多台模压式硫化机改为多工位胶囊注射硫化生产线

一、    多工位胶囊注射硫化机简介

多工位胶囊注射硫化生产线是根据目前国内外市场对大型胶囊的要求而研制开发的。由于大型胶囊具有注射量大，硫化时间长，在注射以丁基胶为基础原料的全（半）钢子午线轮胎硫化胶囊、工程胎用胶囊时，单工位胶囊注射硫化机的注射系统闲置时间长，利用效率低，因此为强化效率，需采用多工位胶囊注射成型的方法，此方法具有很高的工艺包容性。在经过测试意大利制造的多工位胶囊注射硫化机的基础上，结合多年来制造单工位胶囊注射硫化机积累的丰富经验，我们沿用单工位机型注射系统的结构特点，增加了注射移动机构及伺服控制定位技术，使之具有自动化程度高、能耗低、操作方便、生产效率高、整机可靠的优点。

二、现有设备锁模力与胶囊的关系

1、锁模力

要确定一个产品能不能在现有锁模力下生产，主要看其在模穴内投影面积的大小来确定注射模在注射和硫化过程中是否会被模腔中的胶料顶开。投影面积是指模具分型面上成型面积和流道面积之和，是锁模力下所能进行注射及硫化的投影面积。

2、锁模力的计算

在整个注射成型硫化过程中，胶料在模腔内的压力是变化的，如图所示

模内压力在模腔中的分布也是不均的，通常用平均压力作为模腔的计算压力，其值的大小与注射压力、胶料的粘度、胶囊的长径比、分型面与注射嘴的距离有关，分型面与注射嘴远平均压力取小值，分型面与注射嘴近取大值

锁模力由下式计算：

P锁max=KFP

K—安全系数 1.10—1.25 大型机取小值

F—胶囊和流道在分型面上的投影面积之和

P—胶料在模内平均压力 取27—32MPa

如:锁模力为500T的胶囊硫化机 原机硫化胶囊规格为11.00-24用作注射化改造后所能生产的胶囊规格变为投影面积为1589cm²，就是投影直径在450mm 左右的胶囊，如适用轮胎规格6.50-16的B6501胶囊。

三、注射量的确定

胶囊有效投影面积确定之后，胶囊的容积既是注射量，该值与胶囊长径比及流道的形式有关，一般取大于胶囊的容积的值。通常按用户要求并结合类比资料选取，下表为注射容积与锁模力的关系：

四、多工位注射部分结构

1、上位机结构

上位机的注射部分结构基本与目前传统的上位注射式结构一样呈L型，因需要左右移动，所以增加了直线导轨，齿条，伺服电机及精密定位减速机，注射结构升降行走支架，注射升降油缸和锁定油缸等。注射机构使用一套独立的液压系统。

2、侧位机结构

侧位机的结构，即注射嘴是和模具的中轴线呈90度角，注射嘴对准在合模线位置，也称为合模线注射。合模线注射必须解决模具在合模线位置注射嘴的安装及合模线流道问题。据我们了解欧洲国家在合模线注射的流道结构大致是这种结构，所以此种侧位式注射与上位式在结构上有很大的不同，但所要完成的工作是一样的。卧式侧位注射的结构是螺杆与注射柱塞是在一条直线上的，即螺杆在注射柱塞的内部。当已塑化的胶料从螺杆的前端进入料室后，在胶料的作用下开始向后退，直到注射室充满所需注射量为止。这种结构即胶料的“先进先出”（FIFO）。胶料在进入到料室的过程中能通过柱塞与料室的缝隙排气，尤其在大注射量时可使先进入料室的胶料先注入模具中，避免胶料在料室中停留过长的时间。

与上位机机构相同的是同样有导轨、齿条、伺服电机及精密减速机、行走支架、移动油缸、锁定油缸等。但为了适用不同的模具合模线位置的变化，有一套注射嘴高度调节机构，且此机构也有一套高精度定位系统。

五、注射部分制造

 1、注射油缸选用专业油缸制造厂的产品按照图纸定做，要求缸筒内壁粗糙度为0.3以下，材料选用精密内径无缝钢管，活塞杆选用40Cr调质表面硬化处理后精磨及镀硬鉻。

2、塑化螺杆筒及料室选用氮化钢38CrMoALA经氮化处理。注射柱塞选用40Cr调质处理，表面镀硬鉻。

3、注射活塞杆与料室同心度为±0.02mm，注射油缸与料室连接构件为碳结钢，焊接经退火处理后精镗加工。

4、注射移动导轨采用直线导轨，由4只导轨直线轴承安装于注射移动支架上。

六、    原机需改造的部分及多台锁模结构的排列

锁模机构的排列是呈一字型排列，操作在它的侧面，各机台的间距尽量缩小，具体需要现场论证。

原机需改造部分如果是上位注射方式，则与单工位机的改造方式一样，即上横梁的上端面需要一个平面结构，中间有一孔道便于注射嘴能够进入两端高度误差小于m/0.5mm。直线度误差小于0.5mm。

