中國橡膠機(jī)械網(wǎng) 液壓硫化機(jī)具有精度和自動化程度高、硫化的輪胎均勻質(zhì)優(yōu)、適合于子午線輪胎尤其是高等級子午胎的硫化等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)越性在國內(nèi)已被廣大輪胎企業(yè)認(rèn)可，新上輪胎項(xiàng)目尤其是高等級子午線輪胎項(xiàng)目更傾向于選用液壓硫化機(jī)。本文主要介紹了國內(nèi)液壓硫化機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，在國內(nèi)制造及使用過程中出現(xiàn)中問題、新的要求以及對今后的發(fā)展趨勢作了初步的探討。
隨著我國汽車工業(yè)和輪胎工業(yè)近十幾年來的快速發(fā)展，國內(nèi)輪胎企業(yè)對輪胎的均勻性提出了越來越高的要求，輪胎硫化是輪胎制造的最后一道工序，液壓硫化機(jī)由于較徹底的解決了機(jī)械式硫化機(jī)合模力不均，很難保證輪胎的均勻性的弱點(diǎn)，具有生胎對中性好，合模平行精度高，運(yùn)動快速平穩(wěn)，控制系統(tǒng)先進(jìn)，設(shè)備利用高等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)高等級子午線輪胎較機(jī)械式硫化機(jī)具有更大的優(yōu)勢，因此國內(nèi)外輪胎廠家生產(chǎn)高等級子午線輪胎時普遍采用液壓硫化機(jī)，其使用比例也越來越高。
1、發(fā)展現(xiàn)狀
我國液壓硫化機(jī)從“十五”前試制、小批量過渡到目前產(chǎn)業(yè)化階段，現(xiàn)已呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢。目前，國內(nèi)液壓硫化機(jī)的主要生產(chǎn)廠家有益神橡膠機(jī)械有限公司、桂林橡膠機(jī)械廠、青島軟控、廣東巨輪、華橡自控等二十余家，生產(chǎn)能力在2000臺以上。其主要型號涵蓋42″、45″、47″、48″、51″、52″、55″、58″、63.5″、65.5″、67″、70″、177″、188″、200″等，實(shí)現(xiàn)了液壓硫化機(jī)系列化。液壓硫化機(jī)的主要結(jié)構(gòu)有天平式（又稱扁擔(dān)式）、框架式、立柱式等?？梢哉f我國通過對引進(jìn)液壓硫化機(jī)的消化吸收，已基本掌握液壓硫化機(jī)的技術(shù)及原理，具備液壓硫化機(jī)的自主開發(fā)能力，液壓硫化機(jī)進(jìn)入廣泛推廣階段。
1.1益神橡膠機(jī)械有限公司的液壓硫化機(jī)
框架式液壓硫化機(jī)主要采用左右雙模單獨(dú)控制，其抓胎手、卸胎機(jī)械手、后充氣及管道系統(tǒng)均左右可單獨(dú)控制，整機(jī)采用單邊四拉桿、四加壓油缸下加壓結(jié)構(gòu)形成一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)來提供合模力?？刹捎脙蛇呉黄鹆蚧刂苹騼蛇厗为?dú)硫化控制，主要適用于小批量多規(guī)格輪胎的生產(chǎn)。
該兩種結(jié)構(gòu)的液壓硫化機(jī)，其中心機(jī)構(gòu)的定型高度、模具高度以及合模力的變更均可在控制面板上快速設(shè)定，模具采用快速更換結(jié)構(gòu)等。操作簡單方便，自動化程度高。
1.2桂林橡膠機(jī)械廠的液壓硫化機(jī)
桂林橡膠機(jī)械系國內(nèi)首家將液壓硫化機(jī)產(chǎn)業(yè)化的老牌硫化機(jī)生產(chǎn)廠家，目前液壓硫化機(jī)已實(shí)現(xiàn)42″到200″的系列化。其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要分天平式及框架式兩種，大規(guī)格如200″則采用單?？蚣苁浇Y(jié)構(gòu)，如圖2所示。
天平式液壓硫化機(jī)結(jié)構(gòu)與日本三菱結(jié)構(gòu)類似，采用雙模同時控制，由兩模中間的油缸來控制主機(jī)開合模，單邊采用三拉桿、三加壓油缸下加壓結(jié)構(gòu)形成一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)來提供合模力。后充氣采用四點(diǎn)式雙工位下翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，并單獨(dú)配套后充氣卸胎機(jī)械手進(jìn)行卸胎，采用氣液增加技術(shù)來提供合模力所需的油壓。
框架式液壓硫化機(jī)結(jié)構(gòu)與日本三菱結(jié)構(gòu)類似，采用左右雙模單獨(dú)控制，后充氣采用兩側(cè)一起控制，整機(jī)利用整體框架，單邊采用一個大加壓油缸上加壓。主要采用一個單獨(dú)的高壓泵提供實(shí)際合模力所需的油壓。整體結(jié)構(gòu)緊湊，占地空間小。
1.3青島軟控的液壓硫化機(jī)
青島軟控為近年來新進(jìn)入液壓硫化機(jī)生產(chǎn)廠家行業(yè)的新企業(yè)，其生產(chǎn)的液壓硫化機(jī)結(jié)構(gòu)為中間立柱式，如圖3所示。
