将原来的模具加热由外部传导改为模具内部。且每个加热通道可单独实现温度控制。

模具中设置的加热通道数量及各自的温度值由实际硫化轮胎的具体硫化工艺确定。其具体数值可由实验及计算机模拟方法确定。

通过以上两种方法可实现对某个具体规格型号轮胎硫化温度的精准控制，同时实现轮胎断面不同位置所要达到的硫化温度值。

如以11R22.5规格轮胎硫化为例说明。

采用整体式加热方式，设定模具加热温度150℃。模具温度达到稳定状态后，花纹块最高温度约147℃，最低温度约140℃，花纹块表面温差约7℃。采用本发明方法，对模具中的温度独立控制单元进行温度值的独立设置，在150℃温度范围内进行调节，模具温度达到稳定状态后，花纹块表面温度P1、P5点温度达到150℃，其它部分达到147℃左右。符合轮胎硫化温度工艺要求值。

本发明将原来模具大面积外来(非模具本身)热源控制加热方法变为模具本身个体独立控制，将热源按照硫化工艺要求进行独立分配、并进行独立精准控制，实现轮胎不同部位硫化温度的精准温度要求。

下面结合现有技术与本发明的对比进行描述。

一、“轮胎硫化设备”(申请号：201080057213.8)专利：

该专利表述的：1)、加热方式为“节段式”(segment-by-segment)，即模具中的每一个花纹块、上下侧板为独立控制热源，而且每一个节段的热源结构形式为直线式的；2)、加热介质为“水蒸气或惰性气体”。

本发明与其区别为：加热方式是“节段式”，即控制每一个花纹块。而本发明是在模具中套上如图2.上设置加热热源，该热源结构形式为圆形，即围绕轮胎环形加热；其次，图2中上下剖面设置可独立控制的热源单元，这些热源可根据硫化要求单独设置热源温度。由于是环形加热，每一个横向剖面上加热比专利“轮胎硫化设备”所表述的更均匀；第三，专利“轮胎硫化设备”表述的上下侧板加热方式不清楚，也是节段式的还是其它的，没有说明；

本发明所表述的上盖、底座加热结构形式依然为环形加热，而且周向上设置多个加热单元，这些加热单元依然可以独立控制.

现有技术专利“轮胎硫化设备”表述的最终加热结果为“模具通过加热调整到均匀温度”。实际上，由于子午线轮胎模具结构的原因，目前结构的传热方式 (一个热源加热)，由于弓形座结构下部比上部要厚，所以，轮胎胎面处温度的分布是不均匀的，一般情况下，轮胎胎面上部温度比下部温度要高，而且胎面中部温度最高。由于轮胎断面结构形式，胎肩处较厚，因此该处也需比轮胎胎面其它处有较高的硫化温度。所以，得到“模具温度均匀”实际上不是子午线轮胎硫化的最佳温度要求。

本发明所表述的就是基于上述原因设计的加热方式。即在中套上设计上下环形加热通道，在上盖、底座上设计周向加热通道。而且这些加热通道是独立控制温度的。由于这些加热通道的温度是独立控制的，所以才能依靠通道温度传热的热流间相互影响，达到所预期的硫化温度。而不是模具内的均匀温度。加热介质。专利“轮胎硫化设备”为“水蒸气或高温惰性气体”。这种加热介质容易造成加热不均。本发明所表述加热介质为过热水、电加热或电磁加热方式。与其不同。

二、“一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置”该专利表述的：

加热方式为模具中的每一个花纹块、上下侧板为独立控制热源，而且每一个花纹块为独立热源，热源结构形式为直线式的，如同“轮胎硫化设备”专利；上下侧板为一个热源结构形式。

相邻花纹块分型面之间涂覆隔热材料。

本发明与其区别为：加热方式为模具中的每一个花纹块、上下侧板为独立控制热源，而且每一个花纹块为独立热源，热源结构形式为直线式的，如同“轮胎硫化设备”专利；上下侧板为一个热源结构形式。

相邻花纹块分型面之间涂覆隔热材料。

增加零件之间的涂覆隔热材料，使零件接触面处(这个地方应该表现为一条线)的温度与其他部分产生温差。在轮胎断面的周向上温度存在断点。

没考虑花纹块与上下侧板加热热源的相互影响。

三、“花纹块及轮胎模具”专利表述的：

加热方式为模具中的每一个花纹块，且每一个花纹块中又分为周向和轴向为独立控制热源，没考虑上下侧板热源结构形式。

本发明与其区别为：

模具中每一个花纹块加热方式为周向和轴向，为独立控制热源，没考虑上下侧板热源结构形式。

本发明在模具的横截面上设置独立的热源(如图1)，且热源通道面积比上述专利表述的要小；

所表述的横截面独立热源温度是可以单独设置成不同的温度的，且形状是围绕轮胎环形分布的。(上述专利中表述的热源独立控制，但每一块上温度是一致的)，和本发明表述的由本质不同；

