董月超，咸曉玲，于春洪

（山東玲瓏機(jī)電有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400）

隨著人們對出行的要求有所提高之后，目前市場上所存留的輪胎已經(jīng)無法滿足人們的需要，不僅需要提高現(xiàn)有輪胎的質(zhì)量，并且對輪胎的需求量也不斷增加，這樣也就帶動了輪胎成型機(jī)的市場競爭。一部好的輪胎成型機(jī)不僅要能夠提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，還要減少單條輪胎的生產(chǎn)時間，這樣商家購進(jìn)輪胎成型機(jī)才會有一定的利潤可圖。高效的制造和生產(chǎn)往往會對其制作過程和生產(chǎn)工藝提出更高的要求，需要提高設(shè)備零件的使用壽命保證高效生產(chǎn)的持續(xù)性，所以在生產(chǎn)期間需要有專人對輪胎成型機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和監(jiān)管，確保輪胎成型機(jī)的正常持續(xù)運作。在養(yǎng)護(hù)時需要注意對設(shè)備進(jìn)行精度、流暢性等性能的檢驗和維護(hù)，保持設(shè)備的運作狀態(tài)[1]。

1 輪胎成型機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

輪胎成型機(jī)的一般結(jié)構(gòu)都是用合金和鋼毛坯作為輪胎成型機(jī)的成型鼓主軸的，再將熱處理和表面處理的結(jié)構(gòu)部件添加上去來增強成型鼓主軸的硬度和耐磨性。在輪胎生產(chǎn)過程中，依據(jù)輪胎生產(chǎn)流水線的設(shè)定，不同性能的輪胎生產(chǎn)所需要的時間不同，其生產(chǎn)流程和制作工藝也有一定區(qū)別，以195/60R15（輪胎斷面寬度195mm，輪胎扁平比為60，適用鋼圈的直徑為16英寸的子午線輪胎）為例，這種輪胎的生產(chǎn)時間大約為47s，而如果要縮短輪胎的生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率，那么輪胎需要持續(xù)通過輪胎成型機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)密封，這樣會導(dǎo)致輪胎成型機(jī)的旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件散熱時間不足，從而影響整個旋轉(zhuǎn)密封流程的進(jìn)行，甚至?xí)喬コ尚蜋C(jī)的主軸產(chǎn)生磨損和破壞。根據(jù)實驗測試，如果進(jìn)行連續(xù)的正常生產(chǎn)，那么旋轉(zhuǎn)密封的構(gòu)件就會因為持續(xù)工作未能及時散熱而導(dǎo)致自身氣塊溫度達(dá)到90℃以上，而在這樣的溫度下進(jìn)行持續(xù)運作會嚴(yán)重影響到輪胎成型機(jī)的正常使用和生產(chǎn)，密封圈和主軸也會因為持續(xù)高溫而產(chǎn)生磨損，最終導(dǎo)致密封失效，無法對輪胎形成完整的密封。旋轉(zhuǎn)密封圈設(shè)備磨損失效后需要進(jìn)行更換才能保證輪胎成型機(jī)的正常運轉(zhuǎn)，但是更換旋轉(zhuǎn)密封圈所需要的時間和人力都較多，導(dǎo)致無法第一時間繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，并且由于輪胎成型機(jī)的主軸也存在磨損，所以即使更換了密封圈也可能會因為主軸磨損導(dǎo)致無法對輪胎進(jìn)行密封，這樣就需要更換輪胎成型機(jī)的主軸，提高了維護(hù)成本。所以我們?yōu)榱吮ＷC輪胎成型機(jī)的使用壽命和輪胎密封質(zhì)量，進(jìn)行了大量的實驗和測試，最終得到最適合適用結(jié)構(gòu)和材料。我們首先對主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)質(zhì)測試和處理，并且氮化了密封圈的外圓，以此來增強主軸和密封圈的硬度和耐磨損性，此次測試一共進(jìn)行了三組，這三組試驗組的試驗環(huán)境同為通氣保壓，再給三組試驗氣塊供入0.5MPa的氣壓源后關(guān)閉氣源，然后在此過程中對密封構(gòu)件進(jìn)行手動旋轉(zhuǎn)，保證旋轉(zhuǎn)時不會有氣體泄露[2]。