整機(jī)結(jié)構(gòu)采用兩側(cè)模具一起控制，中間立柱導(dǎo)向裝置與合模力受力裝置分離，采用錯齒鎖環(huán)機(jī)構(gòu)保證合模力的產(chǎn)生及均一性。整體結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，硫化輔助時間短，生產(chǎn)效率較高。
1.4其它廠家的液壓硫化機(jī)
目前，國內(nèi)能夠生產(chǎn)液壓式硫化機(jī)的其它企業(yè)主要有巨輪股份、華工百川，青島雙星、華橡自控等。其中巨輪股份擴(kuò)張最快，其主打產(chǎn)品48″液壓硫化機(jī)，也采用框架式結(jié)構(gòu)，與日本三菱結(jié)構(gòu)類似，產(chǎn)品供不應(yīng)求。
國內(nèi)其它廠家生產(chǎn)的液壓硫化機(jī)大體結(jié)構(gòu)基本上差不多，具體見圖4。
2、發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題及對策
2.1提升自動化程度的需求
要求自動化程度高，操作更簡單，調(diào)整更快捷，維護(hù)更方便。目前，主要通過以下手段來滿足客戶新的要求。
⑴在主機(jī)開合模、中心機(jī)構(gòu)上環(huán)、機(jī)械手以及卸胎機(jī)械手升降動作及位置采用線性位移傳感器或旋轉(zhuǎn)編碼器來檢測和控制，客戶可通過觸摸屏根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行數(shù)字化設(shè)定或變更。
⑵輪胎硫化時所需的合模力采用電液比例閥調(diào)整油壓壓力來控制的，通過相關(guān)放大器與主機(jī)相連，其操作控制可通過觸摸屏進(jìn)行直觀的數(shù)字，精確設(shè)定或調(diào)整合模力。
⑶輪胎的一次及二次定型采用平衡閥+電器轉(zhuǎn)換器來控制，工藝員可在觸摸屏直接、快速設(shè)置或更改定型壓力。另外，程序中可根據(jù)要求設(shè)置更換新膠囊時，自動增加新膠囊補(bǔ)償壓力，而不需人工調(diào)整。
另外，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時，為了幫助維修工判斷，在程序中設(shè)置了相關(guān)比較常見的故障信息，可以很方便地查閱。在一定程度上減少了問題的處理時間。
2.2采用群控制技術(shù)的需求
要求硫化機(jī)具有以太網(wǎng)接口，輪胎廠可在適當(dāng)時候采用群控制技術(shù)進(jìn)行控制。控制系統(tǒng)是輪胎硫化機(jī)的重要組成部份，近年來，隨著國外輪胎廠家對硫化機(jī)控制技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，硫化機(jī)群控技術(shù)越來越成熟。由于群控技術(shù)利用上位機(jī)，通過以太網(wǎng)與各單臺硫化機(jī)聯(lián)接起來，通過各硫化機(jī)上的感應(yīng)及控制元件，可對各硫化機(jī)的歷史參數(shù)查詢、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、工藝儲存或合理、PLC-I/O監(jiān)控等功能進(jìn)行更加系統(tǒng)的管理，每臺上位機(jī)可以實(shí)時監(jiān)控多達(dá)32臺硫化機(jī)。在一定程度上提高硫化機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性及自動化程度，提高了控制精度，減少了操作員，降低了維護(hù)費(fèi)用。同時，系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)可方便地傳送到分廠或公司其他管理網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源網(wǎng)絡(luò)共享形成管控一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高全廠的科學(xué)管理水平。
目前，部分國內(nèi)廠家也對硫化機(jī)的群控技術(shù)進(jìn)行了前期的技術(shù)研究及嘗試，尚處在起步階斷?？梢灶A(yù)見，在未來較長一段時間，越來越多的輪胎廠家將在硫化機(jī)的控制上逐步采用群控技術(shù)。
2.3 提高整機(jī)運(yùn)行效率，節(jié)能減耗的需求
如何提高整機(jī)運(yùn)行效率，可從以下三個方面著手解決：
⑴對設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，減少客戶更換模具，變換硫化輪胎規(guī)格需時間。如活絡(luò)模的更換是客戶比較頭痛的工作，由于活絡(luò)模缸的活塞桿與活塊模一般用6個螺栓連接，且操作空間的十分狹小，非常麻煩。近年來開發(fā)了一種新的快速換模結(jié)構(gòu)，如圖5所示，其采用十字梅花型結(jié)構(gòu)，只需將聯(lián)接盤與活絡(luò)模塊聯(lián)接固定后，將模具調(diào)入設(shè)備，設(shè)備上活塞桿的連接頭伸入聯(lián)接盤的十字槽內(nèi)，用操作桿將連接頭旋轉(zhuǎn)45度即可。使用表明，一個較熟練的操作工配合叉車，只需5～8分鐘，可完成整個換模工作。另外，中心機(jī)構(gòu)的采用快速更換膠囊結(jié)構(gòu)。膠囊可預(yù)先裝好上下夾環(huán)，需更換時，將膠囊頭升至換膠囊位，松開上環(huán)螺栓可將膠囊旋出，然后裝上新膠囊，實(shí)踐表明，操作熟練的工人，只需6～8分鐘即可更換一臺設(shè)備的膠囊。
