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翻胎工藝創新

來源:http://www.koknya.live 發布時間:2011/2/27 14:56:27
我國改革開放以來,百業興盛,惟獨翻胎業一直落后且發展緩慢,這與目前我國年產輪胎已超過 1.6 億條,產量居世界第 2位,產能高達 2 億條,接近世界_的地位極不相稱。 現今我國每年的可翻胎至少 5000 萬條以上,但實際上翻胎產量尚不過 500 萬條,且多為老法“熱翻胎”。所謂的_“冷翻”(實為國外 80 年代技術),現在也還是鳳毛麟角。熱翻法因高溫及長時間熱老化,嚴重傷害胎體,國外已趨淘汰。更因缺乏專門的研發機構,除了國外引進的條狀預硫化胎面冷翻法,其他一切創新技術和工藝方法,如,注膠和環型胎面,均屬空白,更甭提產業化了。 設備與技術是關鍵 機器是制造業的脊梁,而技術軟件也不可或缺。故必須由有實力的機械制造廠通過引進、消化、仿制,再經過二次開發,并引入自主創新,形成自有知識產權,再行技術推廣示范。否則,僅靠引進,我國落后的翻胎局面永遠不能改觀。在此,可舉三個案例:

案例一是全鋼絲子午胎,經原_經貿委立項,進行國產化設備公關(十五計劃),設備到位后,僅僅2-3 年的時間產量和產能就翻了 100 多翻(由 20 多萬條到 2000 多萬條)。原一個產量 30 萬條的設備投資,由 6 ~ 7 億元降到 2 ~ 3 億元,從“上不起”到“上得起”,至使我國從 60 年代即開始子午化,經過 8個“五年計劃”,直到“九五”末期子午化率還不到 40% 。而自“十五”開始,不到 4 年,即達 80% 多。這就是機器的力量。難怪古人說:“沒有金剛鉆,攬不了瓷器活”。

案例二是我國沿海翻胎廠,尤其是港臺及東南亞華僑投資翻胎者,曾花重金引進了部分單機甚至全套生產裝備,成功的采用了國外八、九十年代的冷翻法,但至今未能示范推廣。究其原因:一是保密競爭,不愿別人效仿;二是生產使用者并非設計制造單位,無能力消化吸收;三是進口價格昂貴,國內絕大多數翻胎廠,既無技術又無資金,只能“望洋興嘆”。更何況,為了控制我國的翻胎廠,一律得買他們在馬來西亞(橡膠生產國)制造的翻胎胎面和包封套,如美國奔達可公司供應的胎面 30 元 / 公斤,若國產則不到 10 元 / 公斤,而其包封套進口一個 500 元上下,若能國產,尚不到 100 ~ 200元,存在多么大的“剪刀差”,難怪我國翻胎業的效益普遍低下。為什么不自己生產高利潤的包封套和胎面膠?究其原因,還不是因為沒有相應的機械設備?故由機械廠立項,制成設備硬件,由研究所配合,提供相應技術軟件,等于配成左右手,協同兩腿向前走

案例 三,青島高校軟控公司首先建成青島市重點實驗室,接下來又研制開發并生產了全鋼子午胎的成套設備,并在黃島建成了年產 30 萬條全鋼子午胎的樣板廠,還建立了全鋼子午胎技術培訓中心,已在全國多家新建輪胎廠,實現了軟硬件一起示范推廣,為山東成為我國輪胎大省(產量占全國 2/5 )立下了汗馬功勞,故被山東省命名為“橡膠輪胎技術指導_”。此新胎的示范成功經驗,翻胎應當引以為鑒。

翻胎技術與創新

翻胎技術有冷翻法和注膠法等多種。
1 、條形胎面冷翻法:關于條形胎面冷翻技術,國外 20多年前就已成熟,國內已有多家引進,并有諸多消化吸收,常規設備已國產化,僅在_性上還欠佳,翻胎質量不高,但多也能夠應用。唯獨包封套生產設備尚屬空白,檢測手段也不齊全,而預硫化胎面已開始仿制(尚未完全成功)。現本國內,已研究并開發出“雙列平板模壓預硫化胎面生產技術與設備”,比現有國內外應用的鄂式(單面)平板壓力增高,且生產效率提高一倍。包封套的技術設備正在研究開發,很快即可攻下。此兩個關鍵瓶頸解決了,其他配套設備,既有引進又有國產化,可行性更佳。

2 、環形胎面冷翻法:翻新輪胎的質量關鍵就在于不脫膠,胎面膠耐磨、耐刺扎。車輛在高速行駛時,輪胎的胎面膠受離心力的作用,會與“胎體”剝離,發生脫膠現象。這會導致輪胎爆破,車輛方向失控,制動失靈,造成嚴重交通事故。輪胎的脫膠率直接影響行車的安全性、可靠性。
 
“預應力有骨架環形胎面”的創新設計,比“條形”有接頭胎面更保障了翻新輪胎的高質量。

“預應力有骨架環形胎面”可廣泛地應用于各類轎車、載重汽車、工程車、農用車等車輛的輪胎翻新。本產品是采用胎面膠、掛膠骨架材料、緩沖膠和粘合膠復合為一體,經高壓硫化形成有骨架環形胎面,利用其內部的預應力和胎體過盈配合產生的壓應力,再用粘合的方法,使“環形胎面”與胎體牢固結合。它可以改善輪胎的性能,對輪胎有良好的補強作用,大大提高了輪胎的可靠性和使用壽命。