試驗：輪胎成型機(jī)的唇形密封圈制作采用的是含油石墨，所以在進(jìn)行氣塊連接螺釘?shù)木o固時需要用到扭力扳手，扳手的扭矩應(yīng)為10N·M，確保密封圈不會產(chǎn)生變形影響密封效果。測試過程中，當(dāng)生產(chǎn)流水線正常工作時，貼完層料成型機(jī)的生產(chǎn)系統(tǒng)會出現(xiàn)短暫的停頓，此時需要考慮這種停頓會不會對輪胎成型機(jī)的生產(chǎn)制作進(jìn)行改善，是否能夠減少生產(chǎn)對主軸的磨損，測試中在分氣塊不通氣時，因為密封圈會與主軸產(chǎn)生接觸而出現(xiàn)摩擦，導(dǎo)致主軸有一定程度的磨損，當(dāng)分氣塊上的摩擦扭矩達(dá)到17.96N·M時，在分氣塊中供給0.5MPa的壓力，就會導(dǎo)致分氣塊的摩擦力產(chǎn)生過大的扭矩，此時整個系統(tǒng)需要克服摩擦力做功出現(xiàn)大量的熱，此時測試現(xiàn)場的環(huán)境溫度為30℃，系統(tǒng)在進(jìn)行四個小時的持續(xù)生產(chǎn)工作后其分氣塊的表面溫度達(dá)到了87℃，同條件連續(xù)生產(chǎn)工作8h后溫度高達(dá)95℃。接下來通過第一次的試驗結(jié)果進(jìn)行改善，在第二次測試時改進(jìn)了旋轉(zhuǎn)密封的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了成型鼓機(jī)箱旋轉(zhuǎn)密封裝置，此裝置中的十路分氣塊通過十個螺桿進(jìn)行連接形成一個整體結(jié)構(gòu)，然后依次對分氣塊的靜密封性能進(jìn)行測試。在進(jìn)行安裝時，要注意氣塊的漏氣問題，避免出現(xiàn)氣塊漏氣的現(xiàn)象，否則需要將分氣塊全部拆卸重裝。新型的旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)能夠讓每個分氣塊實現(xiàn)單獨試氣和保壓，這樣能夠很好的提升裝配試氣成功率，通過使用后單獨的螺釘連接實現(xiàn)分氣塊靜密封性能的分組測試，避免了測試結(jié)果出現(xiàn)問題需要全部重新安裝的情況，提高了旋轉(zhuǎn)密封一次裝配、試氣成功的概率。

下面圖1為內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

通過密封環(huán)將兩個相鄰分氣塊進(jìn)行隔離，并且在密封環(huán)上設(shè)置有氣孔來防止分氣塊之間串氣現(xiàn)象的出現(xiàn)，如圖可以看出相鄰分氣塊是用螺釘單獨進(jìn)行連接的，比如在安裝一號氣塊和二號氣塊時就可以先對一號氣塊的靜密封性能進(jìn)行測試，測試結(jié)果符合使用要求時在進(jìn)行下一組氣塊的安裝。在分氣塊中涌入氣源經(jīng)過內(nèi)圈后進(jìn)入主軸，給成型鼓提供空氣，此時唇型密封圈的材質(zhì)比較柔軟，這就決定了在安裝拆卸唇形密封圈時，我們需要更加的仔細(xì)認(rèn)真，否則容易造成唇形密封圈的損壞。在現(xiàn)場的時候客戶更換唇形密封圈時往往都需要重復(fù)幾次才能成功。首先需要將內(nèi)圈內(nèi)表面與主軸外表面涂抹機(jī)床導(dǎo)軌油，再將內(nèi)圈緩慢勻速推進(jìn)主軸。

圖2 模型圖

根據(jù)模型圖可以看出，整個機(jī)器的構(gòu)造極為復(fù)雜，我們應(yīng)掌握它的大概構(gòu)造，方便我們可以學(xué)會使用它的方法，從而生產(chǎn)出很多更好的輪胎。