⑵適當(dāng)提高設(shè)備各部位的動作速度，合理設(shè)定各部位的工作位置，盡量減少設(shè)備的硫化輔助時間。如益神液壓硫化機(jī)主機(jī)開合模使用電液比例閥，采用慢速+中速+高速的模式控制，即節(jié)約時間，又減少沖擊，同時，其最大開模位置設(shè)計(jì)有兩個，當(dāng)客戶在硫化較大規(guī)格輪胎時，采用較高的開模位，而硫化小規(guī)格化輪胎時，采用較低的開模位，可最大限度減少開合模時間。
⑶對硫化動作控制程序進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)備在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試時，可根據(jù)實(shí)際需求，對設(shè)備各動作運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)上的優(yōu)化，例如：將卸胎機(jī)械手停在抓胎轉(zhuǎn)進(jìn)位置，當(dāng)開模到位后可以立即轉(zhuǎn)入進(jìn)行抓胎動作。將機(jī)械手抓住生胎后停在轉(zhuǎn)入放胎的位置，當(dāng)卸胎完畢后可馬上轉(zhuǎn)入進(jìn)行裝胎的工作。通過此類對各動作的聯(lián)接優(yōu)化后，可大大節(jié)省設(shè)備的待機(jī)時間，提高整機(jī)效率。
如何降低單個設(shè)備在硫化過程中的能耗，目前普遍的做法有：
⑴采用氮?dú)饬蚧?，其所用設(shè)備比較簡單，比純熱水硫化要節(jié)約蒸汽、電能，從而比熱水硫化系統(tǒng)更加節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。另外，硫化使用的氮?dú)?，其純度可達(dá)到99.99％，含氧量很低，使膠囊老化基本變成熱老化，延長了膠囊的使用壽命。同時，氮?dú)馐琴Y源廣、制備容易、無污染的氣體,其使用清潔、安全和簡便。而熱水硫化變?yōu)榈獨(dú)饬蚧?，在硫化機(jī)上僅需將對應(yīng)硫化管路改造成適合氮?dú)饬蚧?，同時變更對應(yīng)的硫化工藝，故在近年內(nèi)，國內(nèi)輪胎廠已逐步淘汰熱水硫化，轉(zhuǎn)而采用氮?dú)饬蚧?br>
⑵采用新型保溫材料對管路進(jìn)行保溫。近年來，隨著保溫材料技術(shù)的不斷發(fā)展及成熟，新型保溫材料不斷出現(xiàn)，保溫層厚度變得更薄，保溫效果更好。而國內(nèi)輪胎廠對新上項(xiàng)目對管路保溫也提出了更高的要求，對以前忽略的蒸汽閥門、金屬軟管也提出了保溫的要求。新保溫新技術(shù)的出現(xiàn)及實(shí)施減少了單位輪胎的能耗損耗，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。
⑶作為整個液壓硫化機(jī)的動力源液壓站，目前有一拖一、一拖多的形式，根據(jù)近年內(nèi)節(jié)能減耗降噪要求，對主要元器件如油泵、電機(jī)，普遍采用高效節(jié)能減耗、噪音低的產(chǎn)品，并對噪音主要發(fā)生源油泵及電機(jī)采用新的隔間技術(shù)。
由于在整個硫化周期中，液壓動作所占時間不到整個周期的六分之一，而隨著國內(nèi)液壓控制技術(shù)的發(fā)展，液壓站采用最新的節(jié)能技術(shù)，使整個系統(tǒng)壓力、流量可按需匹配輸出，真正實(shí)現(xiàn)低壓大流量、高壓小流量、無極調(diào)速、無極調(diào)壓，油泵空轉(zhuǎn)的時候沒有輸出。同時，電機(jī)負(fù)載和油溫都比開關(guān)式系統(tǒng)低很多，可對硫化機(jī)在整個硫化周期性中的所有工況、動作實(shí)現(xiàn)壓力、流量按需匹配控制，整個系統(tǒng)動作運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小，噪音低，可靠性高，自動化程度高，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面控制，從而也達(dá)到高效、節(jié)能目的。該系統(tǒng)還采用了旁路精細(xì)過濾，一是保護(hù)油泵，二是提高液壓油使用周期，降低維護(hù)成本。
近來，部分廠家還提出了采用伺服系統(tǒng)驅(qū)動的液壓站方案設(shè)計(jì)，相對采用比例泵的液壓站而言，采用伺服系統(tǒng)，其壓力和流量控制更加精準(zhǔn)，變換響應(yīng)更加快速，發(fā)熱低，冷卻水使用少，噪音低，使用成本低。但造價較高，適用對流量需求較小的小規(guī)格硫化機(jī)。
2.4液壓油泄漏及乳化問題
液壓硫化機(jī)經(jīng)常工作在潮濕、塵埃、高溫以及一定腐蝕的環(huán)境中，要求其液壓系統(tǒng)能夠長期可靠地工作。而液壓系統(tǒng)泄漏及乳化則會影響到整個系統(tǒng)工作的安全性及可靠性，造成油液浪費(fèi)、污染周圍環(huán)境、增加機(jī)器的停工時間、降低生產(chǎn)率、增加生產(chǎn)成本及造成產(chǎn)品污損或報廢，因此，我們必須對液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏及乳化的應(yīng)對措施加以控制。
