楊順根
(中國化學工業(yè)桂林工程公司,廣西 桂林 541004)
中國橡機工業(yè)百年(七)
楊順根
(中國化學工業(yè)桂林工程公司,廣西 桂林 541004)
編者按:剛剛跨過了中國橡膠工業(yè)100周年誕辰,又迎來了"十三五"規(guī)劃的開局之年。中國橡膠機械工業(yè)的發(fā)展傾注著幾代橡機人的艱苦奮斗和不斷創(chuàng)新。當今的橡機工業(yè)一方面受到岌岌可危的輪胎行業(yè)大環(huán)境影響,另一方面橡機從業(yè)者又面臨新的競爭環(huán)境并積極開拓創(chuàng)新,尋求加快產業(yè)轉型升級新途徑、新發(fā)展。
在這種激烈的行業(yè)背景下,我社特邀《橡塑技術與裝備》資深顧問、橡機專家楊順根老先生,歷時2年多的時間,編撰了《中國橡機工業(yè)百年》一書,并在我刊雜志上獨家發(fā)表。本書是作者一生工作經驗的總結,是我國橡機工業(yè)歷史知識的百科大全,內容豐富、結構清晰、精煉纂修,以紀實的手法,從中國成立上海橡膠機械一廠開始系統(tǒng)的論述了中國橡機工業(yè)和橡機產品百年來艱難的發(fā)展歷程和取得的技術創(chuàng)新成就。
聚焦歷史,是為了更好的面向未來。本書的問世,相信會為橡機工業(yè)逐步走出模仿之路提供非常寶貴的歷史資料,對橡機技術的快速發(fā)展,自有知識產權橡機產品的開發(fā),實現橡機工業(yè)的強國夢有一定的借鑒和幫助。
楊順根(1933-),男,長期從事橡機行業(yè)工作和信息工作。曾任《橡塑技術與裝備》、《橡膠工業(yè)》、《世界橡膠》等刊物編委?,F任全國橡塑技術專家委員會、全國橡塑機械信息中心、石化橡塑節(jié)能環(huán)保中心、《橡塑技術與裝備》資深顧問,并于2015年榮獲《橡塑技術與裝備》創(chuàng)刊40年特殊貢獻者稱號。編寫了1964版、1982版和1992版《橡膠工業(yè)手冊—橡膠機械》,該書于1997年獲化工部科技進步三等獎。此外還編寫了《橡膠機械安裝、維護保養(yǎng)和檢修》及其他大量專業(yè)技術文章。其參與制訂的標準《橡膠機械名詞術語》,獲化工部相關獎項。
采用紀實的手法,全面敘述了橡機工業(yè)從解放前使用日美產橡膠機械為主一直到現代的信息化、自動化、智能化的歷史發(fā)展,系統(tǒng)的介紹了各類橡膠機械和工藝技術等發(fā)展概況,論述了中國橡膠機械工業(yè)和橡膠機械產品百年來艱難的發(fā)展歷程和當今的中國橡機水平。
橡膠機械;橡機發(fā)展;企業(yè)并購;出口貿易
(接上期)
14.4.3 輪胎薄膠片(油皮膠、內襯層、密封層)生產線
輪胎生產中所用的油皮膠、內襯層和氣密層是一種厚度為1.5~2 mm的純膠薄膠片,膠料通過采用天然膠和氯化或溴化丁基膠并用。國內通常叫的油皮膠實際上和內襯層是一回事,通常用于有內胎輪胎,以防內胎和輪胎內腔簾布層的摩擦和水份滲入胎體。氣密層膠片用于無內胎輪胎,要求具有良好的氣密性能。此外,無內胎子午胎在高速行駛時由于輪胎內腔沒有內胎摩擦而降低生熱。
我國在斜交胎生產使用的油皮膠一直以三輥壓延機和簡易聯動裝置組成的生產線。由于壓延的油皮膠又薄又軟,所以就直接牽引貼合在輪胎內層簾布上,生產方法簡單粗糙。
從20世紀80年代中后期開始,在引進子午胎工程中開始使用功能較好的英國產和意大利產薄膠片生產線。生產線有壓延法和擠出壓延法兩種,理論上擠出壓延法生產的膠片比較致密而優(yōu)于單純壓延法。生產線的關鍵技術之一是確保膠片不產生拉伸變形的無張力輸送。
21世紀初,國內生產的第一套薄膠片壓延生產線,用于華南輪胎公司,由于聯動裝置不能滿足使用要求而換用臺灣產品后投入正常使用。
到2005年左右,天津賽象科技股份公司、軟控股份和大連橡塑機械廠等單位相繼推出了技術比較成熟的薄膠片擠出壓延法生產線,可生產貼合2~3層的薄膠片,以生產2層居多,一層過渡層,一層氣密層。有冷貼合和熱貼合兩種貼合工藝。
為使薄膠片保持不變形,2010年軟控股份開始在轎車子午胎薄膠片生產線中引入電子輻照技術,將復合薄膠片中的過渡層(或內襯層)利用電子束輻照橡膠片表面,使橡膠大分子的分子間產生一定程度的交聯,實現預半硫化,以防膠片變形和穩(wěn)定膠片尺寸,可防止氣密層膠料向胎體內層簾布滲透,并可防止簾布稀疏不均,節(jié)約膠料,提高成品輪胎質量。
2013年,雙錢集團(江蘇)輪胎有限公司在半鋼子午胎內襯層生產線中安裝了武漢久瑞電氣有限公司的電子束(EB)預硫化裝置。2014年,又在全鋼載重子午胎內襯層擠出壓延生產線中使用了久瑞電氣的EB500/100-1000 S1電子束輻照預硫化裝置,預硫化氣密層的過渡層,效果良好。
有的企業(yè)則采用電子束輻照系統(tǒng),用于簾布壓延生產線和內襯層生產線。目前國內北射沃華核技術(北京)有限公司專業(yè)從事可以輻照胎體簾布層、內襯氣密層、帶束層的子午線輪胎電子輻照預硫化系統(tǒng)的開發(fā)生產,將進一步推廣輻照技術在子午胎生產中的應用。
14.5 汽車輪胎生產機械
14.5.1 汽車輪胎成型機械和試驗設備
1843年英國發(fā)明了充氣輪胎,但直到1894年在歐洲才開始在汽車上使用。經過170年的不斷改進提高,輪胎技術發(fā)展到了極致,汽車輪胎成為工農業(yè)生產和日常生活不可或缺的工業(yè)產品。生產汽車輪胎的成型機械隨著汽車輪胎和汽車產業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。進入20世紀90年代末,我國開始由“自行車王國”向“汽車王國”轉變,這一轉變推進了輪胎產業(yè)及其生產設備的快速發(fā)展。我國輪胎生產經歷了棉簾線斜交胎、錦綸簾線斜交胎、帶束斜交胎、半鋼和全鋼子午胎等幾個階段,每個階段的輪胎生產,橡機行業(yè)竭盡全力開發(fā)與之相適應的輪胎成型機械和試驗設備,確保輪胎產業(yè)的生產和發(fā)展。
(1)斜交胎成型機
