CN112171978A - 一种轮胎模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮胎模具,包括设在型腔周侧的多个弓形座、设在型腔上下侧面的底座和上盖,弓形座为一体式结构,每个弓形座的上端设有第一滑块,下端设有第二滑块;弓形座通过第一滑块与上盖卡合固定,弓形座通过第二滑块与底座卡合固定以提供锁模力;第一滑块和第二滑块均包括连接端及配合部;第一滑块的连接端固定在弓形座上端,第一滑块的配合部可滑动地设置在上盖滑槽中;第二滑块的连接端固定在弓形座下端,第二滑块的配合部可滑动地设置在底座滑槽中;本发明可以实现合模自锁,能够降低或取消合模力,降低生产能耗;可以减小模具体积及重量,降低制造、运行及维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎模具,属于轮胎硫化装备技术领域。
背景技术
轮胎模具是轮胎硫化生产的关键装备,包括模壳及型腔,型腔具备花纹,型腔内设置有胶囊,轮胎硫化时,将胎坯放置在型腔内、胶囊的外侧,模具合模,胶囊内部充压将胎坯抵压在模具型腔面,完成轮胎的定性、硫化。
轮胎硫化时需要内部胶囊充压,为保证可靠合模,需要轮胎硫化机对模具提供合模力(150-300t),且硫化过程中不能撤销合模力,硫化机的液压站在硫化过程中一直处于工作状态,且一台硫化机在同一时刻只能硫化1-2条轮胎,能源消耗大,设备成本高,影响模具寿命。
为了解决这一问题,本领域设计了自锁模具,通过自锁结构代替(或者部分代替)合模力。例如中国专利CN200710006145.2,通过使形成于分块(弓形座)的上部以及下部的爪部与上圆板(上盖)以及下圆板(底座)的外周部的突起部卡合,实现模具的自锁。但是,这种自锁结构的轮胎模具需要通过增加弓形座、中套的高度,增大模具上盖及底座的厚度,从而构造出爪部、凸起部等自锁结构,使得模具整体重量、体积增大,制造、运行成本增加。
综上可知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足,提供一种轮胎模具,可以实现合模自锁,能够降低或取消合模力,降低生产能耗;可以减小模具体积及重量,降低制造、运行及维护成本。
为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:一种轮胎模具,包括设在型腔周侧的多个弓形座、设在型腔上下侧面的底座和上盖,弓形座为一体式结构,每个弓形座的上端设有第一滑块,下端设有第二滑块;所述弓形座通过第一滑块与上盖卡合固定,所述弓形座通过第二滑块与底座卡合固定以提供锁模力;
所述第一滑块和第二滑块均包括连接端及配合部;
所述第一滑块的连接端固定在弓形座上端,所述第一滑块的配合部可滑动地设置在上盖滑槽中;
所述第二滑块的连接端固定在弓形座下端,所述第二滑块的配合部可滑动地设置在底座滑槽中。
进一步地,所述弓形座的外部可滑动设置有中套,所述中套上下移动驱动多个弓形座同步径向移动;
所述中套与弓形座的滑动配合面为圆锥面或者斜平面,所述滑动配合面的倾斜角度A为8-15°。
进一步地,tanA=μ,μ为中套与弓形座之间的摩擦系数。
进一步地,所述上盖滑槽设在上盖周向侧部;所述底座滑槽设在底座的周向侧部;
所述上盖滑槽和底座滑槽均为T型槽或燕尾槽,所述第一滑块的配合部为与上盖滑槽相配合的T型或者燕尾型;所述第二滑块的配合部为与底座滑槽相配合的T型或者燕尾型。
进一步地,所述弓形座的上端设有第一固定槽;所述第一滑块的连接端卡合在第一固定槽内,并通过螺钉与弓形座固定;
和/或,所述弓形座的下端设有第二固定槽,所述第二滑块的连接端卡合在第二固定槽内,并通过螺钉与弓形座固定。
进一步地,所述第一滑块的连接端、第二滑块的连接端采用焊接方式固定到弓形座上;或者,所述第一滑块与弓形座、第二滑块与弓形座均一体成型。
进一步地,所述第一固定槽和第二固定槽均为T型或燕尾型;
所述第一滑块的连接端为与第一固定槽相配合的T型或燕尾型;所述第二滑块的连接端为与第二固定槽相配合的T型或燕尾型。
进一步地,所述第一滑块径向内侧设有第一卡合凸起,所述上盖滑槽径向内侧设有与其相连通的第一卡槽,轮胎模具合模后第一卡合凸起伸入第一卡槽内,使第一滑块与上盖卡合固定;
所述第二滑块径向内侧设有第二卡合凸起,所述底座滑槽径向内侧设有与其相连通的第二卡槽,轮胎模具合模后第二卡合凸起伸入第二卡槽内,使第二滑块与底座卡合固定。