2.4.1液壓油泄漏問題
液壓系統(tǒng)的泄漏部位主要分為內(nèi)泄漏和外泄漏。內(nèi)泄漏主要指油液在液壓元件中從高壓腔流向低壓腔時泄漏；外泄漏主要指油液向液壓元件的外面滲漏，具體表現(xiàn)為管路連接焊接處、管接頭、密封件、元件接合面及殼體等。液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏一般都是在使用一段時間后產(chǎn)生。主要原因有：油液遭到污染、密封件損壞或失效、元件結(jié)合面設(shè)計(jì)或加工不合理管接頭松動、殼體的泄漏等。
對油液泄漏的防治措施主要有：防止油液污染，所有液壓管路必需清洗干凈并按規(guī)定進(jìn)行酸洗和油液循環(huán)。對液壓管接頭連接部位，要正確裝配密封圈，同時，盡量減少導(dǎo)致動密封件的磨損、老化的因素，如油溫過高，所選密封圈材質(zhì)不當(dāng)?shù)取?br>
合理設(shè)計(jì)和加工密封溝槽，重視修理裝配工藝，減少液壓管路沖擊和振動，合理設(shè)計(jì)安裝板等
2.4.2液壓油乳化及更換問題
液壓系統(tǒng)在使用一段時間后，其液壓油中慢慢混入水蒸汽而乳化，液壓油是否已“乳化”，通常的直觀判斷有以下兩種方法。
⑴根據(jù)油泵油液鑒別。從油泵中取出少許被測油液，若發(fā)現(xiàn)其已呈乳白色混濁狀（有時像淡黃色的牛奶），且用燃燒法鑒別時，發(fā)現(xiàn)其含大量水分，用手感覺已失去粘性，則說明該油液已徹底乳化變質(zhì)，不宜再用。
⑵根據(jù)油箱油液鑒別。從油箱中取出少許被測油液，用濾紙過濾，若濾紙上存留有黑色殘?jiān)?，且有一股刺鼻異味，則說明該油液已氧化變質(zhì)，也可直接從油箱底部取出部分沉淀油泥，若發(fā)現(xiàn)其中有許多瀝青和膠質(zhì)沉淀，將其放在手指上捻捏，若感覺到膠質(zhì)多，粘附性強(qiáng)，則說明該油已氧化變質(zhì)。
液壓硫化機(jī)的工作環(huán)境比較惡劣，液壓油乳化后，不僅影響設(shè)備的正常工作，而且會損壞液壓系統(tǒng)零部件。當(dāng)輪胎廠在對液壓油進(jìn)行更換的時候，一般都是采用直接更換新的液壓油，值得提醒的是：在新油直接加入以后，整個硫化管路中的舊油是沒法更換的，一旦開動設(shè)備，舊油就會混入新油中，污染新油，變相降低了液壓油的使用壽命。
由此可見，定期對液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)中的液壓油進(jìn)行過濾維護(hù)是當(dāng)前一個比較穩(wěn)妥的辦法，不但可以節(jié)約液壓油的換油成本，還會使液壓系統(tǒng)整個處于良好的潔凈環(huán)境下。建議定期使用有高精度濾油機(jī)在線運(yùn)行或毎隔半年就對油液進(jìn)行一次循環(huán)處理，使液壓油一直保證清潔度，延長液壓油的使用壽命。
2.5設(shè)備操作及維護(hù)人員的培訓(xùn)需求
隨著國內(nèi)越來越多的輪胎廠家已經(jīng)使用或準(zhǔn)備使用液壓硫化機(jī)，部分輪胎廠家由于以前對液壓硫化了解不多，其員工對液壓硫化機(jī)的相關(guān)操作、使用及維護(hù)均不太子解，需對其相關(guān)操作人員進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)。目前，主要采取的方法有：⑴客戶按協(xié)議要求派遣2～3人到硫化機(jī)生產(chǎn)廠家，現(xiàn)場觀摩安裝及裝配，并接受相關(guān)的液壓技術(shù)培訓(xùn)；⑵在硫化機(jī)到達(dá)輪胎廠后進(jìn)行安裝及調(diào)試時，輪胎廠派相關(guān)人員參與安裝及調(diào)試，并接受相關(guān)操作進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)。另在硫化機(jī)說明書內(nèi)作出詳細(xì)的操作說明及注意事項(xiàng)，以供輪胎廠培訓(xùn)及學(xué)習(xí)用。
3、結(jié)論
液壓硫化機(jī)作為一種新技術(shù)，近年來經(jīng)過不斷改進(jìn)提高，其技術(shù)已成熟并廣泛運(yùn)用于輪胎硫化中，今后其發(fā)展方向主要為降低設(shè)備的維護(hù)成本及使用能耗，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，高度自動化控制。隨著我國高等級子午胎增長，液壓硫化機(jī)進(jìn)一步看好，在今后相當(dāng)一段時間內(nèi)，液壓硫化機(jī)將成為輪胎廠硫化輪胎的設(shè)備首選。
改革開放以來，通過與國外相關(guān)廠家進(jìn)行技術(shù)引進(jìn)和合作，經(jīng)過幾十多年消化吸收，我國液壓硫化機(jī)取得了長足的進(jìn)步。尤其是近年來，通過與世界輪胎巨頭如法國米其林公司、美國固特異公司、日本的住友、普利司通公司等的合作與交流，我國液壓硫化機(jī)在精度與功能上有了一個質(zhì)的飛躍，但在整個設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性方面仍有差距，部分關(guān)鍵性部件如液壓閥塊、液壓接頭等仍需進(jìn)口。