解放前留存到解放后的輪胎企業(yè)僅有上海大中華和正泰、青島橡膠二廠等少數幾個,輪胎產量少之又少,到1952年全國輪胎產量僅為40多萬條棉簾線輪胎,且沒有一個機械制造企業(yè)能夠設計和制造輪胎成型機,企業(yè)使用的成型機都是過去遺留下來的美日產品。這種成型機的操作基本上都是手工勞動,采用套筒法成型,手拿成型棒將簾布筒套到成型鼓上,利用人工操作的蟹鉗式包邊機構進行正反包,手工上胎面膠,手工卸胎坯。整個成型過程繁重且危險,效率低。
20世紀50年代,蘇聯斯塔哈諾夫先進工作者發(fā)明的電動成型棒傳到了我國,對成型機進行了改造,并在全國推廣,解決了人工上簾布筒的問題,大大降低了勞動強度。但成型棒也會有簾線稀疏不均和簾線打彎的缺陷。
20世紀70年代初,在大中華引進美國斜交胎成型機的啟發(fā)下,沈陽橡機廠和桂林橡膠院共同開發(fā)了仍用套筒法成型工藝的壓滾包邊斜交胎成型機。之后,益陽和桂林兩地橡機廠先后參與了系列壓輥包邊成型機的開發(fā),壓輥包邊成型機從1號發(fā)展到0號到4號。0號可用于成型小胎外,還可用于成型摩托車胎。4號可用于一般工程輪胎。壓輥包邊成型機由壓輥解決了正反包邊的問題,提高成型操作的機械化程度和包邊質量,并在全國推廣,淘汰了舊式成型機。
1985年,化工部在合肥召開了橡膠工業(yè)裝備規(guī)劃工作會議,提出在當時條件下有必要開發(fā)新型輪胎成型機以取代“LCB”型壓輥包邊成型機。1993年,建陽橡機廠等企業(yè)參照臺灣產TB2024型成型機開發(fā)成功了LCK-2024型指形正包膠囊反包成型機,解決了原壓輥包邊成型機在反包操作時易打歪簾線和窩藏空氣的毛病,可提高成型質量。
為解決套筒法成型工藝易打亂簾線排列的問題,計劃開發(fā)層貼成型機。20世紀70年代中期,上海正泰橡膠廠沈彼章設計制造了帶寶塔形供料架的乘用胎層貼法成型機。桂林橡機廠于1984年開發(fā)了80S型層貼法成型機。這兩種層貼法成型機的開發(fā)期間,正值國內子午胎發(fā)展的起步階段,因此未能推廣應用。
在20世紀70年代中后期,輪胎行業(yè)嘗試開發(fā)帶束斜交胎,借以提高輪胎性能。但帶束斜交胎不是發(fā)展方向,未成產業(yè)化,成型機械也未跟進。
(2)子午胎成型機
我國計劃開發(fā)子午胎技術及其成型機等設備始于20世紀60年代初,北京橡膠院、大中華橡膠廠、正泰橡膠廠等單位均安排了開發(fā)計劃。北京橡膠院安排了尚不清楚子午胎是怎么回事的人閉門造車設計子午胎成型機,由于沒有基礎,自然一事無成。
1978年,北京橡膠院等單位設計9.00-20全鋼載重子午胎成型機。1983年桂林橡膠院承擔了中國化工裝備公司下達的全鋼載重子午胎一次法成型機的設計任務。1980年北京橡膠院從法國Zelant-Gazuit進口了一臺采用金屬膨脹鼓的全鋼載重子午胎一次法成型機。80年代后期,建陽橡機廠設計生產了轎車子午胎二次法成型機。這些成型機,不論是國內的還是進口的均未獲得正常工業(yè)化應用,多以失敗告終。
1982年,上海正泰橡膠廠成套引進了已經用了二三十年的德國Metgeler乘用子午胎二手技術和設備,引來觀者如潮,子午胎原來如此生產,而我們走了約30年的研發(fā)之路,耗去了不少人力物力卻收效甚微。
時間到了20世紀80年代中期,國內為了發(fā)展全鋼載重子午胎生產,首先由朝陽輪胎廠從英國Dunlop成套引進二次法全鋼子午胎生產設備,樺林橡膠廠從意大利Pirelli成套引進一次法全鋼子午胎生產設備,隨后大中華橡膠從日本、美國引進了不同型號的全鋼子午胎一次法成型機,青島橡膠二廠、北京輪胎廠等從日本和意大利引進二次法半鋼子午胎成型機。引進設備為發(fā)展國內子午胎生產和子午胎成型機國產化奠定了基礎。
1989年,中國化工裝備總公司考慮到化工系統(tǒng)橡機企業(yè)技術力量和機制能力,總公司鄭會昭聯系北京航空工藝研究所參與消化吸收意大利Pirelli公司的TRG/B全鋼載重子午胎一次法成型機技術,實現國產化。1992年12月,產成國內第一臺可以被輪胎企業(yè)接受和投產使用的LCZ-3(3B)全鋼載重子午胎一次法兩鼓成型機。1997年,天津賽象科技股份有限公司也開發(fā)成功了全鋼載重子午胎一次法兩鼓成型機。2013年,杭州朝陽橡膠有限公司為減輕LCZ-3B成型機操作強度,增設了自動卸胎裝置。
1997年,潘健離開北京橡膠院成立北京敬業(yè)機械設備有限公司,專門從事半鋼子午胎成型機械的開發(fā)生產,成為國內生產各種半鋼子午胎成型機械卓有成效的企業(yè)。
1999年,天津賽象科技股份有限公司介入了半鋼子午胎成型機的開發(fā),成功開發(fā)了1518型輕卡子午胎二次法成型機。之后有多個企業(yè)參與開發(fā)生產不同規(guī)格二次法成型機。
這一階段,對于全鋼載重子午胎和半鋼輕卡/乘用子午胎的成型工藝,輪胎企業(yè)和橡機企業(yè)采用了兩種技術路線,前者以一次法成型工藝為主,后者則以二次法成型工藝為主。全鋼載重子午胎一次法成型機又有適用于Bridge stone成型工藝和適用于Pirelli成型工藝兩種類型。
進入21世紀后,由于荷蘭VMI公司全鋼載重子午胎三鼓及四鼓一次法成型機的傳入,成型機制造企業(yè)天津賽象、軟控股份、北京貝特里戴瑞等紛紛跟進開發(fā)三鼓和四鼓全鋼載重子午胎一次法成型機。
2002年軟控股份和斯洛伐克MATADOR合作開發(fā)生產了17.5~22.5″全鋼載重子午胎三鼓成型機。2006年又開發(fā)成功ZCX3型全鋼載重子午胎三鼓成型機。2013年,結合歐洲和美國技術,開發(fā)了更為先進的T-Por型17.5~24.5″全鋼載重子午胎三鼓成型機,可以采用SOT或TOS成型工藝,每條胎的成型周期為160 s,兩人操作,班產約150條胎。由于新式成型機采用了許多先進技術,從而使成型的輪胎具有更好的均勻性和動平衡性能。
2005年,貝特里戴瑞開發(fā)了LCZ-G120全鋼載重子午胎四鼓成型機。載重胎四鼓成型機的性價比不如三鼓成型機,因此用者較少。
