翻胎工藝創(chuàng)新
時間:2006-10-13 16:28:00來源:wangsl
導(dǎo)語:?我國改革開放以來,百業(yè)興盛,惟獨翻胎業(yè)一直落后且發(fā)展緩慢,這與目前我國年產(chǎn)輪胎已超過 1.6 億條
我國改革開放以來,百業(yè)興盛,惟獨翻胎業(yè)一直落后且發(fā)展緩慢,這與目前我國年產(chǎn)輪胎已超過 1.6 億條,產(chǎn)量居世界第 2 位,產(chǎn)能高達 2 億條,接近世界第一的地位極不相稱。
現(xiàn)今我國每年的可翻胎至少 5000 萬條以上,但實際上翻胎產(chǎn)量尚不過 500 萬條,且多為老法“熱翻胎”。所謂的先進“冷翻”(實為國外 80 年代技術(shù)),現(xiàn)在也還是鳳毛麟角。熱翻法因高溫及長時間熱老化,嚴(yán)重傷害胎體,國外已趨淘汰。更因缺乏專門的研發(fā)機構(gòu),除了國外引進的條狀預(yù)硫化胎面冷翻法,其他一切創(chuàng)新技術(shù)和工藝方法,如,注膠和環(huán)型胎面,均屬空白,更甭提產(chǎn)業(yè)化了。
設(shè)備與技術(shù)是關(guān)鍵
機器是制造業(yè)的脊梁,而技術(shù)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(jīng)過二次開發(fā),并引入自主創(chuàng)新,形成自有知識產(chǎn)權(quán),再行技術(shù)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(jīng)原國家經(jīng)貿(mào)委立項,進行國產(chǎn)化設(shè)備公關(guān)(十五計劃),設(shè)備到位后,僅僅 2-3 年的時間產(chǎn)量和產(chǎn)能就翻了 100 多翻(由 20 多萬條到 2000 多萬條)。原一個產(chǎn)量 30 萬條的設(shè)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)使用者并非設(shè)計制造單位,無能力消化吸收;三是進口價格昂貴,國內(nèi)絕大多數(shù)翻胎廠,既無技術(shù)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(chǎn)國)制造的翻胎胎面和包封套,如美國奔達可公司供應(yīng)的胎面 30 元 / 公斤,若國產(chǎn)則不到 10 元 / 公斤,而其包封套進口一個 500 元上下,若能國產(chǎn),尚不到 100 ~ 200 元,存在多么大的“剪刀差”,難怪我國翻胎業(yè)的效益普遍低下。為什么不自己生產(chǎn)高利潤的包封套和胎面膠?究其原因,還不是因為沒有相應(yīng)的機械設(shè)備?故由機械廠立項,制成設(shè)備硬件,由研究所配合,提供相應(yīng)技術(shù)軟件,等于配成左右手,協(xié)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(fā)并生產(chǎn)了全鋼子午胎的成套設(shè)備,并在黃島建成了年產(chǎn) 30 萬條全鋼子午胎的樣板廠,還建立了全鋼子午胎技術(shù)培訓(xùn)中心,已在全國多家新建輪胎廠,實現(xiàn)了軟硬件一起示范推廣,為山東成為我國輪胎大省(產(chǎn)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(shù)指導(dǎo)基地”。此新胎的示范成功經(jīng)驗,翻胎應(yīng)當(dāng)引以為鑒。
翻胎技術(shù)與創(chuàng)新
翻胎技術(shù)有冷翻法和注膠法等多種。
1 、條形胎面冷翻法:關(guān)于條形胎面冷翻技術(shù),國外 20 多年前就已成熟,國內(nèi)已有多家引進,并有諸多消化吸收,常規(guī)設(shè)備已國產(chǎn)化,僅在先進性上還欠佳,翻胎質(zhì)量不高,但多也能夠應(yīng)用。唯獨包封套生產(chǎn)設(shè)備尚屬空白,檢測手段也不齊全,而預(yù)硫化胎面已開始仿制(尚未完全成功)?,F(xiàn)本國內(nèi),已研究并開發(fā)出“雙列平板模壓預(yù)硫化胎面生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備”,比現(xiàn)有國內(nèi)外應(yīng)用的鄂式(單面)平板壓力增高,且生產(chǎn)效率提高一倍。包封套的技術(shù)設(shè)備正在研究開發(fā),很快即可攻下。此兩個關(guān)鍵瓶頸解決了,其他配套設(shè)備,既有引進又有國產(chǎn)化,可行性更佳。
2 、環(huán)形胎面冷翻法:翻新輪胎的質(zhì)量關(guān)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(fā)生脫膠現(xiàn)象。這會導(dǎo)致輪胎爆破,車輛方向失控,制動失靈,造成嚴(yán)重交通事故。輪胎的脫膠率直接影響行車的安全性、可靠性?!邦A(yù)應(yīng)力有骨架環(huán)形胎面”的創(chuàng)新設(shè)計,比“條形”有接頭胎面更保障了翻新輪胎的高質(zhì)量。
“預(yù)應(yīng)力有骨架環(huán)形胎面”可廣泛地應(yīng)用于各類轎車、載重汽車、工程車、農(nóng)用車等車輛的輪胎翻新。本產(chǎn)品是采用胎面膠、掛膠骨架材料、緩沖膠和粘合膠復(fù)合為一體,經(jīng)高壓硫化形成有骨架環(huán)形胎面,利用其內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力和胎體過盈配合產(chǎn)生的壓應(yīng)力,再用粘合的方法,使“環(huán)形胎面”與胎體牢固結(jié)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(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點