因此，我們應(yīng)該正視差距，加倍努力，在吸收世界先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。我們有決心，有信心，中國液壓硫化機(jī)一定能夠躋身世界先進(jìn)行列。
隨著我國汽車工業(yè)和輪胎工業(yè)近十幾年來的快速發(fā)展，國內(nèi)輪胎企業(yè)對輪胎的均勻性提出了越來越高的要求，輪胎硫化是輪胎制造的最后一道工序，液壓硫化機(jī)由于較徹底的解決了機(jī)械式硫化機(jī)合模力不均，很難保證輪胎的均勻性的弱點(diǎn)，具有生胎對中性好，合模平行精度高，運(yùn)動快速平穩(wěn)，控制系統(tǒng)先進(jìn)，設(shè)備利用高等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)高等級子午線輪胎較機(jī)械式硫化機(jī)具有更大的優(yōu)勢，因此國內(nèi)外輪胎廠家生產(chǎn)高等級子午線輪胎時普遍采用液壓硫化機(jī)，其使用比例也越來越高。
1、發(fā)展現(xiàn)狀
我國液壓硫化機(jī)從“十五”前試制、小批量過渡到目前產(chǎn)業(yè)化階段，現(xiàn)已呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢。目前，國內(nèi)液壓硫化機(jī)的主要生產(chǎn)廠家有益神橡膠機(jī)械有限公司、桂林橡膠機(jī)械廠、青島軟控、廣東巨輪、華橡自控等二十余家，生產(chǎn)能力在2000臺以上。其主要型號涵蓋42″、45″、47″、48″、51″、52″、55″、58″、63.5″、65.5″、67″、70″、177″、188″、200″等，實(shí)現(xiàn)了液壓硫化機(jī)系列化。液壓硫化機(jī)的主要結(jié)構(gòu)有天平式（又稱扁擔(dān)式）、框架式、立柱式等?？梢哉f我國通過對引進(jìn)液壓硫化機(jī)的消化吸收，已基本掌握液壓硫化機(jī)的技術(shù)及原理，具備液壓硫化機(jī)的自主開發(fā)能力，液壓硫化機(jī)進(jìn)入廣泛推廣階段。
1.1益神橡膠機(jī)械有限公司的液壓硫化機(jī)
益神公司系益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司與日本神戶制鋼所、神鋼商事株式會社于1995年合資創(chuàng)辦，于2005年引進(jìn)神戶制鋼液壓硫化機(jī)技術(shù)并開始生產(chǎn)液壓硫化機(jī)，其產(chǎn)品具備優(yōu)越的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的輪胎質(zhì)量。目前，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要分為天平式和框架式兩種，如圖1所示。天平式液壓硫化機(jī)主要采用雙模同時進(jìn)行控制，由兩模中間的油缸來控制主機(jī)開合模，單邊采用三拉桿、四加壓油缸下加壓結(jié)構(gòu)形成一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)來提供合模力。后充氣采用四點(diǎn)式雙工位上翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，整體對中性好。該結(jié)構(gòu)主要適用于少品種大批量輪胎的生產(chǎn)。
框架式液壓硫化機(jī)主要采用左右雙模單獨(dú)控制，其抓胎手、卸胎機(jī)械手、后充氣及管道系統(tǒng)均左右可單獨(dú)控制，整機(jī)采用單邊四拉桿、四加壓油缸下加壓結(jié)構(gòu)形成一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)來提供合模力?？刹捎脙蛇呉黄鹆蚧刂苹騼蛇厗为?dú)硫化控制，主要適用于小批量多規(guī)格輪胎的生產(chǎn)。
該兩種結(jié)構(gòu)的液壓硫化機(jī)，其中心機(jī)構(gòu)的定型高度、模具高度以及合模力的變更均可在控制面板上快速設(shè)定，模具采用快速更換結(jié)構(gòu)等。操作簡單方便，自動化程度高。
1.2桂林橡膠機(jī)械廠的液壓硫化機(jī)
桂林橡膠機(jī)械系國內(nèi)首家將液壓硫化機(jī)產(chǎn)業(yè)化的老牌硫化機(jī)生產(chǎn)廠家，目前液壓硫化機(jī)已實(shí)現(xiàn)42″到200″的系列化。其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要分天平式及框架式兩種，大規(guī)格如200″則采用單?？蚣苁浇Y(jié)構(gòu)，如圖2所示。
框架式液壓硫化機(jī)結(jié)構(gòu)與日本三菱結(jié)構(gòu)類似，采用左右雙模單獨(dú)控制，后充氣采用兩側(cè)一起控制，整機(jī)利用整體框架，單邊采用一個大加壓油缸上加壓。主要采用一個單獨(dú)的高壓泵提供實(shí)際合模力所需的油壓。整體結(jié)構(gòu)緊湊，占地空間小。
1.3青島軟控的液壓硫化機(jī)
青島軟控為近年來新進(jìn)入液壓硫化機(jī)生產(chǎn)廠家行業(yè)的新企業(yè)，其生產(chǎn)的液壓硫化機(jī)結(jié)構(gòu)為中間立柱式，如圖3所示。