我國最早開發(fā)轎車/輕卡子午胎一次法成型機的是北京橡膠院和建陽橡機廠,但產品未被市場認可。
在2005年前后,軟控股份、天津賽象科技和北京貝特里戴瑞科技等單位開始介入開發(fā)轎車/輕卡子午胎一次法成型機,由于種種原因,早期受輪胎企業(yè)歡迎的程度遜于全鋼載重子午胎一次法成型機,且工作性能不穩(wěn)定。
到2011年2月,軟控股份歐洲研發(fā)中心研發(fā)成功了P-Pro半鋼子午胎一次法成型機,成型輪胎高效、高均勻性。同年,軟控股份開發(fā)成功了第一臺高性能航空子午胎三鼓成型機。
天津賽象科技股份公司2010年開發(fā)了TSTLCZ-2428高速低斷面乘用/輕卡子午胎一次法自動成型機,每班可成型100多條輪胎。
2013年,荷蘭VMI(煙臺)推出了EXXIUM半鋼子午胎一次法無人操作成型機,宣稱日產1 500條胎,已在青島森麒麟輪胎公司使用9臺,而VMI245S半鋼子午胎全自動一次法成型機日產1 200條胎,國內使用200多臺。
2013年9月5日,科技部給軟控股份公司下達了2013年度國家重點新產品計劃MRT轎車子午胎柔性成型系統(tǒng)。所謂柔性系統(tǒng)也就是采用智能機械手或機器人實現輪胎自動化成型。
2014年11月,后起之秀薩馳華辰機械(蘇州)有限公司推出了SRS-H型轎車子午胎智能一次法成型機,號稱“無人成型機”。無人成型機在設計中采用了許多先進控制技術,特殊結構設計和機械手,解決了部件自動精確貼合、自動上鋼絲圈和自動卸胎等復雜問題。
從2000年開始,市場對工程子午胎、巨型工程子午胎和農用子午胎的需要快速增長,促使橡機企業(yè)轉向成型這類輪胎的成型機的開發(fā),在近10年的期間內,天津賽象科技、煙臺富瑞達、北京恒馳智能、桂林橡機及建陽龍翔科技等開發(fā)成功了全鋼工程子午胎成型機、全鋼巨型工程子午胎成型機、農業(yè)子午胎成型機以及斜交工程胎成型機,特別是由天津賽象科技于2007年開發(fā)成功的由六角形鋼絲圈生產線、三角膠貼合機、薄膠片擠出壓延生產線、鋼絲簾布小角度和90°裁斷機、巨胎X光機、巨胎二鼓一次法成型機、三段組合式巨型子午胎成型機等組成的巨型工程子午胎成套生產技術與裝備在2008年1月8日獲國家科技進步一等獎。2006年開發(fā)成功了TST-LCZ-4G全鋼工程子午胎四鼓一次法成型機。
依靠進口美國Akron Standard公司和日本三菱重工的工程胎生產設備生產工程輪胎的歷史到2010年基本結束。并且國外工程胎生產設備的性能已滯后于國產工程胎生產設備。
(3)輪胎試驗設備
我國成品輪胎測試設備的開發(fā)分兩個階段:斜交胎階段和子午胎階段。在以生產斜交胎為主的年代,由于斜交胎的使用速度較低,對斜交胎僅用里程試驗機作里程試驗。里程試驗機顧名思義是被試驗的輪胎在一定加載條件下在直徑1 707 mm(或1 707.6 mm)的轉鼓上以設定速度運轉,直至破壞時的試驗小時數,作為考核輪胎質量的依據。早期國產輪胎里程試驗機在20世紀80年代初由北京橡膠院設計,沈陽橡機廠制造。1995年,沈陽橡機廠自行開發(fā)成功升級型的YLS輪胎高速/YLN輪胎耐久性試驗機,并在1996年10月通過技術鑒定。
從20世紀80年代中后期引進國外子午胎技術生產子午胎開始,各輪胎企業(yè)配套引進了動靜平衡試驗機、徑向和側向跑偏試驗機、均勻性試驗機、X光檢驗機及耐久性試驗機等,以檢測子午線輪胎的各項性能參數和缺陷情況,確保輪胎在使用中的安全性和乘坐汽車的舒適性。
由于市場的需要,天津賽象科技、軟控股份和北京貝特里戴瑞科技等單位抽出力量從20世紀90年代中后期開始進行成品輪胎性能和缺陷測試設備的開發(fā),及至進入21世紀,先后開發(fā)成功了動靜平衡試驗機、轎車胎均勻性試驗機、激光散班檢查機及各種X光檢查機。早在1992年,沈陽醫(yī)療器械總廠和美國Lumenx公司合作生產X光輪胎檢查機,產品交付給沈陽橡膠三廠和遼寧輪胎廠等單位使用,中國化工裝備總公司于1992年11月24日在沈陽主持并通過了技術鑒定,并在1996年3月30日,中國化工裝備總公司又在沈陽召開了1216型輪胎X光機演示交流會。但在通過技術鑒定和演示交流后,該產品迅即銷聲匿跡,沒有繼續(xù)生產和發(fā)展。我國再次開發(fā)生產X光輪胎檢查機是在此之后10多年的事了。
從20世紀90年代初到目前我國各主要橡機企業(yè)在不同年份開發(fā)成功的轎車/輕卡子午胎成型機(半鋼子午胎成型機),載重子午胎成型機、工程子午胎和農用子午胎成型機、輪胎測試設備見表22。
表22 主要橡機企業(yè)開發(fā)的子午胎成型機及測試設備
14.5.2 汽車輪胎硫化設備
輪胎硫化是輪胎生產過程中的最后一道工序,也是決定成品輪胎質量的工序之一。我國輪胎硫化設備的發(fā)展如同世界各國一樣,經歷了立式水壓輪胎硫化罐、普通輪胎個體硫化機和輪胎定型硫化機等的發(fā)展過程,而輪胎定型硫化機的發(fā)展過程尤為曲折,耗費了大量人力物力,才成為今天生產輪胎定型硫化機的大國。
(1)立式水壓輪胎硫化罐
從20世紀50年代到70年代的30年時間內,國內輪胎行業(yè)主要生產斜交輪胎,且骨架材料以棉簾布為主,胎體重,耗材多。由于技術原因,主要使用立式水壓輪胎硫化罐硫化,一個硫化罐可以同時硫化12~14條輪胎。用立式水壓輪胎硫化罐硫化斜交輪胎,需要配置空氣定型機、硫化滾道、合模機、啟模機、拔水胎機及高低壓水泵泵站和蓄力器等附屬設備。