◆ 關鍵技術和創新點
◆ “預應力有骨架環形胎面”結構設計

胎面結構層是胎面膠層、緩沖層、掛膠骨架和粘合膠層組成。這種結構具有良好的綜合物理性能,有利于改善輪胎結構,提高了輪胎的耐沖擊、耐磨、耐刺扎等性能,對輪胎有重要的補強作用。

★ “預應力有骨架環形胎面”截面形狀設計

根據胎面不同的結構、性能,將截面相應設計成梯形、圓弧形、園槽形等不同的幾何形狀,把胎體也磨削成對應的形狀,使“預應力有骨架環形胎面”與“胎體“吻合,_限度地提高兩者的結合強度,有效地減少結合面的變形應力和疲勞開裂。

★ 預應力參數設計

預應力參數設計之目的為了保證“環形胎面”與“胎體”實現緊密而牢固的結合,使胎面膠受壓、胎面內的骨架受拉,從而保證翻新輪胎不脫膠。通過數次研究、試驗,優化了模具幾何尺寸、“環形胎面”預成形尺寸、硫化工藝參數,總結出一套預應力參數設計的數學模型。

◆ 條形和環形胎面冷翻法的工藝流程

3 、注膠法:注射移模與開式液壓直流熱硫化翻胎示范工程項目,主要用于全鋼絲子午線輪胎和載重輪胎的翻新,完成后可達到年翻新輪胎30 萬套的能力。

◆ 關鍵技術內容

示范線囊括了一種全新的輪胎翻新技術和設備。技術內容主要包括注膠翻新法,移模、罐式硫化或開式液壓硫化這兩種方法。

設備主要包括
1 臺大型膠囊及胎冠移模注射成型機、
2 臺罐或 12 臺 KLL-BZ/450x12 開式液壓直熱硫化機、兩裝卸機械手和與之相應的計算機控制中心。

這種技術和設備包含了已申請的 4 項發明專利和 9項實用新型專利,其中大型膠囊及胎冠移模注膠成型機是青島國人橡膠研究院立項的_“十五”重大技術裝備項目,并已經列為_重點新產品和科技部創新基金項目;開式液壓硫化生產線是已立項的青島市科技發展計劃項目。這兩大技術設備結合起來,形成一翻胎示范生產線,是技術的有機整合創新,具有很大的前瞻性和發展前景。

本項目的“注膠法”主要立足于大噸位、高壓力、高速度和移模的高新技術。 整個技術的難點是容量大噸位高,而此處的技術關鍵就是移模后注膠口返料。它不象塑料注射機(液態,可用單向閥),注膠口的橡膠為大變形的粘彈性固體,且每次不能存膠(下次焦燒會固化封堵),加之其自潔性不好,故國內外的大容量注射,均未能移模注射成功,所以必須解決此難題。

根據上述基本原理,要進行定量、大噸位、高壓力、自動化的注射,必然會出現:注射噴嘴和移模后留膠燒膠、返膠的現象,注射壓力、速度不匹配的情況,及需要抽真空的問題。為了解決以上現象和問題,主要創新提出采用移模注射技術、雙倒錐技術、背推技術、無抽真空技術和_的電腦控制技術,以達到預期的目的。

◆ 注膠法翻胎工藝流程

這種工藝比現行的預硫化法翻胎更為_、簡單、快捷、省人省力。

◆ 技術創新點

目前,國內熱翻胎多為單模生產,即人工單模先裝料、后合模,再加壓加熱,利用胎面膠片的流變擠滿模腔并硫化。在胎面膠片貼合在胎體并裝入模型的過程中,裝少了會缺膠,裝多了會跑冒,飛邊大,且厚薄不均。同時由于裝入過程難免夾帶空氣,而胎面膠氣密性又好,故其夾帶的氣體難以排出,硫化后的胎面必有大量氣泡,這直接導致了胎面質密性不好,使用壽命不長。因此,這種模壓生產方式相對落后,勞動強度大,冷膠片胎面硫化周期長,胎體熱老化,質量不穩定,生產效率低。國外__已淘汰模壓熱翻法。

單模注膠硫化比國內的人工安裝冷膠要好,也是先合模,后注料(注滿為止),不溢料(合模壓力大于注射壓力),無氣泡,質量較高,且是熱膠料,起硫快、時間短。但國外每次也是注射并硫化一個輪胎,遠沒有移模的工效高。 若用罐式硫化,利用高溫橡膠的流動性進行注射,首先是把橡膠原材料進行預熱,然后再進行單個模具膠料注射成型;單個胎冠成型后,把他移開(即移模),再進行下一個模具膠料注射;這樣循環注射成型幾個(8 個)胎冠后,再把他們放入熱氮遠紅外硫化罐內進行硫化。硫化后,就可以開模取出翻新成品。 與預硫胎面翻胎法相比,注射法的主要優點是:注膠沒飛邊,花紋好。可每分鐘注膠 15 ~ 45Kg ,因摩擦生熱,進入模腔的溫度可達 80 ℃以上,故硫化時間可縮短 25% 以上。國外是用注膠泵,有導軌、可移動,或輪胎模有軌道、可移模注膠。把舊胎打磨,補洞后,噴上粘合劑 ( 膠漿 ) ,放入模腔,注膠后,即可使胎面膠充滿花紋。因壓力大,無氣泡,新舊膠粘合很牢,不僅可翻修輪胎,尤其是工程胎,其他任何大型制件也都可兼修。如:礦山用篩板、補瓦、建筑用減振件,碼頭用護弦等。現歐美、日本等國都已推廣應用,我國尚屬空白。“條形”或“預應力有骨架環形胎面”翻新輪胎的售價_新輪胎的 40% ,而使用壽命不低于新胎(還可高于新胎),并可多次翻新,至少可為用戶節省 50% 以上的輪胎費用。

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