1.4其它廠家的液壓硫化機(jī)
目前，國內(nèi)能夠生產(chǎn)液壓式硫化機(jī)的其它企業(yè)主要有巨輪股份、華工百川，青島雙星、華橡自控等。其中巨輪股份擴(kuò)張最快，其主打產(chǎn)品48″液壓硫化機(jī)，也采用框架式結(jié)構(gòu)，與日本三菱結(jié)構(gòu)類似，產(chǎn)品供不應(yīng)求。
國內(nèi)其它廠家生產(chǎn)的液壓硫化機(jī)大體結(jié)構(gòu)基本上差不多，具體見圖4。
2.1提升自動化程度的需求
要求自動化程度高，操作更簡單，調(diào)整更快捷，維護(hù)更方便。目前，主要通過以下手段來滿足客戶新的要求。
⑴在主機(jī)開合模、中心機(jī)構(gòu)上環(huán)、機(jī)械手以及卸胎機(jī)械手升降動作及位置采用線性位移傳感器或旋轉(zhuǎn)編碼器來檢測和控制，客戶可通過觸摸屏根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行數(shù)字化設(shè)定或變更。
⑵輪胎硫化時所需的合模力采用電液比例閥調(diào)整油壓壓力來控制的，通過相關(guān)放大器與主機(jī)相連，其操作控制可通過觸摸屏進(jìn)行直觀的數(shù)字，精確設(shè)定或調(diào)整合模力。
⑶輪胎的一次及二次定型采用平衡閥+電器轉(zhuǎn)換器來控制，工藝員可在觸摸屏直接、快速設(shè)置或更改定型壓力。另外，程序中可根據(jù)要求設(shè)置更換新膠囊時，自動增加新膠囊補(bǔ)償壓力，而不需人工調(diào)整。
另外，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時，為了幫助維修工判斷，在程序中設(shè)置了相關(guān)比較常見的故障信息，可以很方便地查閱。在一定程度上減少了問題的處理時間。
2.2采用群控制技術(shù)的需求
要求硫化機(jī)具有以太網(wǎng)接口，輪胎廠可在適當(dāng)時候采用群控制技術(shù)進(jìn)行控制。控制系統(tǒng)是輪胎硫化機(jī)的重要組成部份，近年來，隨著國外輪胎廠家對硫化機(jī)控制技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，硫化機(jī)群控技術(shù)越來越成熟。由于群控技術(shù)利用上位機(jī)，通過以太網(wǎng)與各單臺硫化機(jī)聯(lián)接起來，通過各硫化機(jī)上的感應(yīng)及控制元件，可對各硫化機(jī)的歷史參數(shù)查詢、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、工藝儲存或合理、PLC-I/O監(jiān)控等功能進(jìn)行更加系統(tǒng)的管理，每臺上位機(jī)可以實(shí)時監(jiān)控多達(dá)32臺硫化機(jī)。在一定程度上提高硫化機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性及自動化程度，提高了控制精度，減少了操作員，降低了維護(hù)費(fèi)用。同時，系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)可方便地傳送到分廠或公司其他管理網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源網(wǎng)絡(luò)共享形成管控一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高全廠的科學(xué)管理水平。
目前，部分國內(nèi)廠家也對硫化機(jī)的群控技術(shù)進(jìn)行了前期的技術(shù)研究及嘗試，尚處在起步階斷?？梢灶A(yù)見，在未來較長一段時間，越來越多的輪胎廠家將在硫化機(jī)的控制上逐步采用群控技術(shù)。
2.3 提高整機(jī)運(yùn)行效率，節(jié)能減耗的需求
如何提高整機(jī)運(yùn)行效率，可從以下三個方面著手解決：
⑴對設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，減少客戶更換模具，變換硫化輪胎規(guī)格需時間。如活絡(luò)模的更換是客戶比較頭痛的工作，由于活絡(luò)模缸的活塞桿與活塊模一般用6個螺栓連接，且操作空間的十分狹小，非常麻煩。近年來開發(fā)了一種新的快速換模結(jié)構(gòu)，如圖5所示，其采用十字梅花型結(jié)構(gòu)，只需將聯(lián)接盤與活絡(luò)模塊聯(lián)接固定后，將模具調(diào)入設(shè)備，設(shè)備上活塞桿的連接頭伸入聯(lián)接盤的十字槽內(nèi)，用操作桿將連接頭旋轉(zhuǎn)45度即可。使用表明，一個較熟練的操作工配合叉車，只需5～8分鐘，可完成整個換模工作。另外，中心機(jī)構(gòu)的采用快速更換膠囊結(jié)構(gòu)。膠囊可預(yù)先裝好上下夾環(huán)，需更換時，將膠囊頭升至換膠囊位，松開上環(huán)螺栓可將膠囊旋出，然后裝上新膠囊，實(shí)踐表明，操作熟練的工人，只需6～8分鐘即可更換一臺設(shè)備的膠囊。
