便攜式人防門密封膠條熱硫化熔接機設計研究

沈建國

（鹽城耀暉人防防護設備科技有限公司，江蘇 鹽城 224051）

人防工程是鞏固國防、增強綜合國力、維護國家安全的重要戰(zhàn)略舉措，我國已將人防工程納入城市發(fā)展規(guī)劃，推動了人防建設與城市建設的同步協(xié)調(diào)發(fā)展。人防門是重要的人防工程防護設備之一，由于用途的特殊性，所采用的人防門需要應對各種惡劣環(huán)境，當人們在躲避空襲等危機時，其密封性更是尤為重要。

1 人防門密閉結構的設計

傳統(tǒng)人防門門框結構通過壓板、斜扁鋼和角鋼的焊接成形，焊接工作量大、成本高，且受限于承壓主體結構的焊接強度，門框必須采用圓角結構。目前先進的人防門門框制造均采用一體化熱軋成型的熱軋YH人防門專用型鋼生產(chǎn)制造，有效提高了人防門的整體結構強度，人防門門框防核武器抗力達到5級以上。解決了傳統(tǒng)人防門門框的承壓主體結構強度不高，且存在焊接殘余應力較大、焊接應力變形調(diào)校困難的工藝缺點。

熱軋YH人防門專用型鋼在人防門門框制造中的使用，實現(xiàn)了人防門門框圓角結構的直角化改良，簡化了圓角人防門門框的生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，打破了現(xiàn)有人防門門框生產(chǎn)制造統(tǒng)一采用圓角結構的固定模式。熱軋YH人防門專用型鋼及人防門門框如圖1所示。為進一步提高人防門的密閉性，熱軋YH人防門專用型鋼制造的人防門門框上設計了雙層環(huán)形凸起結構，與人防門門扇上的嵌壓條配合形成密閉機械結構，在該密閉機械結構的人防門門框雙層環(huán)形凸起結構和門扇嵌壓條之間必須裝入密封膠條，才能最終實現(xiàn)人防門的密閉功能。密封膠條一般為條形標準產(chǎn)品，在直角化的人防門門框轉角處無法自然折彎裝配，需要將兩條密封膠條均裁切出45°的斜面，然后再將兩個密封膠條接頭連接形成直角，密封膠條接頭結構如圖2所示。

圖1 熱軋YH人防型鋼及人防門門框?qū)嵨飯D

圖2 密封膠條接頭實物圖

2 現(xiàn)有熔接機存在的不足與改進方案

傳統(tǒng)人防門密封膠條都是采用普通冷膠接頭，用的是粘合劑，操作方便、省時間，但接頭的強度不高，只能達到本體密封膠條的90%以下，且保持時間短，不能與本體密封膠條的使用壽命保持同步，嚴重影響了人防門的防護密閉性能。因此，必須采用專用的熔接機對密封膠條進行加熱熔接，以提高密封膠條的使用性能。

在選擇人防門密封膠條熔接設備時，發(fā)現(xiàn)市面上現(xiàn)有的硫化機過于笨重、功耗大、購置和使用維護成本高?，F(xiàn)有設備使用時，操作人員需要手工調(diào)整膠條的位置，熔接效率低，且熔接質(zhì)量取決于工人的技術水平，不能滿足人防門現(xiàn)場安裝的需要。

針對上述問題，本文設計了一種用于人防門密封膠條熔接用的便攜式熱硫化熔接機，在密封膠條接頭時可采用熱硫化熔接法，將生橡膠加熱硫化熔接，使密封膠條固熔為一體強度更高、抗老化、保持時間長，與膠條的使用壽命一致，另外接頭處橡膠與密封膠條相熔，密閉性能更好。設備本身結構緊湊、功耗低，便于廠內(nèi)、安裝現(xiàn)場等對密封膠條進行對接和修復，在確保熔接質(zhì)量的前提下，提高了熔接效率。

3 便攜式熱硫化熔接機結構設計

便攜式熱硫化熔接機主要由箱體、控制系統(tǒng)和熔接機構組成。箱體設計成上下可開式結構，打開時箱體下半部分固定，下半部分采用活頁結構可以翻轉，如圖3所示。

圖3 便攜式熱硫化熔接機結構示意圖

箱體下半部分開合面設計有槽體和下模板，箱體上半部分開合面設計有水平式快速夾具和上模板。槽體和上下模板組成了熔接機構，槽體中對稱布置有兩組密封膠條直角熱硫化熔接槽和一組密封膠條直線熱硫化熔接槽，其中兩組密封膠條直角熱硫化熔接槽用于將切好45°斜面的兩個待熔接的膠條進行直角定位，如圖所示，一組密封膠條直線熱硫化熔接槽用于將切好45°斜面的兩個待熔接的膠條進行直線定位，如圖4所示。

