汽車輪胎的硫化從50年代起推廣應(yīng)用了膠囊定型硫化機(jī)。硫化室內(nèi)徑在65"以下的輪胎，即全部乘用車輪胎和輕型、中型卡車輪胎的硫化基本上都采用雙模定型硫化機(jī)。65"以上的則采用單模定型硫化機(jī)或硫化罐。 雙模定型硫化機(jī)首先普遍應(yīng)用的是機(jī)械式硫化機(jī)，采用曲柄齒輪—連桿(或稱四連桿)結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)原理簡(jiǎn)單。在合模瞬間就加上合模力，以較小的電機(jī)功率可獲得較大的合模力。合模以后電機(jī)不再工作，而合模力可始終保持到重新開(kāi)模。目前世界上所采用的機(jī)械式硫化機(jī)雖生產(chǎn)廠家不同、規(guī)格型號(hào)各異，而且經(jīng)過(guò)多年不斷改進(jìn)，但基本結(jié)構(gòu)都一樣，也都沒(méi)有變化。 在機(jī)械式硫化推廣應(yīng)用的同時(shí)，也出現(xiàn)了液壓式硫化機(jī)。但由于開(kāi)始時(shí)液壓式硫化機(jī)對(duì)機(jī)械式硫化機(jī)的優(yōu)越性不很明顯，而且當(dāng)時(shí)液壓技術(shù)還不很成熟，輪胎廠對(duì)液壓式硫化機(jī)的維修保養(yǎng)還不很適應(yīng)，因此在一段時(shí)間內(nèi)液壓式硫化機(jī)沒(méi)有象機(jī)械式硫化機(jī)那樣得到普遍推廣。但隨著汽車工業(yè)和輪胎工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)輪胎的均勻性提出了越來(lái)越高的要求，也對(duì)硫化機(jī)的工作精度提出了越來(lái)越高的要求，液壓式硫化機(jī)的優(yōu)越性就充分地顯示出來(lái)了。同時(shí)液壓技術(shù)也日趨成熟，維修保養(yǎng)也不再成為大問(wèn)題。所以現(xiàn)在世界上主要輪胎公司已逐步采用液壓式硫化機(jī)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式硫化機(jī)。他們?cè)诮ㄔO(shè)新廠或?qū)蠌S進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，已基本上采用液壓式硫化機(jī)。液壓式硫化機(jī)替代機(jī)械式硫化機(jī)已成為無(wú)可置疑的發(fā)展趨勢(shì)。 機(jī)械式硫化機(jī)有其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但這種結(jié)構(gòu)也同時(shí)帶來(lái)了一些固有的弱點(diǎn)。 機(jī)械式硫化機(jī)的合模力是依靠各受力構(gòu)件的彈性變形而獲得的。在合模并加上合模力時(shí)，上橫梁兩端向下?lián)锨鬃鶅啥讼蛏蠐锨B桿被拉長(zhǎng)且其兩端向外撓曲，曲柄齒輪及連桿下端向外偏移，見(jiàn)圖1。因此，即使是全新的硫化機(jī)，制造質(zhì)量良好，沒(méi)有磨損，在合模時(shí)這些撓曲變形都一定發(fā)生。硫化工位的軸線將偏離理論的垂直位置而被扭彎，而且這軸線從理論垂直位置到被扭彎位置每開(kāi)合模一次就重復(fù)發(fā)生一次。也就是說(shuō)，這軸線在開(kāi)合模瞬間是帶有角轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的。 由于受力構(gòu)件的撓曲變形，模具受到的合模力沿圓周方向不是均勻分布的，終是外側(cè)的受力大于中間，見(jiàn)圖2。