⑵適當(dāng)提高設(shè)備各部位的動作速度，合理設(shè)定各部位的工作位置，盡量減少設(shè)備的硫化輔助時間。如益神液壓硫化機(jī)主機(jī)開合模使用電液比例閥，采用慢速+中速+高速的模式控制，即節(jié)約時間，又減少沖擊，同時，其最大開模位置設(shè)計(jì)有兩個，當(dāng)客戶在硫化較大規(guī)格輪胎時，采用較高的開模位，而硫化小規(guī)格化輪胎時，采用較低的開模位，可最大限度減少開合模時間。
⑶對硫化動作控制程序進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)備在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試時，可根據(jù)實(shí)際需求，對設(shè)備各動作運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)上的優(yōu)化，例如：將卸胎機(jī)械手停在抓胎轉(zhuǎn)進(jìn)位置，當(dāng)開模到位后可以立即轉(zhuǎn)入進(jìn)行抓胎動作。將機(jī)械手抓住生胎后停在轉(zhuǎn)入放胎的位置，當(dāng)卸胎完畢后可馬上轉(zhuǎn)入進(jìn)行裝胎的工作。通過此類對各動作的聯(lián)接優(yōu)化后，可大大節(jié)省設(shè)備的待機(jī)時間，提高整機(jī)效率。
如何降低單個設(shè)備在硫化過程中的能耗，目前普遍的做法有：
⑴采用氮?dú)饬蚧?，其所用設(shè)備比較簡單，比純熱水硫化要節(jié)約蒸汽、電能，從而比熱水硫化系統(tǒng)更加節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。另外，硫化使用的氮?dú)?，其純度可達(dá)到99.99％，含氧量很低，使膠囊老化基本變成熱老化，延長了膠囊的使用壽命。同時，氮?dú)馐琴Y源廣、制備容易、無污染的氣體,其使用清潔、安全和簡便。而熱水硫化變?yōu)榈獨(dú)饬蚧?，在硫化機(jī)上僅需將對應(yīng)硫化管路改造成適合氮?dú)饬蚧?，同時變更對應(yīng)的硫化工藝，故在近年內(nèi)，國內(nèi)輪胎廠已逐步淘汰熱水硫化，轉(zhuǎn)而采用氮?dú)饬蚧?br>
⑵采用新型保溫材料對管路進(jìn)行保溫。近年來，隨著保溫材料技術(shù)的不斷發(fā)展及成熟，新型保溫材料不斷出現(xiàn)，保溫層厚度變得更薄，保溫效果更好。而國內(nèi)輪胎廠對新上項(xiàng)目對管路保溫也提出了更高的要求，對以前忽略的蒸汽閥門、金屬軟管也提出了保溫的要求。新保溫新技術(shù)的出現(xiàn)及實(shí)施減少了單位輪胎的能耗損耗，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。
⑶作為整個液壓硫化機(jī)的動力源液壓站，目前有一拖一、一拖多的形式，根據(jù)近年內(nèi)節(jié)能減耗降噪要求，對主要元器件如油泵、電機(jī)，普遍采用高效節(jié)能減耗、噪音低的產(chǎn)品，并對噪音主要發(fā)生源油泵及電機(jī)采用新的隔間技術(shù)。
由于在整個硫化周期中，液壓動作所占時間不到整個周期的六分之一，而隨著國內(nèi)液壓控制技術(shù)的發(fā)展，液壓站采用最新的節(jié)能技術(shù)，使整個系統(tǒng)壓力、流量可按需匹配輸出，真正實(shí)現(xiàn)低壓大流量、高壓小流量、無極調(diào)速、無極調(diào)壓，油泵空轉(zhuǎn)的時候沒有輸出。同時，電機(jī)負(fù)載和油溫都比開關(guān)式系統(tǒng)低很多，可對硫化機(jī)在整個硫化周期性中的所有工況、動作實(shí)現(xiàn)壓力、流量按需匹配控制，整個系統(tǒng)動作運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小，噪音低，可靠性高，自動化程度高，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面控制，從而也達(dá)到高效、節(jié)能目的。該系統(tǒng)還采用了旁路精細(xì)過濾，一是保護(hù)油泵，二是提高液壓油使用周期，降低維護(hù)成本。
近來，部分廠家還提出了采用伺服系統(tǒng)驅(qū)動的液壓站方案設(shè)計(jì)，相對采用比例泵的液壓站而言，采用伺服系統(tǒng)，其壓力和流量控制更加精準(zhǔn)，變換響應(yīng)更加快速，發(fā)熱低，冷卻水使用少，噪音低，使用成本低。但造價較高，適用對流量需求較小的小規(guī)格硫化機(jī)。
2.4液壓油泄漏及乳化問題
液壓硫化機(jī)經(jīng)常工作在潮濕、塵埃、高溫以及一定腐蝕的環(huán)境中，要求其液壓系統(tǒng)能夠長期可靠地工作。而液壓系統(tǒng)泄漏及乳化則會影響到整個系統(tǒng)工作的安全性及可靠性，造成油液浪費(fèi)、污染周圍環(huán)境、增加機(jī)器的停工時間、降低生產(chǎn)率、增加生產(chǎn)成本及造成產(chǎn)品污損或報廢，因此，我們必須對液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏及乳化的應(yīng)對措施加以控制。
2.4.1液壓油泄漏問題