我國設計生產立式水壓輪胎硫化罐始于20世紀中后期,由蘇聯提供的技術資料是唯一的設計依據,第一個制造立式水壓輪胎硫化罐的是沈陽橡膠機械廠。20世紀60年代初,沈陽重型機械廠加盟生產。到20世紀70年代,廣東湛江機械廠、益陽橡塑機械廠等單位相繼參與了立式水壓輪胎硫化罐的生產。到了20世紀90年代,隨著子午胎生產技術和輪胎定型硫化機技術的日趨成熟,以及化工部“以機代罐”措施的強制實施,立式水壓輪胎硫化罐的生產使用日漸減少,除生產使用少量大規(guī)格工程輪胎硫化罐外,幾乎到了全部停產的程度,橡機企業(yè)和南北兩個橡膠設計院的精力集中在輪胎定型硫化機的開發(fā)及其技術水平和質量的提高。但是,從20世紀90年代中期開始,由于工程輪胎生產的快速發(fā)展及工程輪胎定型硫化機尚處在開發(fā)階段,為此立式水壓輪胎硫化罐一度又受市場青睞,福建華橡自控技術有限公司和益陽橡塑機械廠分別生產了內徑從1 600~4 200 mm共6個規(guī)格的硫化罐和2 200~4 000 mm共5個規(guī)格的硫化罐。青島國威達生產的硫化罐罐體內徑達4 700 mm。2002年,福建華橡自控技術有限公司開發(fā)了一種短立柱無立柱3 500 mm工程胎硫化罐。
桂林橡膠院根據桂林輪胎廠進口美國阿克隆公司的工程胎膠囊定型裝置設計了一套新的膠囊定型裝置,以供工程胎硫化罐配套使用。
隨著工程輪胎的子午化及工程輪胎定型硫化機的開發(fā)成功,到2010年左右,立式水壓輪胎硫化罐逐又開始淡出市場。
在20世紀七八十年代,立式水壓輪胎硫化罐為適應當時硫化尼龍斜交輪胎的需要,上海正泰橡膠廠和大中華橡膠廠等輪胎企業(yè)率先設計制造了罐外后充氣冷卻裝置,與硫化罐配套使用,以防尼龍(錦綸)輪胎在硫化出罐后的冷卻過程中產生收縮變形而影響輪胎質量。進入20世紀80年代中后期,由于帶有后充氣冷卻裝置的輪胎定型硫化機的推廣使用,這種后充氣冷卻裝置隨同硫化罐一起退出市場。
(2)輪胎個體硫化機
所謂輪胎個體硫化機,是一種在1940年由美國發(fā)明的過去用于硫化斜交輪胎的非定型輪胎雙模硫化機,生胎需要用空氣定型機裝入水胎充氣定型后才能裝入硫化機硫化。在20世紀50年代初期,沈陽橡膠三廠從捷克斯洛伐克和美國進口過少量個體硫化機。20世紀60年代,北京橡膠院為援緬工程設計、沈陽橡膠機械廠生產過數十臺45"個體硫化機,后因援緬工程停止,這些硫化機就調撥給了1969年新建的桂林輪胎廠,力車胎設備調撥到了宜昌橡膠廠。三明化工機械廠在1965年利用北京橡膠設計院設計的圖紙為援朝工程生產了國內第一臺75"個體輪胎硫化機。
用輪胎個體硫化機硫化輪胎時,由于同樣需要裝水胎和拔水胎等勞動強度很大的操作,與立式水壓輪胎硫化罐相比較,沒有什么優(yōu)越性,因此沒有被輪胎企業(yè)認可而得到發(fā)展。
(3)輪胎定型硫化機
二次大戰(zhàn)結束時,西方工業(yè)發(fā)達國家就已經開始使用輪胎定型硫化機硫化輪胎。1982年,上海正泰橡膠廠從德國Metgeler公司引進的成套轎車子午胎二手生產設備中有幾十臺德國Krupp等公司在20世紀50年代末和60 年代初制造的機械式輪胎定型硫化機,這些硫化機至少已經使用了二三十年。
20世紀我國開發(fā)輪胎定型硫化機經歷了漫長而曲折的過程,幾度納入開發(fā)計劃,幾度折戟沉沙。從1958年開始,開發(fā)輪胎定型硫化機的計劃就已經提到了議事日程,根據美國專利設計了設有爬背式裝胎機構的55"輪胎定型硫化機。20世紀70年代,大連橡膠塑料機械廠完善設計,生產了數十臺,用于河南輪胎廠,由于性能和可靠性欠佳而被淘汰。
1969年,北京橡膠院和大連橡膠塑料機械廠在上海正泰橡膠廠現場設計55"輪胎定型硫化機,由于對采用何種方式對模具施加合模力的方案意見不一而不歡而散,大連橡膠塑料機械廠堅持采用在下蒸汽室的下模下方設置波紋管加壓的設計方案,波紋管硫化機交青島橡膠二廠使用,以失敗告終。
1974年,上海輪胎機械廠設計生產了42"輪胎定型硫化機。
在文革中的1970年10月,化工部在滬召開了三線建設湖北十堰東風輪胎廠設備協調會議,安排了55"和65"子午胎定型硫化機的開發(fā)計劃,上海輪胎機械廠則拍著胸脯保證50天完成制造任務,結果自然未能實現,事實上當時國內輪胎行業(yè)的子午胎技術都還沒有過關。
在1975年之前,當時國內的技術水平還不足以開發(fā)生產性能好、可靠性好的輪胎定型硫化機,對機內定型、熱工管路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、膠囊設計制造、過熱水除氧、專用電機及安全防護等諸多基本問題,都沒有滿意的解決方案,自行設計的定型硫化機只是一次又一次的交了學費而已,然而失敗不止,開發(fā)不止。桂林橡膠院和北京橡膠院依然先后設計了多種規(guī)格的輪胎定型硫化機。桂林橡膠院設計的硫化機有:
1975年設計了46"輪胎定型硫化機
1977年設計了40.5"輪胎定型硫化機
1978年設計了LL-B1900/600(75")輪胎定型硫化機
1982年設計了46"和63.5"輪胎定型硫化機
北京橡膠設計院設計的硫化機有:
1974年設計了55"輪胎定型硫化機
1993年協同江門化機廠和廣州輪胎廠共同設計了42"C型液壓輪胎定型硫化機
46"和42"輪胎定型硫化機曾分別獲得過化工部和上海市科技進步獎。盡管如此,設計的這些硫化機大多未被市場認可。與此同時,其他企業(yè)設計制造的輪胎定型硫化機同樣未被市場認可。
在使用國產輪胎定型硫化機無果的情況下,化工部橡膠司和上海橡膠公司,克服文革中極“左”思想的干擾,1973年開始為上海大中華橡膠廠引進日本神鋼的BOM650-55"和BOM950-63.5"機械式輪胎定型硫化機。為上海正泰橡膠廠引進日本三菱重工的MHI-NRM40.5"/300和MHI-NRM46"/385機械式輪胎定型硫化機。為提高國產硫化機的水平,化工部橡膠司在1975年組織桂林橡膠機械廠和桂林橡膠院共赴上海大中華橡膠廠開展消化吸收工作,首先消化吸收的是63.5"輪胎定型硫化機,在工作過程中發(fā)生了修改原機設計還是先仿制后改進的矛盾,最后導致分手,由桂林橡膠機械廠獨自完成施工圖的消化工作,桂林橡膠院人員轉到正泰橡膠廠進行消化吸收40.5"輪胎定型硫化機的工作。通過消化進口硫化機的技術,發(fā)現原國內硫化機技術與國外技術相比,存在著巨大差距。通過消化吸收國外技術,國內輪胎定型硫化機的開發(fā)和生產,開始走上快速發(fā)展的道路。