进一步地,所述型腔包括上侧板、下侧板及多个花纹块;上侧板、下侧板和多个花纹块共同形成轮胎外形;所述上侧板设在上盖下侧面,所述下侧板设在底座的上侧面;所述花纹块设在弓形座内侧。
进一步地,所述弓形座与花纹块之间、上侧板与上盖之间、下侧板与底座之间均为可拆卸连接或者一体式结构。
本发明采用以上技术方案后,与现有技术相比,具有以下优点:
本发明通过锁紧组件实现模具自锁,模具本身能够抵消胶囊内压产生的力,模具合模力下降了80 %以上,必要时可以取消合模力,模具合模状态能源消耗降低70%以上。
本发明相比于现技术中的自锁结构的模具,在同等规格条件下,模具高度下降了18-25%,模具重量减少20 %左右。
本发明模具后期维护更加方便、成本低,若锁紧组件发生损坏更换锁紧组件即可。
本发明能够对现有的非自锁模具进行改造,降低轮胎硫化装备的成本。
本发明的工字型滑块的设置,能够增强锁紧组件的承载能力,且在发生损坏时可以进行更换。
综上,本发明实现合模自锁,能够降低或取消合模力,降低生产能耗;可以减小模具体积及重量,降低制造、运行及维护成本。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图(合模状态);
图2是本发明的另一结构示意图(开模状态);
图3是本发明的俯视图;
图4是本发明的仰视图;
图5是弓形座与第一滑块、第二滑块连接的示意图;
图6是弓形座与第一滑块、第二滑块连接的另一角度示意图;
图7是弓形座与中套滑动配合面处受力分析示意图;
图8是第一滑块在上盖滑槽内的安装示意图;
图9是第二滑块在底座滑槽内的安装示意图;
图中,
1-底座,2-上盖,3-中套,4-弓形座,5-上侧板,6-下侧板,7-花纹块,8-第一滑块,9-第二滑块,10-上盖滑槽,11-底座滑槽,12-第一固定槽,13-第二固定槽,14-第一卡合凸起,15-第一卡槽,16-第二卡合凸起,17-第二卡槽,18-滑动配合面。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1
如图1-6共同所示,本发明提供一种轮胎模具,包括模壳及型腔,所述模壳设置在型腔的外部,所述模壳包括底座1、上盖2、中套3及多个弓形座4,所述弓形座4为一体式结构,所述型腔包括上侧板5、下侧板6及多个花纹块7;多个花纹块7围成轮胎周向外形;所述上侧板5、下侧板6均为环形,所述上侧板5、下侧板6分别形成轮胎的侧部外形;所述上侧板5设在上盖2下侧面,下侧板6设在底座1的上侧面;所述花纹块7设在弓形座4内侧,所述弓形座4可滑动地连接在中套3内侧。
每个弓形座4的上端连接有第一锁紧组件,下端连接有第二锁紧组件;所述第一锁紧组件和第二锁紧组件提供锁模力,抵抗轮胎对模具的力;第一锁紧组件包括第一滑块8,所述第一滑块8包括连接端及配合部,所述第一滑块8的连接端固定在弓形座4上端,所述第一滑块8的配合部可滑动地设置在上盖滑槽10中;所述上盖滑槽10设置在上盖2周向侧部。
所述第二锁紧组件包括第二滑块9,所述第二滑块9包括连接端及配合部,所述第二滑块9的连接端固定在弓形座4下端,所述第二滑块9的配合部可滑动地设置在底座滑槽11中,所述底座滑槽11设置在底座1的周向侧部。
所述上盖滑槽10为T型槽,相应的第一滑块8的配合部为T型,或者,所述上盖滑槽10为燕尾槽,相应的第一滑块8的配合部为燕尾型。
所述弓形座4的上端设有第一固定槽12,所述第一滑块8的连接端卡合在第一固定槽12内,并通过螺钉紧固,增强第一滑块8与弓形座4连接的牢固度,提高承载能力。
所述第一固定槽12可以为T型,所述第一滑块8的连接端相应地为T型,即所述第一滑块8为工字型;或者,所述第一固定槽12可以为燕尾槽,所述第一滑块8的连接端相应地为燕尾型。需要说明,所述第一滑块8整体也可以为T型,所述弓形座4的上端不设置第一固定槽12,第一滑块8直接固定在弓形座4的上端。
所述第一滑块8的连接端还可以采用焊接方式固定到弓形座4的上端,或者第一滑块8与弓形座4一体成型设置。
所述底座滑槽11为T型槽,相应地第二滑块9的配合部可以为T型;或者,所述底座滑槽11为燕尾槽,相应地第二滑块9的配合部为燕尾型。
所述弓形座4的下端设有第二固定槽13,所述第二滑块9的连接端卡合在第二固定槽13内,并通过螺钉紧固,增强第二滑块9与弓形座4连接的牢固度,提高承载能力。
