第6章　外胎硫化機械及輔助機械

6.1　概述

硫化是橡膠制品加工的重要工序，硫化機在生產中影響到產品的質量和生產效率。力車外胎硫化機按加壓方式分為電動硫化機（現基本淘汰）、水壓硫化機和油壓硫化機。按硫化外胎軟芯模的形式分為普通型（風胎型）硫化機和膠囊硫化機（或稱隔膜硫化機）。隨著生產的發展，硫化機也由原來兩層變為三層、四層，現在最多已有七層。多層硫化機有利于提高勞動生產效率，減少占地面積和減少熱能損失，降低能耗。

外胎硫化的機械化、自動化程度越來越高，雙向導熱膠囊硫化機是將來的發展方向。為了提高效率、提高質量和增加花式品種，在硫化工序中又設計制造了一些輔助機械，如胎坯定型機。也增加了硫化后的產品整理機械，如充氣定型機、外胎磨花機和纏繞包裝機。

6.2　水壓硫化機

6.2.1　用途

水壓硫化機適用于軟邊、硬邊結構的自行車胎、手推車胎、摩托車胎和多種用途的小輪徑外胎的硫化。本機結構簡單，制造成本低，但需配套高壓水的動力站，宜于群控大規模的生產方式使用。

6.2.2　基本結構

三層的水壓硫化機如圖6-1所示，由機架6、液壓缸9、上橫梁1、托盤8及上、中、下熱板和管路、高壓水切換閥組成。

水壓硫化機由機外連接的高壓水動力系統和手控閥，控制水的進入與排出而使硫化熱板（蒸汽夾套）上行閉合或下行開啟。外胎硫化機開啟時使模具上、下片間留有足夠的裝胎、取胎操作空間。當將胎坯裝在模腔內，手動合模打開高低壓水閥，液壓缸進入低壓水將缸內柱塞頂起，模具隨熱板上升合在一起，此時高壓水進入缸內鎖緊模具。當外胎硫化完畢，手控開模，高低壓水閥自動排水，隨著液壓缸內的高壓水排出，柱塞、熱板和模具靠自重下落，每層熱板下落時由支承塊4阻定在固定的位置上。上、下模具開啟，取出已硫化的外胎，硫化完成。

6.2.3　主要性能參數

總鎖模壓力：25～38tf（1tf=104N）。

液壓缸內柱塞直徑：200mm。

水壓：低2MPa；高10MPa。

蒸汽壓力：0.7MPa。

風壓：1.7MPa。

外形尺寸：1050mm×840mm×1963mm。

6.2.4　隔膜裝置

外胎硫化的軟芯有兩種形式，一種是風胎（或稱氣胎），另一種是隔膜（或稱膠囊）。用風胎硫化的硫化機為普通硫化機，用隔膜硫化的硫化機與普通硫化機不同，熱板的中空直徑較大，并能安裝如圖6-2所示的隔膜裝置。

隔膜裝置由上柱塞11、下柱塞12、氣筒14組成升降系統，由橡膠隔膜3、下墊板5、下壓板4、上墊板6、上壓板7和壓板8組成軟芯模工作系統，加上襯套9和10、壓緊機件、密封圈等部件構成一個整體。隔膜裝置用螺栓與下模2一同固定在下墊板上。氣筒14內通入壓縮空氣使上柱塞11、下柱塞12向上撐起，橡膠隔膜3被拉直，隔膜內腔連通真空管道而形成負壓變形，如圖6-2右邊狀態。當胎坯套入隔膜裝置的外環，啟動水壓硫化機柱塞上行，同時隔膜裝置的氣筒14放氣，隔膜內腔消除負壓；隨著下模2與上模1吻合，碰到行程開關切換壓縮空氣進入隔膜3內腔，硫化正式開始，如圖6-2左邊的狀態。正硫化時間到，隔膜內腔中壓風排空，水壓硫化機柱塞下行，上、下模1、2開啟，隔膜3的氣筒14進壓縮空氣、柱塞再撐起橡膠隔膜3，取出已硫化的外胎，裝上新的胎坯進行硫化。

6.3　油壓多層硫化機

6.3.1　用途

油壓多層硫化機用于自行車外胎、手推車外胎、摩托車外胎、多用途小輪徑外胎和風胎（氣胎）的硫化，是目前力車胎行業較適用的一種機型。

6.3.2　基本結構

油壓多層硫化機有四層至七層不同層數的機型，一般三臺至六臺連成一個機組，由一臺油泵動力站提供油壓動力。

多層油壓硫化機如圖6-3所示。整機由框架1、熱板2、柱塞和密封裝置5、蒸汽管路3、液壓系統6、電氣控制系統4組成。框架由鋼板焊接加工而成；熱板由整塊鋼板鉆蒸汽導熱孔，確保傳熱均勻；柱塞表面鍍硬鉻并采用復合材料制成的密封圈，熱板上下運行平穩而快捷。