液壓系統(tǒng)的泄漏部位主要分為內(nèi)泄漏和外泄漏。內(nèi)泄漏主要指油液在液壓元件中從高壓腔流向低壓腔時泄漏；外泄漏主要指油液向液壓元件的外面滲漏，具體表現(xiàn)為管路連接焊接處、管接頭、密封件、元件接合面及殼體等。液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏一般都是在使用一段時間后產(chǎn)生。主要原因有：油液遭到污染、密封件損壞或失效、元件結(jié)合面設(shè)計(jì)或加工不合理管接頭松動、殼體的泄漏等。
對油液泄漏的防治措施主要有：防止油液污染，所有液壓管路必需清洗干凈并按規(guī)定進(jìn)行酸洗和油液循環(huán)。對液壓管接頭連接部位，要正確裝配密封圈，同時，盡量減少導(dǎo)致動密封件的磨損、老化的因素，如油溫過高，所選密封圈材質(zhì)不當(dāng)?shù)取?br>
合理設(shè)計(jì)和加工密封溝槽，重視修理裝配工藝，減少液壓管路沖擊和振動，合理設(shè)計(jì)安裝板等
2.4.2液壓油乳化及更換問題
液壓系統(tǒng)在使用一段時間后，其液壓油中慢慢混入水蒸汽而乳化，液壓油是否已“乳化”，通常的直觀判斷有以下兩種方法。
⑴根據(jù)油泵油液鑒別。從油泵中取出少許被測油液，若發(fā)現(xiàn)其已呈乳白色混濁狀（有時像淡黃色的牛奶），且用燃燒法鑒別時，發(fā)現(xiàn)其含大量水分，用手感覺已失去粘性，則說明該油液已徹底乳化變質(zhì)，不宜再用。
⑵根據(jù)油箱油液鑒別。從油箱中取出少許被測油液，用濾紙過濾，若濾紙上存留有黑色殘?jiān)?，且有一股刺鼻異味，則說明該油液已氧化變質(zhì)，也可直接從油箱底部取出部分沉淀油泥，若發(fā)現(xiàn)其中有許多瀝青和膠質(zhì)沉淀，將其放在手指上捻捏，若感覺到膠質(zhì)多，粘附性強(qiáng)，則說明該油已氧化變質(zhì)。
液壓硫化機(jī)的工作環(huán)境比較惡劣，液壓油乳化后，不僅影響設(shè)備的正常工作，而且會損壞液壓系統(tǒng)零部件。當(dāng)輪胎廠在對液壓油進(jìn)行更換的時候，一般都是采用直接更換新的液壓油，值得提醒的是：在新油直接加入以后，整個硫化管路中的舊油是沒法更換的，一旦開動設(shè)備，舊油就會混入新油中，污染新油，變相降低了液壓油的使用壽命。
由此可見，定期對液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)中的液壓油進(jìn)行過濾維護(hù)是當(dāng)前一個比較穩(wěn)妥的辦法，不但可以節(jié)約液壓油的換油成本，還會使液壓系統(tǒng)整個處于良好的潔凈環(huán)境下。建議定期使用有高精度濾油機(jī)在線運(yùn)行或毎隔半年就對油液進(jìn)行一次循環(huán)處理，使液壓油一直保證清潔度，延長液壓油的使用壽命。
2.5設(shè)備操作及維護(hù)人員的培訓(xùn)需求
隨著國內(nèi)越來越多的輪胎廠家已經(jīng)使用或準(zhǔn)備使用液壓硫化機(jī)，部分輪胎廠家由于以前對液壓硫化了解不多，其員工對液壓硫化機(jī)的相關(guān)操作、使用及維護(hù)均不太子解，需對其相關(guān)操作人員進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)。目前，主要采取的方法有：⑴客戶按協(xié)議要求派遣2～3人到硫化機(jī)生產(chǎn)廠家，現(xiàn)場觀摩安裝及裝配，并接受相關(guān)的液壓技術(shù)培訓(xùn)；⑵在硫化機(jī)到達(dá)輪胎廠后進(jìn)行安裝及調(diào)試時，輪胎廠派相關(guān)人員參與安裝及調(diào)試，并接受相關(guān)操作進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)。另在硫化機(jī)說明書內(nèi)作出詳細(xì)的操作說明及注意事項(xiàng)，以供輪胎廠培訓(xùn)及學(xué)習(xí)用。
3、結(jié)論
液壓硫化機(jī)作為一種新技術(shù)，近年來經(jīng)過不斷改進(jìn)提高，其技術(shù)已成熟并廣泛運(yùn)用于輪胎硫化中，今后其發(fā)展方向主要為降低設(shè)備的維護(hù)成本及使用能耗，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，高度自動化控制。隨著我國高等級子午胎增長，液壓硫化機(jī)進(jìn)一步看好，在今后相當(dāng)一段時間內(nèi)，液壓硫化機(jī)將成為輪胎廠硫化輪胎的設(shè)備首選。
改革開放以來，通過與國外相關(guān)廠家進(jìn)行技術(shù)引進(jìn)和合作，經(jīng)過幾十多年消化吸收，我國液壓硫化機(jī)取得了長足的進(jìn)步。尤其是近年來，通過與世界輪胎巨頭如法國米其林公司、美國固特異公司、日本的住友、普利司通公司等的合作與交流，我國液壓硫化機(jī)在精度與功能上有了一個質(zhì)的飛躍，但在整個設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性方面仍有差距，部分關(guān)鍵性部件如液壓閥塊、液壓接頭等仍需進(jìn)口。
因此，我們應(yīng)該正視差距，加倍努力，在吸收世界先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。我們有決心，有信心，中國液壓硫化機(jī)一定能夠躋身世界先進(jìn)行列。