20世紀80年代初,桂林橡膠機械廠首先試制了一臺消化吸收的63 1/2"輪胎定型硫化機,效果不理想,隨后又試制了55"輪胎定型硫化機,1981年9月18~20日,化工部機械制造局、科技局和橡膠司在桂林召開了技術鑒定會,接著在1981年9月21~22日召開了輪胎定型硫化機使用總結推廣會。與此同時,三明化工機械廠、湛江機械廠也生產了55"輪胎定型硫化機,上海輪胎機械廠生產了42"AB型輪胎定型硫化機(B型膠囊,橫梁升降后移式開模),益陽橡膠機械廠和上海輪胎機械廠生產了40.5"A型輪胎定型硫化機等。
桂林橡膠機械廠通過消化吸收國外技術,積累了經驗,培養(yǎng)了人才,為持續(xù)發(fā)展硫化機奠定了基礎,從1990年開始,進入了硫化機大發(fā)展時期:
1990年開發(fā)成功第一臺1050和1030RIB型輪胎定型硫化機;
1993年開發(fā)成功第一臺1145(Z)、1525、1900型輪胎定型硫化機;
2000年開發(fā)成功第一臺48"、65"、67"液壓輪胎硫化機;
2002年開發(fā)成功第一臺1600液壓輪胎硫化機,1050A、1700RIB及B、1900和2250平移式輪胎定型硫化機;
2003年開發(fā)成功第一臺1700液壓輪胎定型硫化機;
2005年開發(fā)成功第一臺3000(117")輪胎定型硫化機;
2009年開發(fā)成功第一臺5000(200")機械式輪胎定型硫化機,也是規(guī)格最大的硫化機。
三明化工機械廠在1986年開發(fā)成功LLB1525/430×2A硫 化 機,1989年 開 發(fā) 成 功 LLAB1170/220×2硫化機,并逐漸形成系列。
在發(fā)展過程中,桂林橡膠機械廠對B型硫化機上橫梁的運動軌跡作了改進,由向上向后翻轉式改為向上向后平移式,改善受力情況,有利于提高工作精度。1999年4月研制成功國內第一臺1525垂直平移式B型輪胎定型硫化機,并在貴州輪胎廠投產使用,硫化出高質量全鋼子午胎,之后逐步形成1050、1145、1170、1310、1600、1900、2250、3000等系列產品。
益陽橡塑機械廠、湛江機械廠和大連橡膠塑料機械廠在自行開發(fā)硫化機受阻的情況下,走上了一條引進國外技術及和國外企業(yè)合作生產的道路。益陽橡塑機械廠在1995年引進日本神鋼的CUREX-51系列液壓輪胎定型硫化機的技術,目前成為企業(yè)的主要產品之一,同時也是主要出口產品之一。湛江機械廠從1992年起,利用三菱重工的PC-X43R300-RIB型液壓輪胎定型硫化機技術生產硫化機,在輪胎企業(yè)率先推廣使用液壓輪胎定型硫化機,在銀川橡膠廠驗證了用液壓輪胎定型硫化機硫化輪胎的優(yōu)越性。大連橡膠塑料機械廠在1983年10月與美國NRM公司簽訂引進系列硫化機制造技術合同,產品規(guī)格有40.5"、46"、55"、63.5"、85"和87"。為消化吸收這些技術,中國化工裝備總公司于1987年3月17~19日在北京召開了“NRM硫化機設計制造技術推廣應用會”,硫化機制造企業(yè)派員參會,計劃共享引進技術,并分擔引進技術的未獲預期結果,最終僅技術引進單位大連橡膠塑料機械廠生產了為數不多的63 1/2"輪胎定型硫化機,由于價格高,市場認可度低而退出市場。
2010年,福建華橡自控技術有限公司(三明化機廠)開發(fā)生產了新結構70"RIB型子午胎液壓定型硫化機,側板框架結構,開合模垂直升降,插銷鎖模,左右模各有4個下置式加壓油缸加壓,獨立上、下環(huán)升降,鋼圈升降及快速更換膠囊,熱板加熱,裝卸胎油缸驅動,線性導軌導向升降裝胎機械手。
國產液壓輪胎定型硫化機的發(fā)展,經歷了一個認識和轉變的過程,在20世紀八九十年代,首先對液壓硫化機硫化子午胎的精度和性能認識模糊,二是液壓系統(tǒng)質量尚存在可靠性問題,三是價格問題,四是維護保養(yǎng)缺乏經驗。實際證明,銀川橡膠廠利用PCX43R300型硫化機硫化60和65系列無內胎轎車子午胎可以達到H級,質量得到了保證。此外,根據杭州朝陽2013年用液壓硫化機取代機械式硫化機的經驗,可節(jié)汽30%,綜合節(jié)能42%以上。
隨著國產液壓輪胎定型硫化機技術水平的提高和質量的保證,成為當前輪胎企業(yè)硫化高等級子午胎的首選設備。
在市場大力發(fā)展高等級子午胎的前景下,對液壓輪胎定型硫化機需求日增,除桂林、三明、益陽和湛江四地生產液壓輪胎定型硫化機外,其他企業(yè)在市場推動下,紛紛加入液壓輪胎定型硫化機的開發(fā)生產,首先是廣東巨輪模具公司和山東豪邁科技從生產輪胎活絡模向生產液壓輪胎定型硫化機和機械式硫化機方向拓展,巨輪目前已達到年產200臺以上液壓硫化機的能力,并打開了市場。軟控股份等企業(yè)也加入到了生產液壓輪胎硫化機的行列。
山東豪邁科技在2015年為天津國際聯合輪胎開發(fā)212"液壓輪胎定型硫化機,成為繼桂林橡機廠之后又一個生產最大規(guī)格硫化機的企業(yè),也是世界輪胎硫化機規(guī)格之最。
在2005年之后,業(yè)內外又增加了可以批量生產輪胎硫化機的企業(yè),生產42~130"液壓輪胎硫化機的華澳輪胎設備科技(蘇州)公司,年產200臺以上各種輪胎硫化機的薩馳科技(江蘇)公司,生產45~118"各種輪胎硫化機的山東冶金機械廠以及江陰晟林科技公司等。輪胎硫化機生產企業(yè)盲目增加,導致生產能力嚴重過剩,幾乎達到了“泛濫成災”的程度,并增大了原來主要生產輪胎定型硫化機的企業(yè)的生存壓力。
自1974年上海大中華橡膠廠和正泰橡膠廠引進日產硫化機開始,這是一個發(fā)展國產輪胎定型硫化機的轉折點。經過約40年的發(fā)展,生產輪胎定型硫化機的企業(yè)達到30多個,其中生產液壓輪胎定型硫化機的企業(yè)約有15個。可以生產36~200"機械式輪胎定型硫化機和36~190"及212"液壓式輪胎定型硫化機,并可設計和生產任何規(guī)格和結構形式的硫化機,從批量進口轉變到批量出口,每年有各種規(guī)格的輪胎定型硫化機出口到世界著名輪胎企業(yè)。
