硫化機中心機構(gòu)積水問題改善

萬 磊，劉本巖，王 強，徐海洋，陶廣義

（山東興鴻源輪胎有限公司，山東 蒙陰 276200）

硫化機是輪胎制造過程中的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)將胎坯進行定型、硫化等工藝加工，其作業(yè)精度、功能、性能、可靠性等直接影響輪胎制造精度、產(chǎn)品性能及生產(chǎn)效率[1-5]。

本工作研究B型硫化機中心機構(gòu)積水問題，并提出相應(yīng)改進方案[6-7]。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

硫化機中心機構(gòu)（見圖1）安裝在硫化室的中央，位于下熱板中心位置，用于操縱膠囊并作為膠囊內(nèi)硫化介質(zhì)（包括蒸汽、氮氣）和冷凝水通道的一部分。膠囊由上、下夾盤固定在活塞桿端部和環(huán)座上，在上環(huán)油缸的操縱下，膠囊上夾盤可作上下運動，在下環(huán)油缸的操縱下，下夾盤連同整個中心機構(gòu)一起作升降運動。裝胎時，膠囊呈拉直狀態(tài)，裝胎機構(gòu)放入胎坯后，上環(huán)油缸上油口進油，上環(huán)油缸活塞桿下降，上環(huán)亦下降。同時一次定型蒸汽由內(nèi)壓導管、環(huán)座、缸蓋噴入膠囊內(nèi)。當上環(huán)下降到位移傳感器設(shè)定高度時停止，在這個過程中，膠囊利用裝胎機構(gòu)抓胎爪的導向作用沿胎坯內(nèi)壁伸展，順利進入胎坯內(nèi)腔。各硫化介質(zhì)呈旋轉(zhuǎn)放射狀態(tài)均勻地噴入膠囊內(nèi)壁，使膠囊內(nèi)壁溫度均勻，以保證硫化輪胎的質(zhì)量。本機構(gòu)能配合主機完成定型、硫化及硫化完畢后卸胎等一系列操作。

圖1 硫化機中心機構(gòu)結(jié)構(gòu)

2 硫化機中心機構(gòu)工作流程

（1）裝胎機械手升至上限位置，然后旋轉(zhuǎn)到裝胎位并下降至裝胎高度，將胎坯放置在下模中的下鋼圈上。中心機構(gòu)處于下環(huán)降、上環(huán)升、膠囊拉直的狀態(tài)，如圖2所示。

圖2 膠囊拉伸示意

（2）上環(huán)收縮、硫化膠囊伸入胎坯內(nèi)，同時定型氮氣由內(nèi)壓導管、環(huán)座、缸蓋以放射狀均勻地噴入膠囊內(nèi)進行一次定型，使胎坯固定于下鋼圈上，如圖3所示。

圖3 裝胎定型示意

（3）當一次定型達到預(yù)定壓力值時，裝胎機械手卡爪收縮并向上運動，上升至最高位后轉(zhuǎn)出至抓胎位上方，如圖4所示。

圖4 充氣定型示意

（4）裝胎機械手轉(zhuǎn)出后安全插銷收縮，硫化機開始合模，活絡(luò)模張開、上模下壓上環(huán)，如圖5 所示。

圖5 模具下壓示意

（5）硫化機繼續(xù)合模，活絡(luò)模驅(qū)動油缸無桿腔和上環(huán)升降油缸無桿腔溢流，活絡(luò)模驅(qū)動油缸有桿腔和上環(huán)升降油缸有桿腔補油，上模繼續(xù)下壓，至合模終點，如圖6所示。

圖6 合模完成示意

3 問題概述

隨著硫化機運行時間延長，逐漸出現(xiàn)上環(huán)桿定位銷腐蝕磨損、上環(huán)油缸絲桿損傷、油缸缸筒腐蝕生銹等現(xiàn)象（見圖7），從而導致設(shè)備性能下降和功能異常，影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)。

圖7 積水對硫化機中心機構(gòu)部件的影響

3．1 上環(huán)位置升高

上環(huán)定位銷腐蝕斷裂，無法起到定位作用，上環(huán)連接桿與上環(huán)油缸桿螺紋連接處松動，導致上環(huán)位置升高，如圖8所示，定型高度不可控，易造成硫化廢品。

圖8 定位銷腐蝕斷裂導致螺紋脫絲

3.2 上環(huán)連接桿脫出

上環(huán)油缸桿與上環(huán)連接桿螺紋及定位銷腐蝕，上環(huán)連接桿與油缸桿脫開，如圖9所示，膠囊定型時上環(huán)桿的高度隨之變化，易造成廢品輪胎。

圖9 油缸桿與上環(huán)連接桿脫開

3.3 卡環(huán)斷裂

上環(huán)連接桿與油缸桿連接處松動，使上環(huán)升高，在合模至終點過程中，上模下壓上環(huán)導致卡環(huán)斷裂，造成硫化廢品，如圖10所示。