有的硫化機(jī)制造廠針對(duì)這一問(wèn)題采取了一些補(bǔ)救措施，例如在未合模時(shí)使曲柄齒輪下端預(yù)先內(nèi)傾(曲柄齒輪軸向外下傾一微小角度)，以及在上橫梁上采用楔形填片等，這對(duì)某一特定規(guī)格的輪胎并在硫化機(jī)沒(méi)有磨損時(shí)起到一定的補(bǔ)償作用，但在變換輪胎規(guī)格時(shí)或硫化機(jī)零件有磨損時(shí)，這種補(bǔ)償作用就大大降低。 模硫化機(jī)結(jié)構(gòu)上是左右對(duì)稱的，但由于制造上的誤差，不可能做到絕對(duì)對(duì)稱。硫化機(jī)制造廠采取各種措施以保證零件的對(duì)稱性，例如連桿成對(duì)加工，墻板成對(duì)加工，盡量采用數(shù)控機(jī)床等，但對(duì)上橫梁、底座、曲柄齒輪、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)齒輪等，很難做到絕對(duì)對(duì)稱。由于存在這對(duì)稱性誤差問(wèn)題，為了保證機(jī)器靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，各運(yùn)動(dòng)零件的配合一般都采用較松的配合公差。如連桿孔與上橫梁軸及曲柄銷的配合為(E8/e8)，曲柄齒輪軸與底座孔的配合為(E8/e8)，上橫梁軸與滾輪的配合為(F8/e8)，滾輪與墻板導(dǎo)槽的配合為(H9/f8)，上橫梁端面、底座端面與連桿平面之間的累積間隙為1.15～1.5mm等。這不對(duì)稱性和這些公差的存在進(jìn)一步對(duì)硫化機(jī)的合模精度特別是重復(fù)精度造成不利影響。 機(jī)械式硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)還決定了上橫梁銷軸施加于連桿上部銅套的力、曲柄齒輪軸施加于連桿下部銅套的力，和曲柄銷施加于連桿下部銅套的力都是不均勻的，見(jiàn)圖1。而且這幾個(gè)連接部分都在重負(fù)荷下轉(zhuǎn)動(dòng)，這不可避免地造成這些銅套的不均勻的和較嚴(yán)重的磨損。而銅套的磨損將進(jìn)一步降低硫化機(jī)的合模精度。為了保持硫化機(jī)一定的合模精度，這些銅套的磨損程度必須經(jīng)常檢查并及時(shí)更換。 此外，機(jī)械式硫化機(jī)的合模力是在曲柄銷到達(dá)下死點(diǎn)瞬間由各受力構(gòu)件的彈性變形量所決定的。而溫度變化將使受力構(gòu)件尺寸發(fā)生變化，合模力也將隨之而變化。因此機(jī)械式硫化機(jī)的合模力對(duì)溫度是比較敏感的。在投入使用前或停機(jī)一段時(shí)間重新開(kāi)動(dòng)時(shí)一定要預(yù)熱。生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境溫度或工作溫度的波動(dòng)都將造成合模力的波動(dòng)。 所有這些機(jī)械式硫化機(jī)所固有的弱點(diǎn)在液壓式硫化機(jī)上都較徹底地解決了。現(xiàn)以日本三菱重工生產(chǎn)的PC-X液壓硫化機(jī)（PC-X中的PC代表乘用車胎，X代表液壓硫化機(jī)系列）為例加以說(shuō)明。 1 總體結(jié)構(gòu) (l)機(jī)體為固定的框架，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性良好，安裝運(yùn)輸方便，見(jiàn)圖3。 (2)開(kāi)合模時(shí)上模部分只有垂直上下運(yùn)動(dòng)，靠前后和左右滾輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)，見(jiàn)圖4。滾輪帶有偏心套，對(duì)中度可精確調(diào)整。滾輪與導(dǎo)軌之間基本上沒(méi)有間隙，可保持很高的對(duì)中精度和重復(fù)精度。 (3)雖然液壓式硫化機(jī)也是雙模腔的，但從受力角度看，只是兩臺(tái)單模硫化機(jī)連結(jié)在一起。