ФОРМАТОР-ВУЛКАНИЗАТОР ДИАФРАГМЕННОГО ТИПА ДЛЯ ВУЛКАНИЗАЦИИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН

Полезная модель относится к области производства покрышек пневматических шин и может быть использована для модернизации существующих форматоров-вулканизаторов диафрагменного типа.
Известно устройство для формования и вулканизации покрышек пневматических шин, содержащее пресс, пресс-форму, состоящую из верхней и нижней полуформ, смонтированных, соответственно, вместе с нагревательными плитами на верхней подвижной и нижней неподвижной плитах пресса, радиально подвижных секторов, запорного обогреваемого конуса, а также нижнего и верхнего бортовых колец, эластичную диафрагму с приводом ее управления и узлами зажима ее бортовых колец, привод перемещения верхней полуформы и механизм подпрессовки, причем привод управления эластичной диафрагмой выполнен в виде одного цилиндра, на конце штока которого закреплен узел зажима бортового кольца диафрагмы, а узел зажима нижнего бортового кольца диафрагмы смонтирован под ним с возможностью скольжения по штоку до ограничителя, выполненного на штоке, и жестко связан с силовыми штангами, взаимодействующими с упором, смонтированным на нижней плите пресса [1].
Однако, такое устройство сложно по конструкции и в изготовлении, характеризуется повышенной энергоемкостью из-за необходимости иметь дополнительный привод для подъема нижнего бортового кольца при выгрузке готовой покрышки и загрузки заготовки и ее подформовки. Кроме того, известное устройство характеризуется повышенной металлоемкостью и габаритами.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для формования и вулканизации покрышек пневматических шин, содержащее пресс, пресс-форму, состоящую из нижней и верхней полуформ, смонтированных соответственно вместе с нагревательными плитами на верхней и нижней несущих плитах пресса, радиально подвижных секторов, запорного обогреваемого конуса, нижнего и верхнего бортовых колец, эластичную диафрагму с приводом ее управления и узлами зажима, привод перемещения верхней полуформы и механизм подпрессовки, верхний и нижний узлы зажима бортовых колец диафрагмы выполнены подвижными и имеют раздельные приводы [2].
Недостатком устройства-прототипа является необходимость использования специальных диафрагм, сложная конструкция механизма форматора-вулканизатора, высокие требования к удельной теплоемкости теплоносителя.
Использование диафрагмы в современном производстве связано с тем, что необходимо создать определенное давление с внутренней поверхности шины, при этом придав ей нужную форму и обеспечив необходимую для вулканизации температуру. Чтобы диафрагма выдержала максимальное количество производственных циклов, ее изготавливают из высококачественного натурального каучука и делают толщиной порядка 15 мм. Одна диафрагма рассчитана на изготовление 50-60 шин, после чего ее выбрасывают. Учитывая большую толщину диафрагмы и низкую теплопроводность резины, в качестве подаваемого внутрь диафрагмы теплоносителя приходится использовать перегретую воду, поскольку теплоемкости пара не хватает. Для получения перегретой воды на шинных заводах создаются специальные цеха с необходимым оборудованием и обслуживающим его персоналом. Трудо- и энергозатраты на производство перегретой воды гораздо выше, чем для производства пара.
Для введения диафрагмы внутрь сырой покрышки и последующего ее отсоединения от покрышки после процесса вулканизации в конструкции форматора-вулканизатора предусмотрен специальный механизм.
Задача данной модели - упрощение конструкции форматора-вулканизатора, что влечет за собой сокращение времени и затрат при вулканизации шин.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в форматоре-вулканизаторе диафрагменного типа для вулканизации пневматических шин, содержащем вулканизационный пресс диафрагменного типа, пресс-форму, состоящую из верхней и нижней половин, и диафрагму, удален механизм привода диафрагмы, для сохранения герметичности пресс-формы в верхнюю и нижнюю части форматора-вулканизатора установлены заглушки, предлагаемая диафрагма выполняется из свулканизованной резины толщиной 0,5-2,5 мм, выполняющей роль первого внутреннего слоя, оставленного в покрышке в качестве ее составной части, при этом во внутренней части пресс-формы размещены два регулировочных кольца с зазором между ними 10-20 мм, обеспечивающих подачу теплоносителя непосредственно во внутреннюю полость покрышки под оптимальным давлением.
В предлагаемой полезной модели, ввиду отсутствия используемой в настоящее время диафрагмы, отпадает необходимость использования механизма привода диафрагмы, что упрощает конструкцию форматора-вулканизатора.
На фиг.1 представлена конструкция существующего форматора-вулканизатора. Из механизма форматора-вулканизатора, состоящего из запорного устройства верхнего кольца диафрагмы 2, верхнего зажимного кольца диафрагмы 3, нижнего зажимного кольца диафрагмы 4, штока подъема верхнего кольца диафрагмы 5 и пресс-формы 1, в которую помещается заготовка покрышки 7 и диафрагма 6, согласно нашей модели удаляются элементы привода диафрагмы: запорное устройство верхнего кольца диафрагмы 2, верхнее зажимное кольцо диафрагмы 3, нижнее зажимное кольцо диафрагмы 4, шток подъема верхнего кольца диафрагмы 5.