6.3.3　主要性能參數

熱板層數：4～7層。

適用外胎：8～28in。

鎖模壓力：0～60tf（1tf=104N）。

壓縮空氣：0.6～2.0MPa。

硫化蒸汽：0.4～1.2MPa。

外形尺寸：1181mm×1150mm×3601mm。

6.4　油壓多模膠囊硫化機

6.4.1　用途

油壓多模膠囊硫化機適于摩托車外胎、大斷面小輪徑外胎的硫化。

6.4.2　基本結構

油壓多模膠囊硫化機如圖6-4所示，由主機1、中心機構5、液壓系統2、液壓站6、內外蒸汽管道3和電氣控制箱4組成。

主機1包括由厚鋼板加工而成的龍門框架，下有支承模具和中心機構的熱板平臺，上橫梁有與油缸柱塞相連的上熱板，通過油缸柱塞往復運行帶動上熱板上提下落將模具開合。中心機構5有一個能夾持膠囊上下運動的氣缸，膠囊安裝在下熱板，中間留有與真空管道和內壓蒸氣（氮氣）管道相連的內腔。當膠囊上夾持撐起并開啟真空閥使膠囊內腔為負壓，膠囊收縮而外徑變小便于裝上待硫化的胎坯或取出已硫化完畢的外胎。模腔裝上胎坯，按下合模按鈕，上熱板向下運行，同時中心機構的氣缸卸壓，膠囊停止抽真空，當上熱板下行到預定位置觸及行程開關，進定型風（蒸氣），完全合模并碰到行程開關后即進硫化內壓，硫化正式開始。液壓站6由齒輪泵、柱塞泵、電機和儲油箱組成，每臺機配一套，電氣控制箱4每兩副模具即每兩個工位配一個。

現在已有企業生產液壓雙層或三層多模硫化機，占地面積小、節能效果好，但勞動強度稍高。

6.4.3　主要性能參數

硫化規格：4～19in。

最大合模力：900kN×4。

熱板直徑：ф850mm。

上、下熱板距離：100～1600mm。

蒸氣內壓：1.5～2.5MPa。

定型蒸氣或空氣壓力：0.1～0.2MPa。

中心機構風壓：2～2.5MPa。

真空度：0.013～0.026MPa。

油泵電機：15kW。

主機尺寸：5050mm×2150mm×5500mm。

泵站：1200mm×1200mm×1800mm。

6.5　胎坯定型機

6.5.1　用途

胎坯定型機用于風胎硫化的外胎胎坯進行預伸張定型，以便于裝入風胎和整理胎坯的操作。

6.5.2　硬弓式胎坯定型機

硬弓式胎坯定型機如圖6-5所示，由上鉸座1、連桿2、壓模塊3、下鉸座4、胎坯定位板5、氣缸9、拉桿7、傳動機構6和機架8組成。

胎坯定位板根據胎坯寬度通過緊固螺栓調節與壓模塊3中心線的距離。當需定型的胎坯放在定位板5上，手工啟動壓縮空氣開關，氣缸柱塞拉動拉桿向下運行，壓模塊3向外伸張從胎坯內腔將胎坯撐大而達到預定型。轉換壓縮空氣開關則令拉桿7向上運行，壓模塊3復原位，取出已預定型的胎坯，將風胎裝入胎坯內，待硫化。

6.5.3　氣動胎坯定型機

氣動胎坯定型機如圖6-6所示，由機架4、支柱1、橫梁2、氣缸6、壓碟5和氣閥3組成。機架4、支柱1、橫梁2和壓碟5都由槽鋼、圓鋼及鋼板加工而成，氣缸6固定在橫梁2上，氣缸活塞桿與壓碟連接，氣缸活塞桿的伸縮帶動壓碟沿兩邊的立柱導軌上下運行。工作臺中心有一個定位柱，作壓碟5下行時最低位置的限位，在定位柱側面有壓縮空氣進氣孔。當需要預定型的胎坯放到工作臺上，氣閥3開啟進氣使壓碟5下行，在壓碟觸及胎坯邊緣時，在工作臺、胎坯、壓碟形成的內腔內通入壓縮空氣，胎坯受壓縮空氣的壓力和壓碟的作用而向外鼓脹，達到預定型。

6.5.4　膠囊式胎坯定型機

膠囊式胎坯定型機主要用于小輪徑的胎坯定型，如圖6-7所示，由氣缸1、機架2、換向閥3、中心軸4、下夾持5、膠囊6和上夾持7組成。

將待定型的胎坯套住定型機的膠囊6，通過換向閥3使氣缸拉桿拉動膠囊6，上夾持7下行，當上夾持7行至設定位置時，換向閥3將壓縮空氣導入膠囊6內腔，膠囊6向外鼓脹使胎坯達到預定型。

