輪胎廠用硫化機(jī)液壓缸密封件的改造

1、液壓氣動(dòng)與密封/2010年第9期輪胎廠用硫化機(jī)液壓缸密封件的改造李志明（艾志工業(yè)技術(shù)集團(tuán)公司，江蘇南京摘的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：硫化機(jī);液壓缸;液壓結(jié)構(gòu)中圖分類號(hào):TH137.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-0813（2010）09要:本文介紹了我國(guó)大部分的輪胎廠在硫化時(shí)硫化機(jī)液壓密封的故障，以及針對(duì)故障對(duì)液壓缸密封件的改造，并闡述改造后帶來TheImprovementofHydraulicCylinderSealsUsedinCuringPressofDomesticTyrefactoryLIZhi-ming（AIGIndustrialGroupofCompan

2、iesLimited,Nanjing210036,China）Abstract:Thisarticleexpatiateonthefailuresofthesealsusingonthecuringpressindomestictyrefactories.Baseontheanalysisofthefailurereason,thisarticlediscussedtoupgradethesealssystemandapplications,introducedtheeconomicbenefitsofthenewsealsdesignsolutions.KeyWords:curingpres

3、s;hydrauliccylinders;hydraulicconstructions液壓硫化機(jī)的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀輪胎廠里的硫化車間的重要性是可想而知的，硫國(guó)外輪胎廠對(duì)液壓硫化機(jī)的青睞及廣泛使用，應(yīng)該成為我國(guó)橡膠機(jī)械的示范及市場(chǎng)消費(fèi)前兆。隨著全球經(jīng)濟(jì)的一體化，中國(guó)輪胎要參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)的橡膠機(jī)械也應(yīng)該緊跟世界的潮流。硫化機(jī)的型號(hào)有很多，比如進(jìn)口的有日本的、德國(guó)的、韓國(guó)的等，而國(guó)產(chǎn)的一般以福建、桂林的硫化機(jī)居多，當(dāng)然也有其他廠家的，這里就不一一敘述了。不管是國(guó)產(chǎn)的還是進(jìn)口的，硫化機(jī)的工作機(jī)理都是一致的，只是在硫化的配置上有一些差異而已?；瘜?duì)橡膠的處理是很重要的，如果硫化不好，不僅影響輪胎的數(shù)量，最重要

4、還是影響到了其質(zhì)量，從而影響了公司的經(jīng)濟(jì)效益。從硫化機(jī)的故障率來說，問題最多的是液壓系統(tǒng)，而液壓系統(tǒng)最容易出現(xiàn)問題的部位是液壓缸?；谝陨系那闆r，我們利用本公司的液壓密封件對(duì)我國(guó)的部分輪胎廠的硫化機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)和改造，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。如果說20世紀(jì)50年代以來機(jī)械式硫化機(jī)推廣應(yīng)用取代硫化罐，是輪胎硫化的第一次飛躍;那么液壓硫化機(jī)替代機(jī)械式硫化機(jī)，是輪胎硫化的第二次飛躍。現(xiàn)在世界上主要輪胎公司已逐步采用液壓硫化機(jī)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式硫化機(jī)，他們?cè)诮ㄐ聫S或?qū)蠌S進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，已基本上采用液壓硫化機(jī)。液壓硫化機(jī)作為一種新技術(shù)，經(jīng)過不斷改進(jìn)提高，在國(guó)外已成熟并批量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于輪胎硫

5、化中。世界上主要輪胎公司使用液壓硫化機(jī)的比重超過60%，并且呈遞增的趨勢(shì)。德國(guó)克虜伯公司作為著名橡膠機(jī)械供應(yīng)商，其生產(chǎn)的硫化機(jī)全部為液壓式，日本三菱重工在1997年銷售的硫化機(jī)中，液壓式硫化機(jī)占40%。2主要硫化工藝硫化車間的工藝路線為：機(jī)械手抓胎機(jī)械手上升機(jī)械手轉(zhuǎn)入機(jī)械手下降定型機(jī)械手爪片閉合機(jī)械手上升機(jī)械手轉(zhuǎn)出合模二次定型合模至終點(diǎn)鎖模加壓（合模力）硫化卸壓合模松鎖開模下環(huán)升起膠囊收縮卸胎臂轉(zhuǎn)進(jìn)下環(huán)下降卸胎機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)輪胎進(jìn)入滾道架冷卻存胎器旋轉(zhuǎn)一個(gè)工位。3硫化機(jī)的液壓部位主要故障一般情況下，在輪胎廠的液壓-硫化車間，它的液壓缸一般情況下包括以下幾種：增壓缸、中心機(jī)構(gòu)、活絡(luò)模液壓缸等。硫化車間