從20世紀70~80年代,由于使用不同結構形式的硫化膠囊而有A型硫化機和B型硫化機之分,從而業(yè)內引發(fā)了A型機和B型機之爭。隨著不同機型技術的相互融合和改進提高,又出現了AB型機、RIB型機和C型機等機型。發(fā)展到今天,通過實踐和改進基本統(tǒng)一了認識。
在開發(fā)、生產和推廣使用輪胎定型硫化機的過程中,除橡機技術人員做出了巨大貢獻外,化工部橡膠司、化工部設備局(中國化工裝備總公司)在輪胎企業(yè)硫化設備進行大規(guī)模升級換代的關鍵時刻,就確定了“以機代罐”的技術路線和政策,1980年下令Φ2.2 m以下立式水壓輪胎硫化罐停止生產制造,并組織設計膠囊定型裝置,以配合Φ2.8 m以上大型工程胎硫化罐的使用。
化工部橡膠司潘春生為推進輪胎定型硫化機的生產和推廣使用,做了大量工作。積極安排輪胎定型硫化機主機及配套件的生產,特別是熱工管路系統(tǒng)中的各種執(zhí)行元件(切斷閥及兩位四通滑閥等)、潤滑件(氣動干油泵及各種分配器)、專用電機、專用減速器、主令控制器、零壓開關、差壓開關及蒸汽定型閥等的試劑和生產,保證了輪胎定型硫化機的順利試制、投產和使用。
(4)熱水除氧裝置
熱水除氧裝置是使用輪胎定型硫化機的重要配套裝置。在1980年之前,對過熱水除氧的重要性認識不足,也沒有除氧的手段,所以硫化設備僅使用鍋爐軟化水,將水中的鈣、鎂、鐵、鐳等可溶性鹽類經過處理降至最少即為合格,但水中的氧沒有去除。熱水中的氧在高溫高壓下會加速膠囊的氧化和腐蝕,堵塞管路。
從20世紀80年代開始,在與國外企業(yè)開展技術交流和引進熱水除氧技術后,輪胎企業(yè)才開始重視過熱水除氧的重要性。1987年12月,青島化工學院開發(fā)了首套DH01型熱水除氧裝置,用于山東榮成橡膠廠。除氧裝置為直接接觸式結構,除氧后熱水含氧量為0.02~0.035 ppm。根據國外標準,熱水除氧后的含氧量達到≤0.05 ppm為合格。
1988年7月,湛江機械廠根據美國EnVirex技術生產了首套熱水除氧裝置,用于正泰橡膠廠。之后,相繼生產有四種規(guī)格,最大供水量分別為135、200、250和300 m3/h。與此同一時期,北京橡膠院、山東泰安化機廠、吉林化工設備廠等單位相繼參與了熱水除氧裝置的開發(fā)生產。
(5)輪胎定型硫化機的節(jié)能措施
橡膠工業(yè)制品生產中硫化輪胎的能耗居其他橡膠制品硫化能耗之首,而在輪胎生產的總能耗中,硫化能耗占到60%,消耗的蒸汽則要占到80%~90%。
據日本神鋼資料介紹,硫化一條50 kg重的載重輪胎,理論上需要105 000 kJ熱量,然而實際上由于從硫化機及管路系統(tǒng)散發(fā)掉的熱量和排放冷凝水與蒸汽所帶走的熱量則需要約146 000~210 000 kJ的熱量。所以,實際耗熱量為理論耗熱量的1.5~2倍。為此,自20世紀90年代以來,輪胎企業(yè)想方設法減少硫化輪胎的能耗,在長期的生產實踐中摸索出許多有效的節(jié)能措施。
a.保溫節(jié)能
采用高保溫性能的保溫材料可顯著減少硫化機相關部件的熱量散失。如用熱導率為0.04 kcal/m?h?℃的石棉和熱導率為0.13 kcal/m?h?℃的石棉硅酸鈣取代玻纖、礦渣硅酸鹽水泥、蛭石作為保溫材料時,對于熱板式硫化機可減少熱量損失約36%,對于蒸鍋式硫化機則可減少熱量損失約50%。
b.改變加熱方式節(jié)能
在傳統(tǒng)理念上,蒸鍋式加熱的B型硫化機適于硫化載重輪胎,熱板式加熱的A型硫化機適于硫化輕卡胎/轎車胎。在以生產斜交胎為主的年代,認為蒸鍋式加熱的B型硫化機加熱模具均勻。但硫化結束后蒸鍋內蒸汽排空和用冷卻水冷卻而浪費熱能。因此,從節(jié)能觀點看,熱板式加熱的硫化機節(jié)能。根據日本神鋼數據,可減少蒸汽消耗40%以上,縮短硫化時間5%以上。
隨著國內子午胎產業(yè)的發(fā)展,特別是載重子午胎生產的發(fā)展,對改造蒸鍋式硫化機為熱板式硫化機提出了要求,通過桂林橡膠機械廠和華南輪胎公司的努力,經過改造后采用熱板加熱的B型硫化機硫化全鋼載重子午胎時,可節(jié)約蒸汽30%以上。
c.用真空泵取代蒸汽噴射器抽真空節(jié)能
B型輪胎硫化機原設計在機器開模時,為便于卸胎,用蒸汽噴射器對B型膠囊進行抽真空,從而消耗大量蒸汽。根據風神輪胎公司的經驗,將一組36臺B型1525硫化機改用真空泵抽真空后,年可節(jié)約蒸汽1萬t,每臺硫化機減少蒸汽消耗33%,抽真空系統(tǒng)節(jié)約費用80%。
d.調整硫化工藝節(jié)能
輪胎企業(yè)和橡機企業(yè)通過多年生產實踐和試驗,探索和采用了下列輪胎節(jié)能硫化新工藝:
(a)等壓變溫硫化工藝節(jié)能
桂林橡膠機械廠方常躍提出了等壓變溫硫化工藝,并與輪胎廠合作付諸實踐。輪胎在蒸汽定型后的1 min內緩慢充入1.4~1.6 MPa高壓蒸汽,保持若干分鐘后沖入過熱水,循環(huán)若干分鐘后,待內溫內壓達到過熱水的溫度和壓力后關閉過熱水回水閥,停止過熱水循環(huán),進入正硫化,保壓至硫化結束。該工藝可提高生產能力10%~15%,減少過熱水用量52%,電能消耗減少70%。
(b)高溫過熱水、高溫蒸汽硫化工藝節(jié)能
提高硫化內溫和外溫的溫度可縮短硫化時間而節(jié)能。硫化145/80R12子午胎時,用溫度≥180℃、壓力2.4~2.8 MPa的過熱水及外壓0.8~0.9 MPa蒸汽取代一般硫化條件時,生產效率提高50%。用210~213℃、2.05 MPa的高溫高壓蒸汽作內壓熱媒和外溫180±2℃硫化165/70R13子午胎時,硫化周期可減少到12.5 min,提高效率1倍。
(c)高溫變溫硫化工藝節(jié)能
山東玲瓏集團制訂相應的工藝規(guī)程,采用高溫變溫硫化工藝硫化子午胎時,可提高生產效率,提高產品耐久性,節(jié)約蒸汽約40%,冷凝水回收。