На фиг.2 представлена конструкция форматора-вулканизатора после подготовки для работы по предлагаемому способу. Для обеспечения герметичности пресс-формы 1 на месте демонтированного механизма устанавливаются (привариваются) заглушка верхней половины пресс-формы 8 и заглушка 9 в гильзе механизма привода диафрагмы. Диафрагма 6 в новом устройстве выполняется в новом качестве. В пресс-форму 1 помещают заготовку покрышки 7 с предварительно собранным первым слоем свулканизованной резины, во внутренней части пресс-формы 1 размещены два регулировочных кольца 10 с зазором между ними.
На фиг.3 представлена конструкция существующего центрального механизма привода диафрагмы форматора-вулканизатора. Основными его деталями являются: 11 - блок цилиндров, 12 - гильза, 13 - поршень, 14 - крышка, 15 - головка телескопов, 16 - грундбукса, 17 - поршень, 18 - грундбукса, 19 - основание, 20 - трубка.
На фиг.4 представлена конструкция центрального механизма привода диафрагмы после модернизации. Из него удалены: поршень 13, поршень 17, трубка 20. Для герметизации механизма после удаления указанных деталей устанавливается (приваривается) под крышкой 14 в гильзе 12 заглушка 9. В основании 19 для перекрытия каналов подачи гидравлики устанавливаются заглушки 21.
После подготовки форматора-вулканизатора соответственно предлагаемой модели, процесс вулканизации осуществляется следующим образом. При сборке невулканизованной шины на сборочном барабане первым (внутренним) слоем собирается уже свулканизованная резина, исполняющая в дальнейшем роль диафрагмы (в процессе вулканизации этот слой сваривается с сырой покрышкой и остается ее составной частью). Далее, в полном соответствии с существующей технологией, сырая заготовка помещается в пресс-форму 1. Пресс-форма 1 закрывается и подается воздух под давлением 3 атм для придания заготовке необходимой формы и обеспечения дальнейшей герметизации. Первоначальная герметизация осуществляется по аналогии с установкой бескамерных шин на обод колеса. Подачей воздуха под давлением борта покрышки раздуваются и «защелкиваются» в соответствующих частях (плечиках) пресс-формы. Для ускорения этого процесса и обеспечения надежности «защелкивания» во внутренней части пресс-формы 1 рекомендуется установить два регулировочных кольца 10 (фиг.2) с зазором между ними 10-20 мм. В этом случае обеспечивается направленное движение воздуха, а повышенное давление создается не в месте входа трубопроводов в пресс-форму, как это происходит в существующей технологии, а непосредственно перед входом во внутреннюю полость покрышки. Далее, при формовке, в качестве теплоносителя подается греющий пар 6 атм, а при вулканизации - вулканизирующий пар 12 атм. По окончанию процесса вулканизации первый слой, исполняющий роль диафрагмы, остается в покрышке в качестве ее составной части.
Поскольку в качестве диафрагмы первому свулканизованному слою покрышки нужно отработать только один производственный цикл, то требования к толщине и качеству резины существенно ниже, чем к ныне используемым диафрагмам. При этом уменьшение толщины по сравнению со штатными диафрагмами снижает потери тепла и сокращает время прогрева изделия, а, соответственно, и время на весь процесс вулканизации.
За счет использования предлагаемой технологии достигаются следующие экономические и технологические эффекты:
1. Отпадает необходимость изготовления/приобретения специальных высококачественных диафрагм. Соответственно, на предприятии исчезает потребность в участке литья диафрагм.
2. Отсутствуют отходы в виде отработавших свой цикл диафрагм.
3. Снижаются требования к теплоносителю, его роль может исполнять пар, нет необходимости производства перегретой воды.
4. Упрощается конструкция центрального механизма форматора-вулканизатора, поскольку нет необходимости специального ввода/вывода диафрагмы. Соответственно, упрощается обслуживание и снижается риск простоя из-за выхода из строя указанного оборудования.
5. Упрощается технологический процесс вулканизации шины: исключаются операции ввода/вывода диафрагмы и покрытия ее специальным раствором, чтобы исключить прилипание.
6. Сокращается время вулканизации шины за счет отсутствия потерь на нагрев самой диафрагмы.
7. Сокращаются расходы на гидравлику вследствие отсутствия центрального механизма привода диафрагмы.
8. Высвобождаются трудовые ресурсы, задействованные на изготовлении высококачественных диафрагм, обслуживании оборудования изготовления перегретой воды, центральных механизмов форматоров-вулканизаторов.
Необходимые для работы по новой технологии изменения в конструкции форматора-вулканизатора не требуют привлечения специализированных организаций и могут быть выполнены двумя работниками предприятия в течение трех-четырех часов. При необходимости возврата к старой технологии потребуется всего полтора-два часа работы.
Изменения в конструкции заключаются в следующем:
1. Извлечение штока в сборе (трубка и соответствующие поршни) центрального механизма привода диафрагмы.
2. Установка обеспечивающих герметичность заглушек в верхней и нижней частях пресс-формы.
3. Установка во внутренней полости пресс-формы двух регулировочных колец с небольшим (10-20 мм) зазором между ними. Источники информации
1. Патент ЕР 976 533, В29С 35/02,
2. Патент №2274546, В29С 35/02, опубл. 2005 г.