6、的液壓缸一般有以下的故障見表1。收稿日期:2010-06-03作者簡(jiǎn)介:李志明(1972-),男,畢業(yè)于山西省呂梁學(xué)院化學(xué)工程系。主要從事市場(chǎng)技術(shù)支持工作，負(fù)責(zé)密封產(chǎn)品的推廣與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用。52HydraulicsPneumatics&Seals/No.9.20104硫化機(jī)液壓存在的問題經(jīng)過把液壓缸解體以后分析，造成液壓缸密封的（3）對(duì)于拉杠封和活塞封，必須材質(zhì)符合其實(shí)際的工作情況，密封的形式要合理，并合理地控制其密封件的配合尺寸。（4）液壓密封的使用周期與液壓密封件材質(zhì)有很大的關(guān)系。失效有以下幾個(gè)原因：（1）由于硫化機(jī)的工作環(huán)境很惡劣，防塵圈的作用很大，但是人們往往忽略了它的作用。

7、因?yàn)樵谝簤杭慕Y(jié)構(gòu)中，活塞封、拉杠封以及防塵圈都是動(dòng)密封，活塞封和拉桿封都是在一種非常好的潤(rùn)滑的環(huán)境中進(jìn)行工作的，只有防塵圈是在一種接近邊界潤(rùn)滑的環(huán)境下工作的，這樣，就對(duì)防塵圈能否很好的工作提出了較高的要求。另一方面，外界的灰塵，這些很硬的顆粒在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下，對(duì)防塵圈的損壞是很大的。所以在國(guó)外的一些廠家里，他們的防塵圈的材質(zhì)往往是很好的，有的甚至比活塞封和拉杠封的材質(zhì)配置上都要好很多。而在我們的一些國(guó)產(chǎn)液壓缸上的配置往往是很差的，而且在維修時(shí)根本不去管它，所以防塵圈在使用時(shí)必須走出誤區(qū)。（2）忽略了導(dǎo)向環(huán)和支撐環(huán)的作用。通過在現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)，在維修液壓缸的過程中，60%的人不知道它們的

8、作用，而在維修的過程中更換此結(jié)構(gòu)的人員就更少。實(shí)際上它的主要作用是隔開金屬和金屬之間的直接磨損，并且控制拉杠和活塞的擺動(dòng)。5硫化機(jī)的液壓改造（1）在進(jìn)口的硫化機(jī)中，我們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)硫化機(jī)液壓缸在初期的使用周期是很長(zhǎng)的，而我們?cè)诰S修后，它的使用周期就很短了。通過我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)進(jìn)口的液壓缸基本上沒有支撐導(dǎo)向環(huán)，而它的活塞或者是缸頭的材質(zhì)基本上使用的都是銅，經(jīng)過分析，實(shí)際上銅的材質(zhì)相對(duì)于拉杠或者缸體的材質(zhì)來說是很軟的，所以它可以保證缸頭或者活塞的材質(zhì)在被磨損的同時(shí)，拉杠或者缸體不被磨損，但是隨著時(shí)間的推移，隨著缸頭或者活塞被磨損，拉杠的擺動(dòng)量已經(jīng)很難控制或者基本上沒有控制，可想而知，在更換密封

9、件后的使用周期又能有多長(zhǎng)。針對(duì)這種情況，我們?cè)谠瓉淼幕A(chǔ)上進(jìn)行了改造，在磨損的活塞上加裝了導(dǎo)向環(huán)，在缸頭上加工改造了支撐環(huán)，材質(zhì)采用了增強(qiáng)四氟。當(dāng)然也可以用比如聚甲醛或者白四氟等。改造后的液壓缸原來的使用周期為一個(gè)月，現(xiàn)在已經(jīng)使用一年，還沒有進(jìn)行53液壓氣動(dòng)與密封/2010年第9期維修。（2）原液壓件密封形式不合理。原液壓缸活塞封的形式是用“O”圈加一檔環(huán)。對(duì)于動(dòng)密封來說，“O”圈一般情況下并不作動(dòng)密封，尤其是在液壓系統(tǒng)里面就更少見，只是在氣缸里有一些，但也是很少。因?yàn)樵谧鲃?dòng)密封時(shí)，實(shí)際上“O”圈的壓縮量是很難控制的，只是有一定的范圍，比如說810，但實(shí)際確實(shí)很難控制?，F(xiàn)將在浙江嘉興韓態(tài)輪胎的