圖4 便攜式熱硫化熔接機使用示范圖

密封膠條一般都是具有一定長度的條形標準產(chǎn)品，人防門門框四個直角轉角位置必須將密封膠條定尺寸切斷，再熱硫化熔接成直角與直角門框匹配，當在非直角轉角位置密封膠條長度不夠需要續(xù)接時，將正在使用的密封膠條末端和新密封膠條的前端裁切成45°斜面，然后交錯拼接成直線，這樣有利于增加熱硫化熔接面積，提高熔接強度。

箱體下半部分設計有熔接機構供電系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)，供電系統(tǒng)包括插座、開關和電源，溫控系統(tǒng)包括時間繼電器、PLC控制器和溫控器，溫控系統(tǒng)用于控制下模板內(nèi)設置的熱電偶的加熱溫度，使得加熱溫度保持在密封膠條的最佳熱硫化溫度區(qū)域，并更具溫控器實時檢測的溫度對熱電偶內(nèi)的加熱電流進行的控制和調(diào)整。供電系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)集中設計在下箱體底部，從結構緊湊角度考慮，在下箱體底部正面外側設計控制面板，可以方便進行溫度數(shù)據(jù)讀取和加熱調(diào)節(jié)控制，控制原理如圖5所示。為防止下模板內(nèi)設置的熱電偶加熱熱量影響并損壞控制系統(tǒng)，在下模板和下箱體之間設計石棉隔熱墊。

圖5 便攜式熱硫化熔接機控制原理圖

設定熱硫化溫度和熔接時間后，下模板（鑄鋁電熱板）內(nèi)設置的熱電偶通電開始加熱，熱電偶溫度逐漸升高，加熱至設定熱硫化溫度后，將裁切后的密封膠條按照要求齊壓入槽體定位。然后在接口處加入與密封膠條同材質(zhì)的生橡膠，閉合上下模板，密封膠條按照設定好的熔接時間進行高溫硫化加壓成型。高溫硫化加壓成型后的密封膠條即可裝入人防門門框密封槽內(nèi)使用。

為方便箱體的閉合和打開，設計了水平式快速夾具機構，該機構由定位座、操作手柄和夾持桿組成。其中定位座固定在下模板一側下箱體上，夾持桿固定在上模板上方，夾持桿與定位座采用鉸接方式連接，操作手柄分別與定位座和夾持桿鉸接，使用人員控制操作手柄，方便快捷的完成箱體閉合和打開。

4 密封膠條熔接工藝及操作流程

人防門門框圓角結構的直角化改良需開發(fā)與之配套的密封膠條熔接工藝，熔接工藝如圖6所示，具體操作流程如下：

圖6 密封膠條熔接工藝流程

（1）根據(jù)人防門門框的實際安裝尺寸，確定密封膠條的各邊邊長與拼接尺寸。

（2）在需要拼接的密封膠條接頭處，預先將兩條密封膠條進行平整處理并裁切出45°斜面。

（3）將便攜式熱硫化熔接機水平穩(wěn)定放置，檢查外部電源接線是否完好，接通電源，打開開關，設定好熱硫化溫度和熔接時間。

（4）下模板內(nèi)設置的熱電偶通電開始加熱，熱電偶溫度逐漸升高，預熱至設定的熱硫化溫度后，將密封膠條平齊壓入下模塊的槽體中。

（5）在密封膠條45°斜面接口處，填充加入與密封膠條材質(zhì)相同的生橡膠，填入量要求能夠覆蓋沒過密封膠條的表面。

（6）閉合上下模板并鎖緊，按照設定好的熔接時間進行高溫硫化加壓成型。

（7）取出熔接好的密封膠條，再次平齊壓入待對接的密封膠條、填充加入生橡膠、閉合上下模板并鎖緊，按下控制面板上復位開關，依次循環(huán)對接其他需要熔接的密封膠條進行高溫硫化加壓成型。

（8）密封膠條全部完成高溫硫化加壓成型后，再次進行平整處理，然后裝入人防門門框的密封膠條安裝槽內(nèi)，完成密封膠條的熔接安裝。

5 結語

使用本文設計的便攜式人防門密封膠條熱硫化熔接機進行人防門門框密封膠條對接，確保了熔接質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動強度，具有一定的先進性。人防門門框的設計制造就可以不考慮接頭帶來的困擾，可以直接使用熱軋YH人防型鋼進行直角拼接，較之前的圓角工藝，減少了大量的焊接工作，省時省料，更加環(huán)保。該密封膠條熱硫化熔接設備及工藝配合熱軋YH人防型鋼使用，人防門的抗沖擊強度更高，整體防護密閉性能更好。