所表述的上下侧板也是独立热源是设置在模具上盖的纵截面上的每一纵截面上的热源温度独立控制且温度不同，也是环形分布的；

本发明所表述的热源独立控制不是模具单个零件的独立性，而是加热热源的独立性；最终模具内的温度分布不是均匀的，而是要达到轮胎硫化需要的温度。即轮胎断面不同位置，实现独立的温度分布区域。

图4是本发明实施例提供的花纹块P1～P5点位置温度测量点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的轮胎模具示意图。

图中：1、上盖；2、中套；3、底座；4、上盖独立温度控制单元；5、中套独立温度控制单元；6、底座独立温度控制单元。

图2本发明实施例提供的整体式在模具上加热热源图。

图中：7、硫化机上加热板；8、模具中套汽室；9；硫化机下加热板。

图3是本发明实施例提供的现有技术中的多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置中加热方式为模具中的每一个花纹块、上盖、底座为独立控制热源，而且每一个花纹块为独立热源，热源结构形式为直线式的图。

图4是本发明实施例提供的花纹块P1～P5点位置温度测量点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术中，大面积整体加热方法不能对轮胎实施精准加热控制，一是浪费能源，二是不能满足轮胎硫化工艺要求。

本发明实施例提供的轮胎模具并联式控制加热方法，包括：

在中套上开设上下环形加热通道，在上盖、底座上开设周向加热通道；所述上下环形加热通道、周向加热通道均独立控制温度；依靠通道温度传热的热流间相互影响，达到所预期的硫化温度。

本发明实施例提供的轮胎模具包括：

在模具的上盖1、底座2、中套3上设置的上盖独立温度控制单元4、底座独立温度控制单元5、中套独立温度控制单元6；上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元各自独立；

与上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元连接，用于加热温度控制的控制温度控制器。

上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元为过热水管路、电加热线圈通道、电磁加热通道中的一种。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

本发明实施例提供的轮胎模具并联式控制加热方法中，

在中套上设计上下环形加热通道，在上盖、底座上设计周向加热通道，图中圆圈及虚线表示部分。而且这些加热通道是独立控制温度的。由于这些加热通道的温度是独立控制的，所以才能依靠通道温度传热的热流间相互影响，达到所预期的硫化温度。而不是模具内的均匀温度。

在模具的上盖、底座、中套上设置温度独立控制单元，当然设置温度控制单元的零件不止局限于上述三个零件；

温度独立控制单元的加热方式不限，可以是过热水管路、电加热线圈通道、电磁加热通道等，如图中圆圈及环形虚线表示；

温度独立控制单元温度的控制由专门的温度控制器(图中未示出)根据硫化工艺要求设置温度值；

各温度控制单元温度控制各自独立，温度值单独设置，不相互影响；

各温度控制单元位置不受限制，根据硫化工艺温度值要求需要可适当确定；

改变了模具加热方法，模具热源由以前外来热源变为模具本身热源控制，且为并联式独立控制。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

“轮胎硫化设备”(申请号：201080057213.8)专利：

该专利表述的：1)、加热方式为“节段式”(segment-by-segment)，即模具中的每一个花纹块、上下侧板为独立控制热源，而且每一个节段的热源结构形式为直线式的；2)、加热介质为“水蒸气或惰性气体”。

本发明与其区别为：如图2，包括：硫化机上加热板7、模具中套汽室8、硫化机下加热板9.

加热方式不是“节段式”，即不控制每一个花纹块。而是在模具中套上(如图2所示)上设置加热热源，该热源结构形式为圆形，即围绕轮胎环形加热；其次，图2中上下剖面设置可独立控制的热源单元，这些热源可根据硫化要求单独设置热源温度。由于是环形加热，每一个横向剖面上加热比专利“轮胎硫化设备”所表述的更均匀；第三，专利“轮胎硫化设备”表述的上下侧板加热方式不清楚，也是节段式的还是其它的，没有说明；

本发明所表述的上盖、底座加热结构形式依然为环形加热，而且周向上设置多个加热单元，这些加热单元依然可以独立控制，如图2所示。

现有技术专利“轮胎硫化设备”表述的最终加热结果为“模具通过加热调整到均匀温度”。实际上，由于子午线轮胎模具结构的原因，目前结构的传热方式(一个热源加热)，由于弓形座结构下部比上部要厚，所以，轮胎胎面处温度的分布是不均匀的，一般情况下，轮胎胎面上部温度比下部温度要高，而且胎面中部温度最高。由于轮胎断面结构形式，胎肩处较厚，因此该处也需比轮胎胎面其它处有较高的硫化温度。所以，得到“模具温度均匀”实际上不是子午线轮胎硫化的最佳温度要求。