10、增壓缸的改進(jìn)與大家一起討論。原用的設(shè)備為韓國(guó)的硫化機(jī)，在改進(jìn)之前的使用周期為一周左右，將液壓缸拆開后發(fā)現(xiàn)它的失效主要是由于活塞封的密封件引起，活塞封的結(jié)構(gòu)為一個(gè)O圈加一檔環(huán)構(gòu)成，經(jīng)過分析后，由于硫化機(jī)的硫化的輪胎的大小不一致，所以系統(tǒng)的壓力大小也不一樣，再加上硫化機(jī)的溫度較高，而且硫化機(jī)在此處的動(dòng)作的頻率也較高，所以使用O圈的效果不好也就可想而知。根據(jù)這種情況，我們決定用艾志集團(tuán)生產(chǎn)的AIG410A進(jìn)行取代，但是由于AIG410A的使用的溝槽和O圈使用的溝槽并不一致，這樣如果要改造活塞的話，費(fèi)用將大大提高，這樣如何減少費(fèi)用又可以采用格萊圈就成為了解決問題的關(guān)鍵。在這種情況下，我們將格萊圈的結(jié)構(gòu)

11、進(jìn)行了改造，即將O圈改為方形圈，也就是用摩擦系數(shù)高（可達(dá)0.9），不耐高溫，材料的記憶性差，加上不耐水解，所以在初期由于其本身的易于得到，有一定的使用空間，隨著時(shí)間的發(fā)展，由于從使用的周期上，它已經(jīng)不能夠滿足要求，尤其是在一些重要部位的液壓密封上更是如此。夾布橡膠是在丁晴橡膠或者是氟橡膠的基礎(chǔ)上提高了撐壓的能力，雖然在耐壓方面有了很大的提高，但是其材質(zhì)本身的性能并沒有提高，比如說其摩擦系數(shù)較高，材質(zhì)本身的恢復(fù)性和記憶性差的性能并沒有很大的提高，所以使用周期只是提高了一些。所以如何采用適合工況的材質(zhì)就成為了液壓密封升級(jí)的一個(gè)必要條件?，F(xiàn)在大部分生產(chǎn)密封件的廠家已經(jīng)在提高材質(zhì)的性能，比如艾志公司采

12、用聚醚聚氨酯取代國(guó)產(chǎn)的聚氨酯，它的性能的具體參數(shù)比較如表2所示。表2AIG410F取代AIG410A，因?yàn)閺睦碚撋现v，作為密封的外圈材質(zhì)，O圈的作用只是給它一個(gè)彈性補(bǔ)償?shù)淖饔?，只要求彈性合理。所以我們將溝槽的體積計(jì)算好以后，把彈性體的壓縮量算好，然后將橡膠密封件在初期在數(shù)控制加工進(jìn)行加工以后，進(jìn)行安裝，使用的結(jié)果還是很滿意的，現(xiàn)在的增壓缸的使用時(shí)間已有兩年，都沒有出現(xiàn)一點(diǎn)問題，現(xiàn)在的這個(gè)項(xiàng)目已在韓態(tài)輪胎的所有的硫化機(jī)上改進(jìn)，取的了很好的經(jīng)濟(jì)效益。但是該項(xiàng)目也有不滿意的地方，那就是由于原溝槽的尺寸并沒有改動(dòng)，造成了改進(jìn)的外圈的密封面很寬，由于外圈的材質(zhì)為增強(qiáng)四氟，給安裝上造成了一定的困難，而且也

13、加大了一些能量的損耗，建議以后制造液壓缸的廠家在這方面給予注意。具體的改造前的結(jié)構(gòu)和改造后的結(jié)構(gòu)如圖1所示。（4）另外，液壓密封件的性能是否能夠達(dá)到預(yù)期的使用效果，在它的生產(chǎn)工藝上也很重要，在一些大的生產(chǎn)廠家，一般情況下采用模具進(jìn)行生產(chǎn)，模具生產(chǎn)的量是比較大的，但是其生產(chǎn)的精度不是很高。以艾志工業(yè)技術(shù)集團(tuán)公司為代表的少數(shù)企業(yè)已經(jīng)采用了數(shù)控加工，采用數(shù)控加工后，在加工的精度以及尺寸的控制上有很好的效果，而且交貨周期可以很快，但是它在加工很大量的橡膠件上是沒有優(yōu)勢(shì)的，而且在加工單件時(shí)的成本是較高的。6圖1結(jié)束語液壓硫化機(jī)是在機(jī)械式硫化機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展的，它吸收機(jī)械式硫化機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，克服機(jī)械式硫化機(jī)固有