所述第二固定槽13可以为T型、燕尾型等,所述第二滑块9的连接端相应地为T型、燕尾型等。需要说明,所述第二滑块9整体也可以为T型,所述弓形座4的下端不设置第二固定槽13,第二滑块9直接固定在弓形座4的下端。
所述第二滑块9的连接端还可以采用焊接方式固定到弓形座4的下端,或者第二滑块9与弓形座4一体成型设置。
进一步,所述第一滑块8径向内侧设有第一卡合凸起14,所述上盖滑槽10径向内侧设有与其相连通的第一卡槽15,轮胎模具合模后第一卡合凸起14伸入第一卡槽15内,增强第一滑块8的承载能力,避免应力集中。
所述第二滑块9径向内侧设有第二卡合凸起16,所述底座滑槽11径向内侧设有与其相连通的第二卡槽17,轮胎模具合模后第二卡合凸起16伸入第二卡槽17内;增强第二滑块9的承载能力,避免应力集中。
所述中套3为环形结构,所述中套3与弓形座4可滑动地配合,所述中套3上下移动驱动多个弓形座4径向同步向内或者向外移动,在本实施例中所述中套3还能够带动多个弓形座4同步升降,所述中套3与弓形座4的滑动配合面18为圆锥面或者斜平面,且倾斜角度为A,A优选为8-15°;如图7所示,轮胎模壳在受胶囊内压的情况下,如果模具达到自锁,则弓形座受力平衡,此时:
Ff=F2
即Fn*μ=F*sinA
即F*cosA*μ=F*sinA
得到tanA=μ
即中套3与弓形座4的滑动配合面18倾斜夹角的正切值等于摩擦系数的时候,模壳就产生自锁。
其中:Ff为中套给弓形座的摩擦力;Fn为中套给弓形座的压力;F为弓形座所受的向外的力,包括胶囊给予向外的压力;μ为中套3与弓形座4之间的摩擦系数。
本发明中,所述弓形座4与花纹块7可以为可拆卸连接,也可以为一体结构,称之为节段;所述上侧板5与上盖2可以为可拆卸连接,也可以为一体式结构;所述下侧板6与底座1可以为可拆卸连接,也可以为一体结构。
本发明的工作原理:
轮胎模具合模:硫化机驱动中套、弓形座、花纹块、上盖及上侧板下行,直至弓形座抵接底座、第二滑块进入底座滑槽,此后弓形座、花纹块、上盖及上侧板不再继续下行,而中套继续下行驱动多个弓形座及花纹块径向收拢,直至第一卡合凸起、第二卡合凸起分别进入第一卡槽、第二卡槽内。因此,当胶囊从内部充压,对轮胎模具施加轴向力及径向力,第一滑块、第二滑块及中套配合承载部分或全部胶囊压力。
轮胎模具开模:硫化机驱动中套上行,中套驱动多个弓形座及花纹块径向向外运动至预设位置,第一卡合凸起、第二卡合凸起分别脱离第一卡槽、第二卡槽,此后中套继续上行,带动弓形座及花纹块上行,并带动上盖、上侧板上行。
本发明通过锁紧组件实现模具自锁,模具本身能够抵消胶囊内压产生的力,模具合模力下降了80 %以上,必要时可以取消合模力,模具合模状态能源消耗降低70%以上。
本发明相比于现技术中的自锁结构的模具,在同等规格条件下,模具高度下降了18-25%,模具重量减少20 %左右;具体数据如下:
以相同规格轮胎模具(胎顶直径为761mm)为例,本申请与背景技术中轮胎模具尺寸对比结果如下表所示:
模具高度 | 弓形座高度 | 中套高度 | 底座高度 | 上盖高度 | 模具重量 | |
本申请 | 450mm | 329mm | 377mm | 55mm | 85mm | 3284.97kg |
背景技术 | 550mm | 454.3mm | 482mm | 120mm | 120mm | 4162.38kg |
对比结果 | ↓18.18% | ↓27.58% | ↓21.78% | ↓54.17% | ↓29.17% | ↓21.07% |
本发明模具后期维护更加方便、成本低,若锁紧组件发生损坏更换锁紧组件即可。
本发明能够对现有的非自锁模具进行改造,降低轮胎硫化装备的成本。
本发明的工字型滑块的设置,能够增强锁紧组件的承载能力,且在发生损坏时可以进行更换。
综上,本发明实现合模自锁,能够降低或取消合模力,降低生产能耗;可以减小模具体积及重量,降低制造、运行及维护成本。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例,其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准,任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换,也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轮胎模具,包括设在型腔周侧的多个弓形座(4)、设在型腔上下侧面的底座(1)和上盖(2),弓形座(4)为一体式结构,其特征在于:每个弓形座(4)的上端设有第一滑块(8),下端设有第二滑块(9);所述弓形座(4)通过第一滑块(8)与上盖(2)卡合固定,所述弓形座(4)通过第二滑块(9)与底座(1)卡合固定以提供锁模力;