2 計算

輪胎旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)造中所采用的是旋轉(zhuǎn)密封技術(shù)，它是屬于動密封的一種。旋轉(zhuǎn)式密封圈是指具有雙向密封作用的兩側(cè)旋轉(zhuǎn)或者擺動運動的連接點處，它所存在的液壓轉(zhuǎn)動，在許多工程機(jī)械和汽車器材等領(lǐng)域中也是同樣存在這類的液壓轉(zhuǎn)動，這樣的液壓轉(zhuǎn)動當(dāng)它所承受到的兩側(cè)壓力實際上是雙向相互作用時，其可以通過旋轉(zhuǎn)而形成一個旋轉(zhuǎn)式的密封圈。與其它的密封元件相比較，這樣所制造出來的密封圈比較其它所形成的密封圈結(jié)構(gòu)更為緊湊，能夠廣泛使用于更小型的零部件中，且由于其安裝簡單，降低了其風(fēng)險，可以解決和應(yīng)對不同的密封性問題，如靜態(tài)、動態(tài)、單作用或者雙作用等不同的情況。材料可供選用的范圍廣，適用于連接大多數(shù)的流體;存貨數(shù)量大，規(guī)格齊全，便于進(jìn)行日常維護(hù)及修理。同時，應(yīng)特別注意以下幾點：為了使o形圈能夠很好地起到螺紋旋轉(zhuǎn)式密封技術(shù)的功能，o形圈的安裝也必須滿足其旋轉(zhuǎn)式密封技術(shù)的具體工作原則。旋轉(zhuǎn)式密封圈的工作原理主要是基于螺紋拉伸而產(chǎn)生的彈性密封圈，當(dāng)受熱后就會發(fā)生收縮，也就是我們常說的焦耳效應(yīng)。根據(jù)目前我國一些行業(yè)常規(guī)產(chǎn)品設(shè)計密封技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，o形環(huán)外圈的密封內(nèi)徑一般將略微的小于密封軸徑，由于外部壓力摩擦而及時產(chǎn)生的外部摩擦熱量將很有可能也就會直接使得用于密封的外圈內(nèi)部表層產(chǎn)生較大的壓力收縮，這樣也就可能會直接導(dǎo)致由于使得高速旋轉(zhuǎn)密封軸上的內(nèi)部壓力隨之增加而不能及時形成一層含有潤滑油脂的薄膜，導(dǎo)致內(nèi)部摩擦力就會變得更大，結(jié)果也就是外圈磨損大的程度隨之增加，密封的外圈也就會提前的被丟掉。了解了這些螺旋式封閉密封環(huán)內(nèi)圈軸在工作時的原理后，就已經(jīng)知道可以有效防止這種特殊情況的再發(fā)生，旋轉(zhuǎn)式封閉密封環(huán)內(nèi)圈的軸徑尺寸，氣內(nèi)徑都測量應(yīng)該相對均勻地比所符合要求的封閉密封圈內(nèi)軸徑大百分之二至百分之五，當(dāng)這些密封圈軸被安裝到密封溝槽中時，它們的徑向就會受到外力壓縮，并被進(jìn)入溝槽的惰性氣體用力壓向形成螺旋式封閉密封圈的軸。因此，密封圈一定要注意放置在一個溝槽中使它略顯地小而呈現(xiàn)一個個的波紋狀，這樣我們才能有效幫助保證溝槽的正常潤滑。

3 測試結(jié)果

測試一中的測試流程和測試二的測試流程是不一樣的，每貼完一層物料所需要的時間間隔為2秒，在這個測試中系統(tǒng)的加減速以及它的峰值速度應(yīng)該與現(xiàn)場正常生產(chǎn)時是一樣的，否則就是不標(biāo)準(zhǔn)的。第二次測試設(shè)置了10組分氣塊按照正常的生產(chǎn)流程來進(jìn)行這個測試，在生產(chǎn)了5000條輪胎后，拆下旋轉(zhuǎn)密封圈，然后用千分表測量輪胎的內(nèi)圈，如果輪胎內(nèi)圈的表面上沒有出現(xiàn)任何磨損的痕跡，則就表示旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)沒有遭到破壞，那么就說明在測試階段獲得了大的成功。這時我們再將旋轉(zhuǎn)密封系統(tǒng)安裝在輪胎成型機(jī)上，工作人員持續(xù)追蹤旋轉(zhuǎn)密封系統(tǒng)在輪胎生產(chǎn)時的所發(fā)生的情況，以及觀察記錄系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性是否達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

總而言之，目前我國的輪胎制造業(yè)雖在飛速發(fā)展，但整體來說還處在于國際分工的中低端，還有很多的問題需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，去完善。推動輪胎制造業(yè)發(fā)展的任務(wù)迫在眉睫，技術(shù)創(chuàng)新是不可或缺的。“中國制造 2025”對于我們行業(yè)從業(yè)者來說，既是機(jī)遇更是挑戰(zhàn)。只有勇于抓住機(jī)遇，不懼挑戰(zhàn)，不斷創(chuàng)新，這些行業(yè)才能充滿活力，才能進(jìn)而推動輪胎成型機(jī)技術(shù)的不斷提高，才能創(chuàng)造出更多更好的輪胎，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會穩(wěn)步向前發(fā)展。