圖10 卡環(huán)斷裂

另外，由于上環(huán)連接桿與油缸桿連接處松動，在上模下壓上環(huán)時還會造成上下環(huán)連接板及油缸法蘭板變形，如圖11所示，影響設(shè)備精度，造成設(shè)備損失和性能下降。

圖11 上下環(huán)連接板及上環(huán)油缸法蘭板變形損壞

4 原因分析

在出現(xiàn)設(shè)備問題后，經(jīng)觀察、研究發(fā)現(xiàn)，在正常的硫化生產(chǎn)過程中，進入硫化機中心機構(gòu)內(nèi)的蒸汽在缸筒內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，冷凝水沿著中心機構(gòu)缸筒內(nèi)壁流至缸筒底部，由于原有的中心機構(gòu)排水口位置偏高，導致冷凝水無法及時從缸筒內(nèi)排出。隨著硫化機運行時間的延長，中心機構(gòu)密封件出現(xiàn)老化現(xiàn)象，缸蓋與環(huán)座缸筒的密封效果降低，導致硫化介質(zhì)泄漏，使冷凝水在中心機構(gòu)缸筒內(nèi)堆積，無法排出，在缸內(nèi)形成積水，如圖12 所示。

圖12 硫化機中心機構(gòu)局部示意

5 改善措施

5.1 加裝排水隔板

在上環(huán)油缸前端法蘭板與上下環(huán)連接板之間增加一組排水隔板（見圖13），兩隔板間距為1 cm，使油缸法蘭板與上下環(huán)連接板之間留有一定的間隙，避免形成積水。

圖13 排水隔板

5.2 增加排水導流溝槽

改善硫化機上下環(huán)連接板的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有連接板的基礎(chǔ)上增加2個排水導流口（見圖14），以提高排水效率。

圖14 排水導流口

6 試車調(diào)試

6.1 安裝

按設(shè)備操作規(guī)程將上環(huán)油缸及下環(huán)連接板拆下，更換帶有排水口的下環(huán)連接板。清理上環(huán)油缸前端法蘭板及下環(huán)連接板的表面油污以保證安裝精度。將排水隔板安裝至上環(huán)油缸法蘭板上面，然后將上環(huán)油缸安裝固定在下環(huán)連接板上。排水隔板厚度為5 mm，上環(huán)油缸固定螺栓可按實際情況進行更換，如圖15所示。

圖15 排水隔板安裝效果

6.2 工藝調(diào)試

由于排水隔板具有一定厚度，安裝后硫化機中心機構(gòu)上環(huán)的高度會有相應(yīng)的改變，為確保其準確性，需對上環(huán)的高度進行測量和參數(shù)設(shè)定。

6.3 試車

改進后的硫化機中心機構(gòu)上下環(huán)連接板，經(jīng)工藝調(diào)試、裝機試車，各工位運行正常，能夠滿足正常的輪胎硫化工藝要求。

7 改善效果

改善前，硫化機中心機構(gòu)由于排水口位置偏高，無法將冷凝水及時排出，使中心機構(gòu)內(nèi)存有積水，導致上環(huán)油缸與上環(huán)桿連接處的螺紋腐蝕生銹，給硫化機的使用及維護保養(yǎng)工作造成困難。

加裝排水隔板及增加排水溝槽后，硫化機中心機構(gòu)內(nèi)的冷凝水能夠及時地排出（見圖16），改善了中心機構(gòu)部件的工作環(huán)境，為維護保養(yǎng)工作解決了一大難題，縮短了停機時間，使設(shè)備性能得以改善，延長了設(shè)備的使用壽命。

圖16 排水口改善后效果

設(shè)備改進具有如下優(yōu)點。

（1）減少備件損耗。減少油缸桿和上環(huán)桿腐蝕損傷，延長油缸使用壽命，提高經(jīng)濟效益。

（2）提高生產(chǎn)效率?？s短故障停機時間，有效提高設(shè)備生產(chǎn)連續(xù)性。

（3）提高設(shè)備工藝性能。硫化機中心機構(gòu)積水問題改進后，上環(huán)與油缸桿等連接部位不再因腐蝕松動，提高了設(shè)備精度，改善了輪胎硫化 質(zhì)量。

（4）提高安全可靠性。避免構(gòu)件腐蝕造成的松動、移位等給設(shè)備造成的安全隱患，提高設(shè)備的安全可靠性。

8 結(jié)語

在現(xiàn)有硫化機中心機構(gòu)上下環(huán)連接板的基礎(chǔ)上，通過加裝排水隔板及增加排水導流溝槽等改進措施，解決了中心機構(gòu)排水問題，設(shè)備性能明顯提升，減少了設(shè)備故障及維修成本，提高了輪胎質(zhì)量和生產(chǎn)效率。