所述第一滑块(8)和第二滑块(9)均包括连接端及配合部;
所述第一滑块(8)的连接端固定在弓形座(4)上端,所述第一滑块(8)的配合部可滑动地设置在上盖滑槽(10)中;
所述第二滑块(9)的连接端固定在弓形座(4)下端,所述第二滑块(9)的配合部可滑动地设置在底座滑槽(11)中。
2.如权利要求1所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述弓形座(4)的外部可滑动设置有中套(3),所述中套(3)上下移动驱动多个弓形座(4)同步径向移动;
所述中套(3)与弓形座(4)的滑动配合面(18)为圆锥面或者斜平面,所述滑动配合面(18)的倾斜角度A为8-15°。
3.如权利要求2所述的一种轮胎模具,其特征在于:tanA=μ,μ为中套(3)与弓形座(4)之间的摩擦系数。
4.如权利要求1所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述上盖滑槽(10)设在上盖(2)周向侧部;所述底座滑槽(11)设在底座(1)的周向侧部;
所述上盖滑槽(10)和底座滑槽(11)均为T型槽或燕尾槽,所述第一滑块(8)的配合部为与上盖滑槽(10)相配合的T型或者燕尾型;所述第二滑块(9)的配合部为与底座滑槽(11)相配合的T型或者燕尾型。
5.如权利要求1所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述弓形座(4)的上端设有第一固定槽(12);所述第一滑块(8)的连接端卡合在第一固定槽(12)内,并通过螺钉与弓形座(4)固定;
和/或,所述弓形座(4)的下端设有第二固定槽(13),所述第二滑块(9)的连接端卡合在第二固定槽(13)内,并通过螺钉与弓形座(4)固定。
6.如权利要求1所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述第一滑块(8)的连接端、第二滑块(9)的连接端采用焊接方式固定到弓形座(4)上;或者,所述第一滑块(8)与弓形座(4)、第二滑块(9)与弓形座(4)均一体成型。
7.如权利要求5所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述第一固定槽(12)和第二固定槽(13)均为T型或燕尾型;
所述第一滑块(8)的连接端为与第一固定槽(12)相配合的T型或燕尾型;所述第二滑块(9)的连接端为与第二固定槽(13)相配合的T型或燕尾型。
8.如权利要求1所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述第一滑块(8)径向内侧设有第一卡合凸起(14),所述上盖滑槽(10)径向内侧设有与其相连通的第一卡槽(15),轮胎模具合模后第一卡合凸起(14)伸入第一卡槽(15)内,使第一滑块(8)与上盖(2)卡合固定;
所述第二滑块(9)径向内侧设有第二卡合凸起(16),所述底座滑槽(11)径向内侧设有与其相连通的第二卡槽(17),轮胎模具合模后第二卡合凸起(16)伸入第二卡槽(17)内,使第二滑块(9)与底座(1)卡合固定。
9.如权利要求1所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述型腔包括上侧板(5)、下侧板(6)及多个花纹块(7);上侧板(5)、下侧板(6)和多个花纹块(7)共同形成轮胎外形;所述上侧板(5)设在上盖(2)下侧面,所述下侧板(6)设在底座(1)的上侧面;所述花纹块(7)设在弓形座(4)内侧。
10.如权利要求9所述的一种轮胎模具,其特征在于:所述弓形座(4)与花纹块(7)之间、上侧板(5)与上盖(2)之间、下侧板(6)与底座(1)之间均为可拆卸连接或者一体式结构。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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