侧位注射方式原机台基本不要任何改动。只需要在每个机台的侧板上安装两个锁定底座，但模具的改造是必须的。

一，                                                                                                    七、多工位注射结构与锁模结构的对接

1、上位注射式：

（1）    将2条注射机构移动直线导轨底座安装在上横梁上端，间距1000 mm。各距中心500 mm。直线导轨不平行度即两端间距误差按式计算S=q*y(S直线导轨不平行度误差；q直线导轨间距；y常量=0.0004)

（2）    将油路高压软管及电缆链式托盘导线架固定在直线导轨外侧，即操作面的另侧。

（3）    将移动齿条及齿条底座固定在直线导轨外侧导线架上以直线导轨为基准检测其不平行度，误差不大于m/0.2mm。

（4）    每个锁模机构上横梁上端安装两套注射机构锁定座，锁定座安装时以注射嘴对准模具注射座为准。

（5）    将注射机构总成置于直线导轨上面，并固定在4个滑座上。

2、侧位注射式

侧位注射式的移动导轨座及导轨齿条，导线线架均有一个底座总成，置于呈一字排列的非操作的一侧鱼锁模机构相对平行，对接相对上位注射式简单，但需在放置底座总成的一侧。地面上留出空间（一般在这个位置有锁模机构的液压系统要移走，具体需现场定）。总之，侧位式注射机构相对锁模机构有较大的独立性。

八、控制部分及工作流程

1.  控制部分由触摸屏及PLC组成；外部信号由开关量及模拟量信号组成；输出部分如位置信号，压力传感信号电子尺等。输出部分，开关量带动电磁阀，模拟量负载为比例阀，并预留与原机台液压控制部分对接端子。整机控制均由该控制中心控制。

注射系统和锁模系统均有一套可以单独的手动操作部分，联机运行时切换到自动运行状态。

2．可设定的工作参数

注射量的设定-可设定每个工位的注射量

硫化时间的设定-可设定每个工位的硫化时间

注射时间的设定-

注射保压时间的设定

升机头时间设定

注射移动速度设定-两段速设定

注射移动定位-可微调定位

抽真空启动时间设定

抽真空时间设定

顶出时间设定

排气次数设定

排气间隔设定

以上工作参数均可按不同工位要求单独设定

3．工作流程

见流程图

九、项目实施进度

1．注射部分制造需时45天

2．现场安装到试车前需20天（估计具体应视情况定）

3．上横梁改造同时进行具体工作视情况定）

4．试车约需12天(空车)

5．需要根据现场制定一个细的进度计划。

十、试车及操作人员培训

1、试车。整机改造安装完毕后即进行试车阶段。

1） 首先，通电检查电器控制部分及执行部分动作情况。

2） 启动液压油泵电机及冷却水，进行低压慢速试车2小时后，进行逐渐加压试验，正常后进行联机动作试验，直至转入自动空车试验，试车过程中密切注意检验各部位配合情况，以上工作完毕后开始塑化螺杆及注射料筒料道加温，达到稳定温度，进行喂料试验及空注射试验3-5次，正常后即可进行加料加载试车，并自动运行一个班次。

2、试车过程中，由轮胎厂安排机械电气工艺及相关操作人员自始至终参入调试过程，操作员在实际操作中，由调试人员现场指导。

十一、验收及设备交接

1、验收基本要求：

满足生产工艺要求，连续72小时全自动无故障负荷运行。改造部分动作正常且无跑冒滴漏现象。原机部分由轮胎厂自行负责设备正常运转。

2、产出品除模具所致缺陷外，无因设备改造部分造成产品外观在质量不合格。

3、设备交接：由双方填写设备交接单，并签字盖章。

十二、轮胎厂提供的协助

1、轮胎厂须安排相关机电人员负责协助工作。

2、由轮胎厂安排人员协助安装，具体人数视情况定。

3、具备设备吊装条件。

4、在改动前轮胎厂须将设备检修至完好状态。

十三、质保期的确定

1、注射部分的主要结构，包括油缸，螺杆，马达，质保期18个月。

2、电磁阀6个月。

3、电气件6个月。

4、乙方保证所提供的各项部件及所用材料均为新品，并具有良好状态，质保期是在调试完毕验收后算起。

十四、性能参数

 性能参数需要依据原机台的参数确定。

-以上-