14、的弱點(diǎn)。液壓硫化機(jī)具有精度和自動(dòng)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(jí)子午（3）在國(guó)內(nèi)密封件的材質(zhì)，主要有聚氨酯以及丁晴橡膠、氟橡膠和夾布橡膠。就聚氨酯來說，其材質(zhì)較軟，54HydraulicsPneumatics&Seals/No.9.2010液力偶合器的新發(fā)展楊乃喬（北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)研究院，北京摘新，必將有力地促進(jìn)我國(guó)液力偶合器行業(yè)技術(shù)迅猛發(fā)展和拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：液力偶合器；節(jié)能；新品種中圖分類號(hào)：TH137.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0813（2010）09要：近年液力傳動(dòng)技術(shù)有新突破，自動(dòng)同步型液力偶合器、閥控

15、調(diào)速型液力偶合器等新品種新技術(shù)相繼問世，使液力行業(yè)面貌一TheNewDevelopmentofHydraulicCouplingComponentYANGNai-qiao（BeijingHandlingEngineeringReserchInstitute，Beijing100007China）Abstract:Inrecentyears,hydraulictransmissiontechnologyhasanewbreakthrough,automaticsynchronousecono-technicalnorms,valvecontrolvelocitymodulatedhydrauli

16、ccouplernewtechnologyfield,hydraulicindustry,willeffectivelypromoteourhydrauliccouplingindustrytechnologyrapiddevelopmentandexpandtheapplicationfields.KeyWords:hydrauliccouplingcomponent；energy-saving；thenewproducts引言近年來隨著液力偶合器在工程項(xiàng)目應(yīng)用中有著顯式液力偶合器，它既保留了限矩型液力偶合器的原有性能，又具有閉鎖功能，可在運(yùn)轉(zhuǎn)中自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無滑差的動(dòng)力傳遞。在動(dòng)壓泄液式偶合器結(jié)

17、構(gòu)上，將渦輪分割成四塊扇形體，依然以螺栓栓結(jié)在渦輪軸法蘭上。每支扇形體外園柱面上黏結(jié)摩擦襯面，在偶合器殼體內(nèi)圓柱面上亦黏結(jié)摩擦襯面，兩者構(gòu)成傳遞動(dòng)力的摩擦付。在起動(dòng)工況，液力偶合器特性如常。在渦輪高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，離心力使扇形體向外移動(dòng)，摩擦副接合而實(shí)現(xiàn)無滑差的動(dòng)力傳遞。在液力偶合器超載或堵轉(zhuǎn)而渦輪低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，靠液流的環(huán)流作用使四塊扇形體向中心靠攏而使摩擦付脫開，重新回復(fù)偶合器工況。偶合器殼體摩擦襯套分體渦輪泵輪著的節(jié)能減排效果，應(yīng)用領(lǐng)域日漸擴(kuò)大，促成新結(jié)構(gòu)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。茲將一些迅速發(fā)展的新技術(shù)呈獻(xiàn)給大家，供同行們斟酌、分析、參考。1限矩型液力偶合器的新結(jié)構(gòu)大慣量難于起動(dòng)的設(shè)備，要求電動(dòng)機(jī)具有空載起步、延時(shí)起動(dòng)和較大的起動(dòng)能力。于是人們?cè)谙蘧匦鸵毫ε己掀骰A(chǔ)上開發(fā)了各種閉鎖式液力偶合器，但均結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障頻發(fā)。德國(guó)福伊特（VOITH）公司近年研發(fā)出自動(dòng)同步（TUYBOSYN）型液力偶合器（見圖1），是一種新型閉鎖收稿日期：2010-06-11作者簡(jiǎn)介：楊乃喬（1935-），男，教授級(jí)高工，一直在北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)研究院從事液壓、液力的應(yīng)用與研究。圖1!胎的硫化等優(yōu)點(diǎn)，是輪胎硫化機(jī)的發(fā)展方向。在我國(guó)，通過各輪胎廠對(duì)液壓硫化機(jī)的使用，積累了一定的使用經(jīng)驗(yàn)，證明液壓硫化機(jī)適合中國(guó)國(guó)情；同時(shí)通過各硫化機(jī)廠的探索，基