6.6　外胎磨花機

6.6.1　用途

為了使外胎具有鮮艷凸起的花紋，胎面壓型時在花紋色膠的上層覆蓋一層很薄的表面色膠，硫化后用磨花機磨削凸起的花粒表面，凸起的花塊即顯露出另一種彩色，使整胎絢麗多彩。

6.6.2　基本結構

外胎磨花機如圖6-8所示，由輪輞1和機箱3組成機體，2是磨頭升降傳動裝置，7是4塊與外胎花塊邊緣尺寸吻合的砂輪磨頭，4、5、6分別是調節磨頭擺動、進給量和角度的手輪。

操作工將需磨花的外胎放到輪輞1的夾持位置，并在胎的內腔通入壓縮空氣使外胎脹鼓起來且有一定的挺性硬度。用手輪4、5、6調節磨頭到達磨花的位置，再轉動輪胎，并用手輪控制磨花的磨削量直至達到產品設計的要求。

6.6.3　主要性能參數

磨削輪胎規格：20～28in。

轉網轉速：15r/min。

電機：（0.95+4×1.5）kW。

砂輪直徑：250mm。

砂輪轉速：1800r/min。

壓縮空氣：0.7MPa。

6.7　纏繞包裝機

6.7.1　用途

纏繞包裝機用于硬邊自行車外胎和摩托車外胎的包裝。自行車外胎可單條或兩條，摩托車外胎一般是單條，利用纏繞包裝機將彩印的塑料薄膜帶纏繞在外胎上，達到保護外胎和增加外胎商品化程度的目的。

6.7.2　自行車外胎纏繞包裝機

（1）基本結構　LHBJ-Z型自行車外胎纏繞包裝機如圖6-9所示，由底盤12、輪胎支承輪10、塑料包裝帶纏繞環9、傳動機構和控制盤五大部分組成。輪胎支承輥包括兩個拖動輥4和兩個下支承輥11，拖動輥4由電機2和無級變速器1通過帶傳動提供動力，下支承輥11由升降絲杠7調節與拖動輥的間距以適應不同規格的外胎，并通過氣缸13內柱塞的下降或上升拉緊或松開外胎。纏繞環是一個開口環，由五個支承輪10支承，塑料包裝帶卷裝入環9的插軸上，電機2帶動纏繞環轉動。輪胎的轉動與纏繞環轉動平面為直角相交。

自行車胎掛到拖動輥4和下支承輥11上，包裝帶裝在纏繞環9上并將帶的端頭卷壓在外胎上。通過無級調速器1帶動拖動輥4，拖動輥4可以由手輪左右開合以適應外胎的寬度。掛在拖動輥4上的外胎由氣閥14使氣缸13帶動下支承輥11向下撐住，使整條外胎通過兩個拖動輥4和兩個下支承輥11固定在包裝位置上，當開動無級調速器1外胎就旋轉。電機2帶動已裝上包裝帶的纏繞環9旋轉，胎在X軸旋轉，包裝帶繞胎在Y軸旋轉而完成纏繞包胎作業。

（2）主要性能參數

包裝外胎規格：20～28in。

包裝帶寬度：60～75mm。

班產量：1200～1500條。

電機：（0.55+0.75）kW。

氣源：0.4～0.5MPa。

外形尺寸：850mm×750mm×1500mm。

6.7.3　摩托車胎纏繞包裝機

（1）基本結構　摩托車外胎纏繞包裝機由底盤、輪胎支承轉動機構、包裝帶纏繞環、無級調速傳動裝置和控制系統組成。

底盤由鋼板加工而成。輪胎由下傳動輥和上壓輥支承，傳動輥與無級變速器連接，電機提供動力。纏繞環為開口環，包裝帶裝在轉環的插軸上，纏繞環由五個支承輪支承，并通過支承輪轉動產生的摩擦力推動旋轉完成包裝作業。通過調整無級調速器而調整輪胎旋轉的速度與包裝帶的寬度配合，或調整包裹的松緊。

摩托車胎放到兩個傳動輥上，通過滑臺前后滑動開合以適應不同規格輪胎的斷面寬度，由絲杠調整高度而適應外直徑的變化。塑料包裝帶卷插在纏繞環的插軸上，拉出端頭繞過阻力調控梢后纏在外胎上。啟動電機，輪胎在正對的平面上旋轉，纏繞環帶動包裝帶在與正對平面成90°的橫向平面旋轉，待輪胎轉完一圈即停機并剪斷包裝帶尾，松開上壓輥取出輪胎。

包裝帶的纏繞環旋轉，胎在X軸旋轉，包裝帶繞胎在Y軸旋轉而完成纏繞包胎作業。

（2）主要性能參數

包裝外胎規格：20～28in。

包裝帶寬度：60～75mm。

班產量：1200～1500條。

電機：（0.55+0.75）kW。

氣源：0.4～0.5MPa。

外形尺寸：850mm×750mm×1500mm。