(d)縮時硫化工藝節(jié)能
在確保硫化質量的前提下,青島黃海集團制訂相應的硫化規(guī)程,對部分規(guī)格半鋼子午胎進行縮時硫化試驗,產品檢驗合格,可提高硫化機生產能力25%~31%。
根據理論,比較科學的做法,縮時硫化工藝應與采用以等效硫化理論為基礎的微機硫化儀相結合,根據測溫數據制定輪胎硫化程度和膠料硫化匹配的最佳硫化條件。珠江輪胎公司采用以硫化儀數據為基礎的硫化規(guī)程,可減少硫化時間約4%~15%。
(e)高溫蒸汽——氮氣硫化工藝節(jié)能
充氮硫化工藝始于20世紀60、70年代國外輪胎企業(yè),到80年代初由日本神鋼向我國輪胎企業(yè)介紹充氮硫化的理論和優(yōu)點,但其時我國輪胎企業(yè)采用輪胎硫化機硫化輪胎尚處于初始階段而未被引起重視,直到20世紀90年代中才開始開發(fā)采用充氮硫化工藝。充氮硫化工藝中所用氮氣純度要求達到99.99%以上。不純的氮氣會影響膠囊壽命。采用高溫蒸汽充氮硫化工藝可減少硫化時間18%,減少蒸汽用量50%以上,延長膠囊壽命25%~100%。
高溫蒸汽-氮氣硫化工藝首先向膠囊內充入1.4~1.5 MPa高溫蒸汽,幾分鐘后充入壓力2.5 MPa左右的氮氣,利用氮氣的“保壓變溫”硫化工藝直至硫化結束。目前已在各種子午胎硫化中廣為應用。根據雙錢集團的介紹,將充氮硫化工藝應用于B型硫化機硫化11.00R20全鋼載重子午胎時,可提高輪胎質量,RFV(徑向力波動)和LFV(橫向力波動)可改善20%~30%。與用過熱水硫化相比,減少能耗30%以上。杭州朝陽采用1.7 MPa高壓蒸汽+2.5 MPa氮氣硫化工藝硫化全鋼子午胎節(jié)約蒸汽40.6%。
(f)乏汽利用和改進冷凝水外排方式節(jié)能
利用硫化機排出的乏汽和減少排放冷凝水排出的蒸汽也是輪胎硫化機的節(jié)能途徑之一。華南輪胎公司利用8~10 t/h、壓力0.3~0.35 MPa載重胎硫化機群外溫外排蒸汽用于雙效溴化鋰制冷機制冷。兩套溴化鋰制冷機年節(jié)約用電535萬kW?h。對1525硫化機群外壓冷凝水排放系統(tǒng)進行改造,通過摸索確定排放時間后統(tǒng)一調定電磁閥的動作程序,以減少蒸汽的外排,從而通過改造后的系統(tǒng)可節(jié)約蒸汽30%。
(g)水壓驅動改為油壓驅動節(jié)能
桂林橡膠機械廠和福建華橡自控技術股份有限公司在2011年左右對傳統(tǒng)機械式輪胎硫化機進行技改,在主傳動系統(tǒng)保持不變的基礎上,凡是用水壓驅動的機構均改用油壓驅動,改造后,一臺1600硫化機一個工作周期可節(jié)約2.5 MPa動力水0.291 m3。
(6)輪胎定型硫化機機組、無膠囊輪胎定型硫化機和電動螺旋輪胎定型硫化機
a.輪胎定型硫化機組
輪胎定型硫化機組是20世紀60年代末70年代初由當時蘇聯開發(fā)的若干副輪胎硫化工位共用一個開合模機構的一種輪胎硫化設備,其主要特點是充分利用開合模機構,以平衡輪胎硫化時間和開合模機構的工作時間。輪胎定型硫化機組與雙模輪胎定型硫化機相比,可以節(jié)能大量鋼材。
原蘇聯開發(fā)的輪胎定型硫化機組有BПM-2-100(16個模型)、BПM-2-200(30個模型)和BПM-2-300(34個模型)三種型號,各設有4~6個備用工位。機構采用A型和B型膠囊。模型采用斜面錯齒鎖模機構鎖模。1980年,我國赴蘇聯考察團發(fā)現依然使用輪胎定型硫化機組硫化輪胎,但蘇聯在1967年 出 版 的《вулкднизAционое о орудовAниE шиннб1хзAводов》(輪胎工廠硫化設備)一書中只字未提輪胎定型硫化機組。
我國在1975年由北京橡膠設計院和桂林橡膠設計院設計了B20C-1450型10個工位20個模具的輪胎定型硫化機組,適用于硫化7.50-20及以下規(guī)格的輪胎。樣機安裝在北京輪胎廠,幾經試用,終未成功投產。在21世紀初,佳通輪胎公司重提設計使用輪胎定型硫化機組,先后和桂林橡膠設計院和北京橡膠設計院聯系,最終也沒有結果。
在以生產斜交胎為主的年代,輪胎定型硫化機組具有一定的使用價值,但到了以生產子午胎為主的年代,再去研究使用輪胎定型硫化機組已無實際意義,它的功能和精度無法滿足硫化子午胎的要求。
b.無膠囊輪胎定型硫化機
在20世紀70年代前后,國外曾設想開發(fā)無膠囊輪胎定型硫化機,并申請了專利。專利提出利用機械膨脹加壓的方法取代膠囊膨脹加壓,以消除易損體膠囊的消耗,節(jié)約膠料,但未能實施工業(yè)應用。該專利橡機信息中心有譯文作過介紹。
據報道,2013年,北京化工大學和三角集團等單位開展了底斷面輪胎直壓硫化技術的研究。所謂直壓硫化,利用可以徑向伸縮的鋼性內模具取代B型中心機構的硫化膠囊。內模具采用電磁感應加熱。試驗證明:硫化壓力可提高25%,輪胎動平衡性和均勻性提高30%,節(jié)能40%。該項技術的實質,和國外70年代專利類似。
c.電動螺旋輪胎定型硫化機
這是一種在21世紀初由青島科技大學呂柏源教授構思了30多年后提出的新結構輪胎定型硫化機。機器呈框式結構,由設在框架頂部的電動傳動系統(tǒng)通過螺旋副帶動上模開合模及鎖模。2003年撰文介紹,與傳統(tǒng)機械式輪胎定型硫化機相比,可節(jié)省鋼材40%~50%,減少占地面積20%。2007年,與桂林橡膠機械廠簽訂了技術轉讓合作協議。桂林橡膠機械據此深化了設計,可惜未找到用戶。螺旋副開合模的一個弱點是速度慢,影響生產效率。
(7)智能化
經過近40年的努力,輪胎定型硫化機的設計制造及操作使用積累了豐富經驗,輪胎定型硫化機的可靠性和精度達到了國際先進水平,液壓輪胎定型硫化機從不被看好到成為半鋼子午胎生產企業(yè)的首先機型,并被廣泛采用,極大提高了半鋼子午胎的硫化質量。但長期以來,硫化機使用過程中輪胎胎坯的輸送和定位,主要依靠人力完成,因此一個操作人員管理硫化機的臺數有限,從初期1~3臺到7~8臺。到2010年之后,國內工業(yè)企業(yè)逐漸呈現用工荒,用工成本上升。輪胎企業(yè)為減少用工,提高效率,降低生產成本,開始采用機器人對輪胎定型硫化機實施自動化智能化改造,實現輪胎胎坯自動輸送,自動裝胎和卸胎,自動分檢等。青島森麒麟輪胎有限公司采用機器人智能化操作后,72臺輪胎定型硫化機每個班次化需3名工作人員。森麒麟泰國公司的輪胎定型硫化機同樣采用機器人智能化操作。
