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(duì)出行的要求有所提高之后，目前市場(chǎng)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(duì)輪胎的需求量也不斷增加，這樣也就帶動(dòng)了輪胎成型機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。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(shí)間，這樣商家購進(jìn)輪胎成型機(jī)才會(huì)有一定的利潤(rùn)可圖。高效的制造和生產(chǎn)往往會(huì)對(duì)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(duì)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(yùn)作。在養(yǎng)護(hù)時(shí)需要注意對(duì)設(shè)備進(jìn)行精度、流暢性等性能的檢驗(yàn)和維護(hù)，保持設(shè)備的運(yùn)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(qiáng)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(shí)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(shí)間大約為47s，而如果要縮短輪胎的生產(chǎn)時(shí)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(huì)導(dǎo)致輪胎成型機(jī)的旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件散熱時(shí)間不足，從而影響整個(gè)旋轉(zhuǎn)密封流程的進(jìn)行，甚至?xí)?duì)輪胎成型機(jī)的主軸產(chǎn)生磨損和破壞。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(huì)因?yàn)槌掷m(xù)工作未能及時(shí)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(yùn)作會(huì)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(huì)因?yàn)槌掷m(xù)高溫而產(chǎn)生磨損，最終導(dǎo)致密封失效，無法對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)，但是更換旋轉(zhuǎn)密封圈所需要的時(shí)間和人力都較多，導(dǎo)致無法第一時(shí)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(huì)因?yàn)橹鬏S磨損導(dǎo)致無法對(duì)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(shí)驗(yàn)和測(cè)試，最終得到最適合適用結(jié)構(gòu)和材料。我們首先對(duì)主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)質(zhì)測(cè)試和處理，并且氮化了密封圈的外圓，以此來增強(qiáng)主軸和密封圈的硬度和耐磨損性，此次測(cè)試一共進(jìn)行了三組，這三組試驗(yàn)組的試驗(yàn)環(huán)境同為通氣保壓，再給三組試驗(yàn)氣塊供入0.5MPa的氣壓源后關(guān)閉氣源，然后在此過程中對(duì)密封構(gòu)件進(jìn)行手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，保證旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)有氣體泄露[2]。

試驗(yàn)：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(shí)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(huì)產(chǎn)生變形影響密封效果。測(cè)試過程中，當(dāng)生產(chǎn)流水線正常工作時(shí)，貼完層料成型機(jī)的生產(chǎn)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)短暫的停頓，此時(shí)需要考慮這種停頓會(huì)不會(huì)對(duì)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(duì)主軸的磨損，測(cè)試中在分氣塊不通氣時(shí)，因?yàn)槊芊馊?huì)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(shí)，在分氣塊中供給0.5MPa的壓力，就會(huì)導(dǎo)致分氣塊的摩擦力產(chǎn)生過大的扭矩，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)需要克服摩擦力做功出現(xiàn)大量的熱，此時(shí)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度為30℃，系統(tǒng)在進(jìn)行四個(gè)小時(shí)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(yàn)結(jié)果進(jìn)行改善，在第二次測(cè)試時(shí)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(gè)螺桿進(jìn)行連接形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，然后依次對(duì)分氣塊的靜密封性能進(jìn)行測(cè)試。在進(jìn)行安裝時(shí)，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(gè)分氣塊實(shí)現(xiàn)單獨(dú)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(dú)的螺釘連接實(shí)現(xiàn)分氣塊靜密封性能的分組測(cè)試，避免了測(cè)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(gè)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(dú)進(jìn)行連接的，比如在安裝一號(hào)氣塊和二號(hào)氣塊時(shí)就可以先對(duì)一號(hào)氣塊的靜密封性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果符合使用要求時(shí)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(shí)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(shí)，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(chǎng)的時(shí)候客戶更換唇形密封圈時(shí)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(gè)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(huì)使用它的方法，從而生產(chǎn)出很多更好的輪胎。

2 計(jì)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(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng)的連接點(diǎn)處，它所存在的液壓轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)，這樣的液壓轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)它所承受到的兩側(cè)壓力實(shí)際上是雙向相互作用時(shí)，其可以通過旋轉(zhuǎn)而形成一個(gè)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(jiǎn)單，降低了其風(fēng)險(xiǎn)，可以解決和應(yīng)對(duì)不同的密封性問題，如靜態(tài)、動(dòng)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(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：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(huì)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(guó)一些行業(yè)常規(guī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shí)產(chǎn)生的外部摩擦熱量將很有可能也就會(huì)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(huì)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(shí)形成一層含有潤(rùn)滑油脂的薄膜，導(dǎo)致內(nèi)部摩擦力就會(huì)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(huì)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(shí)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(cè)量應(yīng)該相對(duì)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(shí)，它們的徑向就會(huì)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(gè)溝槽中使它略顯地小而呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)的波紋狀，這樣我們才能有效幫助保證溝槽的正常潤(rùn)滑。

3 測(cè)試結(jié)果

測(cè)試一中的測(cè)試流程和測(cè)試二的測(cè)試流程是不一樣的，每貼完一層物料所需要的時(shí)間間隔為2秒，在這個(gè)測(cè)試中系統(tǒng)的加減速以及它的峰值速度應(yīng)該與現(xiàn)場(chǎng)正常生產(chǎn)時(shí)是一樣的，否則就是不標(biāo)準(zhǔn)的。第二次測(cè)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(gè)測(cè)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(cè)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(cè)試階段獲得了大的成功。這時(shí)我們?cè)賹⑿D(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(shí)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(guó)的輪胎制造業(yè)雖在飛速發(fā)展，但整體來說還處在于國(guó)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(dòng)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?！爸袊?guó)制造 2025”對(duì)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(dòng)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(huì)穩(wěn)步向前發(fā)展。