合模力依靠液壓缸加在模具中心的力和二側(cè)框架對(duì)稱的彈性伸長(zhǎng)而獲得，模具圓周方向受力均勻，見(jiàn)圖5。在整個(gè)操作過(guò)程中硫化工位軸線能始終保持理論垂直，沒(méi)有角轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 (4)由于合模力決定于合模油缸油壓，不受環(huán)境溫度或工作溫度影響，可保持恒定的合模力。 (5)運(yùn)動(dòng)零件動(dòng)作時(shí)其滑動(dòng)表面或滾動(dòng)表面沒(méi)有法向負(fù)荷，磨損極小，可保持長(zhǎng)時(shí)間的操作精度。 (6)由于改進(jìn)了機(jī)械結(jié)構(gòu)和隔熱層的設(shè)計(jì)，輻射熱損耗比機(jī)械式硫化機(jī)降低30～50%，見(jiàn)圖6。 (7)由于開(kāi)合模動(dòng)作簡(jiǎn)化，開(kāi)合模時(shí)間縮短30%左右，提高了機(jī)器的生產(chǎn)率。 (8)因?yàn)闆](méi)有上模的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)保持活絡(luò)模的精度和延長(zhǎng)其使用壽命有利。 (9)由于取消了全部蝸輪減速器、大小齒輪、曲柄齒輪和大連桿等運(yùn)動(dòng)件和易損件，維護(hù)保養(yǎng)工作量減少。 (10)由于整機(jī)重量減輕，且機(jī)器在開(kāi)合模時(shí)重心軸線不偏移，機(jī)器的基礎(chǔ)處理可大大簡(jiǎn)化。 (11)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)精度提高，可達(dá)到： 上下熱板同心度≤0.3mmTIR 上下熱板平行度≤0.3mm/m 裝胎器對(duì)下熱板的同心度≤0.3mmTIR 裝胎器對(duì)下熱板的平行度≤0.5mm/m 卸胎器對(duì)下熱板的同心度≤1mmTIR 卸胎器對(duì)后充氣環(huán)的同心度≤1mmTIR 上述精度是機(jī)械式硫化機(jī)很難達(dá)到的，特別是重復(fù)精度難以保證。當(dāng)生產(chǎn)H級(jí)或V級(jí)輪胎時(shí)，要想得到高的一級(jí)品率，機(jī)械式硫化機(jī)已很難勝任。 2 膠囊操作結(jié)構(gòu)(中心機(jī)構(gòu)) 傳統(tǒng)的中心機(jī)構(gòu)主要有三種型式，即原美國(guó)NRM公司開(kāi)發(fā)的Autoform(我國(guó)簡(jiǎn)稱為A型)，美國(guó)McNei1公司開(kāi)發(fā)的Bag-O-Matic型(我國(guó)簡(jiǎn)稱為B型)，和德國(guó)Herbert公司開(kāi)發(fā)的AUB0型(我國(guó)簡(jiǎn)稱為AB型或C型)。其他型式可以說(shuō)都是這三種基本型式的改型。現(xiàn)三菱重工采用的中心機(jī)構(gòu)稱為RIB(Rolling In Bladder)翻入膠囊型，這是在A型的基礎(chǔ)上吸收了其他型式的優(yōu)點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的，且RIB型本身也在不斷改進(jìn)。其新結(jié)構(gòu)型式如圖7所示。 在固定的中心機(jī)構(gòu)筒體內(nèi)裝有一升降囊井，由二個(gè)垂直油缸操縱上下運(yùn)動(dòng)。輪胎下鋼圈固定在此囊井頂部。囊井上升時(shí)將硫化好的輪胎頂出。膠囊下夾環(huán)高度可通過(guò)一專用電機(jī)及一套鏈輪鏈條裝置調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同尺寸的輪胎。中心機(jī)構(gòu)下部為一橫梁，由二個(gè)垂直氣缸操縱橫梁上下運(yùn)動(dòng)。膠囊上夾環(huán)操縱油缸及更換膠囊的油缸固定在此橫梁上。