本发明所表述的就是基于上述原因设计的加热方式。即在中套上设计上下环形加热通道，在上盖、底座上设计周向加热通道。而且这些加热通道是独立控制温度的。由于这些加热通道的温度是独立控制的，所以才能依靠通道温度传热的热流间相互影响，达到所预期的硫化温度。而不是模具内的均匀温度。

加热介质。专利“轮胎硫化设备”为“水蒸气或高温惰性气体”。这种加热介质容易造成加热不均。本发明所表述加热介质为过热水、电加热或电磁加热方式。与其不同。

二、“一种多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置”该专利表述的：

加热方式为模具中的每一个花纹块、上下侧板为独立控制热源，而且每一个花纹块为独立热源，热源结构形式为直线式的，如同“轮胎硫化设备”专利；上下侧板为一个热源结构形式。

相邻花纹块分型面之间涂覆隔热材料。

本发明与其区别为：加热方式为模具中的每一个花纹块、上下侧板为独立控制热源，而且每一个花纹块为独立热源，热源结构形式为直线式的，如同“轮胎硫化设备”专利；上下侧板为一个热源结构形式。

相邻花纹块分型面之间涂覆隔热材料。

增加零件之间的涂覆隔热材料，使零件接触面处(这个地方应该表现为一条线)的温度与其他部分产生温差。在轮胎断面的周向上温度存在断点。

没考虑花纹块与上下侧板加热热源的相互影响。

四、“花纹块及轮胎模具”专利表述的：

加热方式为模具中的每一个花纹块，且每一个花纹块中又分为周向和轴向为独立控制热源，没考虑上下侧板热源结构形式。

本发明与其区别为：

模具中每一个花纹块加热方式为周向和轴向，为独立控制热源；

没考虑上下侧板热源结构形式。

本发明在模具的横截面上设置独立的热源如图1，且热源通道面积比上述专利表述的要小；

所表述的横截面独立热源温度是可以单独设置成不同的温度的，且形状是围绕轮胎环形分布的。(上述专利中表述的热源独立控制，但每一块上温度是一致的)，和本发明表述的有本质不同；

所表述的上盖、底座也是独立热源是设置在模具上盖的纵截面上的，每一纵截面上的热源温度独立控制且温度不同，也是环形分布的；

本发明所表述的热源独立控制不是模具单个零件的独立性，而是加热热源的独立性；最终模具内的温度分布不是均匀的，而是要达到轮胎硫化需要的温度。即轮胎断面不同位置，实现独立的温度分布区域。

如图4中的花纹块P1～P5点位置温度测量点。

P1～P5为模具花纹块中从上至下所取的5个温度点。

P1、P5：为轮胎胎肩处温度点，

P3：为胎面中心温度点，

P2、P4：为对称的温度点。

其中，本发明实施例提供的模具上盖加热方式(底座如同)，形式依然为环形加热，而且周向上设置多个加热单元，这些加热单元依然可以独立控制。

图3是本发明实施例提供的现有技术中的多模块独立控温轮胎硫化工艺试验装置中加热方式为模具中的每一个花纹块、上盖、底座为独立控制热源，而且每一个花纹块为独立热源，热源结构形式为直线式的图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮胎模具并联式控制加热方法，其特征在于，所述轮胎模具并联式控制加热方法包括：

在中套上开设上下环形加热通道，在上盖、底座上开设周向加热通道；所述上下环形加热通道、周向加热通道均独立控制温度；依靠通道温度传热的热流间相互影响，进行预期的硫化温度热交换。

2.一种温控程序，其特征在于，所述温控程序运行权利要求1所述的轮胎模具并联式控制加热方法。

3.一种终端，其特征在于，所述终端至少搭载实现权利要求1所述的轮胎模具并联式控制加热方法的控制器。

4.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1所述的轮胎模具并联式控制加热方法。

5.一种实现权利要求1所述轮胎模具并联式控制加热方法的轮胎模具，其特征在于，所述轮胎模具包括：

在模具的上盖、底座、中套上设置的上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元；上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元各自独立；

与上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元连接，用于加热温度控制的控制温度控制器。

6.如权利要求5所述轮胎模具，其特征在于，上盖独立温度控制单元、底座独立温度控制单元、中套独立温度控制单元为过热水管路、电加热线圈通道、电磁加热通道中的一种。

7.一种利用权利要求1所述轮胎模具并联式控制加热方法制备的轮胎。

8.一种安装有权利要求7所述轮胎的机动车辆。