計劃在2017年建成的山東樂陵市威格爾輪胎有限公司同樣實施機器人智能化操作硫化機。
輪胎定型硫化機實施機器人智能化運行將是今后輪胎硫化車間的發(fā)展趨勢。
(8)輪胎模具
用于硫化輪胎的模具是輪胎定型硫化機的重要工具,它決定成品輪胎的幾何形狀和幾何尺寸的精度及內在質量,因此是輪胎定型硫化機的重量附屬工具。
輪胎模具有兩半模和活絡模兩種。兩半模主要用于硫化斜交輪胎,活絡模則主要用于硫化子午線輪胎。在1985年之前,由于我國主要生產斜交輪胎,對模具的要求不高,模具企業(yè)主要生產兩半模。兩半模結構簡單,價格低。國產兩半模主要用鑄鋼制造,人工劃線,粗銑花紋,人工修飾,生產方法原始、落后,加工精度難以達到要求。
從20世紀70年代中期開始,國家提出了研發(fā)子午胎活絡模的課題,桂林橡膠設計院在1974年及以后設計了11-18、12-18、12.00-20、9.00-20等規(guī)格的子午胎活絡模,均為圓錐面結構,未獲工業(yè)應用。
進入20世紀80年代,通過上海正泰橡膠廠、樺林橡膠廠和朝陽輪胎廠等企業(yè)先后從國外成套引進子午胎生產技術和生產設備后,進一步認識到掌握子午胎活絡模技術的重要性。1987年,沈陽模具廠從德國AZ公司成套引進了子午胎活絡模生產技術和五軸聯動加工中心等主要加工機床。技術引進為發(fā)展子午胎活絡模產品奠定了基礎。
經過約30年的發(fā)展,輪胎子午化率已經達到90%以上,因此兩半模的使用減少到了近乎被淘汰的狀況。由于子午線輪胎的結構特點,當采用兩半模硫化時,合模時會將帶束層和胎體簾布層產生位移而影響輪胎質量,而用由多個扇形塊組成的活絡模硫化輪胎時,合模時各扇形塊同時徑向向里縮攏,組合成一副完整的硫化模型而不會影響胎體骨架材料位置的變化,確保輪胎質量。
國內子午胎活絡模產業(yè)從20世紀80年代后期到2014年為快速發(fā)展期,輪胎模具企業(yè)已有100余家,主要企業(yè)有20多家,其中廣東巨輪模具有限公司、廣東揭陽天陽模具公司和山東豪邁機械科技公司已成為生產子午胎活絡模的龍頭企業(yè),為發(fā)展活絡模技術和生產做出了貢獻,3個企業(yè)的銷售收入占輪胎模具行業(yè)銷售收入的50%。2013年,全國26個主要輪胎模具企業(yè)的銷售收入為40余億元。2014年達到42.2億元。全國模具從業(yè)人員約12萬人。目前,全國輪胎模具企業(yè)均為民營企業(yè)。
在2011年之前,我國有兩個有點名氣的國營模具企業(yè),沈陽模具廠和上海橡膠模具廠。在2005年前后,沈陽模具廠兼并了上海橡膠模具廠。但到了2011年,沈陽模具廠雖有引進科技,同樣由于經營不善,買斷職工,宣布破產。
活絡模是一種結構復雜和精度要求很高的輪胎模具,目前主要有圓錐結構和平面結構兩種結構形式,目前以平面結構為主。所用材質有鑄鋼、合金鑄鋼和合金鑄鋁。加工方法有精密鑄造、電火花和數控雕刻三種工藝。為使模具而脫模,可采用鍍鉻、噴涂特氟龍及表面納米滲層。國內青島元通模具廠率先開發(fā)成功了納米滲層技術。為防型腔表面生銹,可噴涂S-350防銹劑。
在生產高等級活絡模時,由于國產材質品質欠佳,尚需依賴進口解決,關鍵加工設備過去同樣依賴進口?,F在大連光洋科技集團經過多年研究,目前可以提供各種五軸聯動機床,完全可以滿足加工活絡模的需要。此外,青島元通機械公司也開發(fā)出了五軸加工中心,同時還開發(fā)生產了數控立式車床、數控端面銑鏜床、數控臥式車床、數控鏜銑床、數控銑花機以及數控三軸、四軸刻字機和胎膜電火花專用機床等輪胎模具加工機械。
(未完待續(xù))
(R-03)
One hundred year of China rubber machinery industry(7)
One hundred year of China rubber machinery industry
Yang Shungen
( China Chemical Industry Guilin Engineering Co. LTD., Guilin 541004, Guangxi, China)
Use the technique of documentary,it comprehensively describes the history of rubber machinery industry from before the liberation that mainly use rubber machinery production to the modern age that development of informatization, automation, intelligent. Introduces all kinds of rubber machinery and technology development situation, twists and turns in one hundred years development of China rubber machinery industry and rubber products, experienced today's China rubber machinery level .
rubber machinery; rubber machine development; enterprise mergers and acquisitions; export trade
TQ330
1009-797X(2016)21-0006-013
A
10.13520/j.cnki.rpte.2016.21.002