膠囊上夾環(huán)除了隨橫梁上下運(yùn)動(dòng)外，還可由它自己的油缸操縱上下運(yùn)動(dòng)。橫梁運(yùn)動(dòng)共有三個(gè)位置。中間位置為硫化位置。硫化時(shí)由二個(gè)水平閉鎖氣缸將橫梁運(yùn)動(dòng)鎖住，硫化結(jié)束后橫梁上升到最高位置，然后閉鎖氣缸松鎖。卸胎時(shí)橫梁在最低位置，膠囊收縮在囊井內(nèi)。需更換膠囊或調(diào)節(jié)下夾環(huán)高度時(shí)可將橫梁提到最高位置。此時(shí)如啟動(dòng)更換膠囊操作泊缸，下夾環(huán)松開(kāi)，即可更換膠囊，換好后再重新壓緊。 2.1 RIB中心機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 2.1.1 與A型比較 (1)RIB中心機(jī)構(gòu)的膠囊頂端由中心桿支撐，定型時(shí)，輪胎與膠囊的對(duì)中性較好，穩(wěn)定性較好，硫化的輪胎質(zhì)優(yōu)，比A型硫化機(jī)更適合于子午線輪胎的硫化。 (2)硫化時(shí)硫化介質(zhì)不進(jìn)入囊井，克服了A型耗能太大的缺點(diǎn)。 (3)RIB中心機(jī)構(gòu)的膠囊折疊程度比A型硫化機(jī)少，膠囊膨脹需要的能力小，較容易舒展在胎坯內(nèi)，因此，膠囊使用壽命較長(zhǎng)。 2.1.2 與B型比較 (1)RIB型中心機(jī)構(gòu)定型和硫化時(shí)膠囊在圓周方向伸長(zhǎng)小，膠囊壽命較長(zhǎng)。定型時(shí)膠囊從下部或中部“翻”靠胎坯，膠囊膨脹小，因此定型時(shí)輪胎變形小。膠囊折疊時(shí)，胎圈不彎曲，其硫化的輪胎均勻質(zhì)優(yōu)。見(jiàn)圖8。 (2)省掉抽真空系統(tǒng)，能耗較低，并省掉中心操作水缸，無(wú)泄漏之虞，見(jiàn)圖9。 (3)膠囊上夾環(huán)在合模時(shí)節(jié)降至所需高度并固定在此位置。上下環(huán)之間不用定型套。 (4)更換膠囊時(shí)，膠囊下夾環(huán)由油缸操縱松開(kāi)和壓緊，并省掉夾持環(huán)、環(huán)座連接螺紋等結(jié)構(gòu)，因此更換膠囊快(換一條膠囊約5min即可)。 2.1.3 與老RIB型比較 與老RIB型比較1它增加了囊井升降動(dòng)作。輪胎下鋼圈固定在囊井頂部。硫化結(jié)束后囊井連同下鋼圈上升，將輪胎頂出下模，然后由卸胎器取走輪胎。 改變了原來(lái)由上部推頂器上的扇形板插入輪胎上胎圈部位并將輪胎從下模拉離的方式。避免了扇形板容易損壞和輪胎上胎圈容易拉壞的現(xiàn)象。 2.1.4 與AB型(或C型)比較 RIB型的基本結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理與AB型(或C型)相似，但增加了一個(gè)快速更換膠囊泊缸，使更換膠囊非常方便。而且膠囊形式與A型基本一樣，仍為蘑菇形膠囊，膠囊模具可以通用。不同之處為RIB型的膠囊上端開(kāi)有一個(gè)小圓孔。 2.2 操作程序 PC-X硫化機(jī)及其中心機(jī)構(gòu)操作程序如下，見(jiàn)圖7，圖10。 (1)正硫化。膠囊上、下夾環(huán)在硫化位置。二個(gè)水平空氣缸鎖住中心機(jī)構(gòu)。 (2)硫化結(jié)束。膠囊排水、汽到零壓。開(kāi)模。膠囊上夾環(huán)由中心油缸帶動(dòng)下降到下夾環(huán)上。二個(gè)垂直空氣缸帶動(dòng)中心，機(jī)構(gòu)下橫梁上升到最高位置。二個(gè)水平空氣缸松鎖。然后中心機(jī)構(gòu)下梁下降，使膠囊上、下夾環(huán)一起下降。膠囊縮到囊井中。二個(gè)垂直油缸帶動(dòng)囊井上升，將輪胎頂離下模。 (3)卸胎器轉(zhuǎn)入，抓住硫化好的輪胎。 (4)卸胎器轉(zhuǎn)出，將硫化好的輪胎送<