◆ “預(yù)應(yīng)力有骨架環(huán)形胎面”結(jié)構(gòu)設(shè)計
胎面結(jié)構(gòu)層是胎面膠層、緩沖層、掛膠骨架和粘合膠層組成。這種結(jié)構(gòu)具有良好的綜合物理性能,有利于改善輪胎結(jié)構(gòu),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(yù)應(yīng)力有骨架環(huán)形胎面”截面形狀設(shè)計
根據(jù)胎面不同的結(jié)構(gòu)、性能,將截面相應(yīng)設(shè)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(yīng)的形狀,使“預(yù)應(yīng)力有骨架環(huán)形胎面”與“胎體“吻合,最大限度地提高兩者的結(jié)合強度,有效地減少結(jié)合面的變形應(yīng)力和疲勞開裂。
★ 預(yù)應(yīng)力參數(shù)設(shè)計
預(yù)應(yīng)力參數(shù)設(shè)計之目的為了保證“環(huán)形胎面”與“胎體”實現(xiàn)緊密而牢固的結(jié)合,使胎面膠受壓、胎面內(nèi)的骨架受拉,從而保證翻新輪胎不脫膠。通過數(shù)次研究、試驗,優(yōu)化了模具幾何尺寸、 “環(huán)形胎面”預(yù)成形尺寸、硫化工藝參數(shù),總結(jié)出一套預(yù)應(yīng)力參數(shù)設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。
◆ 條形和環(huán)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(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容
示范線囊括了一種全新的輪胎翻新技術(shù)和設(shè)備。技術(shù)內(nèi)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(shè)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(yīng)的計算機控制中心。
這種技術(shù)和設(shè)備包含了已申請的 4 項發(fā)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國家“十五”重大技術(shù)裝備項目,并已經(jīng)列為國家重點新產(chǎn)品和科技部創(chuàng)新基金項目;開式液壓硫化生產(chǎn)線是已立項的青島市科技發(fā)展計劃項目。這兩大技術(shù)設(shè)備結(jié)合起來,形成一翻胎示范生產(chǎn)線,是技術(shù)的有機整合創(chuàng)新,具有很大的前瞻性和發(fā)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(shù)。 整個技術(shù)的難點是容量大,噸位高,而此處的技術(shù)關(guān)鍵就是移模后注膠口返料。它不象塑料注射機(液態(tài),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(nèi)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(jù)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(xiàn):注射噴嘴和移模后留膠、燒膠、返膠的現(xiàn)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(xiàn)象和問題,主要創(chuàng)新提出采用移模注射技術(shù)、雙倒錐技術(shù)、背推技術(shù)、無抽真空技術(shù)和先進的電腦控制技術(shù),以達到預(yù)期的目的。
◆ 注膠法翻胎工藝流程
這種工藝比現(xiàn)行的預(yù)硫化法翻胎更為先進、簡單、快捷、省人省力。
◆ 技術(shù)創(chuàng)新點
目前,國內(nèi)熱翻胎多為單模生產(chǎn),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(dǎo)致了胎面質(zhì)密性不好,使用壽命不長。因此,這種模壓生產(chǎn)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(zhì)量不穩(wěn)定,生產(chǎn)效率低。國外先進國家已淘汰模壓熱翻法。
單模注膠硫化比國內(nèi)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(zhì)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(yù)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(huán)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(nèi)進行硫化。硫化后,就可以開模取出翻新成品。
與預(yù)硫胎面翻胎法相比,注射法的主要優(yōu)點是:注膠沒飛邊,花紋好??擅糠昼娮⒛z 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(dǎo)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(xiàn)歐美、日本等國都已推廣應(yīng)用,我國尚屬空白。
“條形”或“預(yù)應(yīng)力有骨架環(huán)形胎面”翻新輪胎的售價僅有新輪胎的 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(jié)省 50% 以上的輪胎費用。
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