CN117261311B - 预加载实时调整装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的预加载实时调整装置及其控制方法，它属于轮胎模具及硫化机技术领域，预加载实时调整装置包括导环和安装环；施力组件使导环和安装环之间产生相互作用力并具有间隙；距离检测组件测量导环和安装环之间的距离；控制器分别与施力组件和距离检测组件连接；控制方法能够根据距离检测组件测量的距离数据调整施力组件产生的相互作用力的大小，保证距离数据与预设数据一致；本发明的控制器根据距离检测组件测量的距离数据，调整位于导环和安装环之间的施力组件产生的相互作用力的大小，使导环和安装环之间保持合适的距离，保证轮胎模具在硫化过程中以及不同条件下始终保持稳定的预加载高度，不会出现预加载过大或过小的情况。

Description

预加载实时调整装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及轮胎模具及硫化机技术领域，具体涉及一种预加载实时调整装置及其控制方法。

背景技术

轮胎模具在硫化过程中，其型腔的内压会对导环产生向外的压力，从而使导环产生弹性变形；为了抵消导环的弹性变形对花纹块合模力的影响，在特定压力下，可以使导环的上端面与上盖的上端面之间保留合适的高度差，该高度差即为预加载，该高度差的数值可以是正值，也可以是负值。

现阶段，常规的调整预加载的方法具体为：生产厂商依据生产经验，在轮胎模具出厂之前使用特定的压力，使安装环与上盖保持一个特定数值的高度差，并在轮胎模具发货时提供不同厚度的调整垫片，调整垫片放置于安装环与导环之间，依据实际硫化过程中轮胎是否出现胶边调整调整垫片的数量及厚度，来适用于不同尺寸、材料、硫化机压力等条件下所需的不同预加载高度。

预加载过大或过小都会对轮胎的外观及质量产生不利影响；当预加载过大时，在轮胎模具完全合模之后，上热板与上盖未完全接触，当轮胎模具内部的胶囊充压时会导致上盖与上侧板上浮，轮胎侧面出现台阶；当预加载过小时，充入内压则会导致导环的弹性变形量未被完全抵消，轮胎模具的环缝竖缝均会出现跑胶的情况。

根据目前的研究，影响预加载高度的因素有很多，如导环的材质、硫化温度、压力、加工误差、硫化机型号及长时间使用产生的塑性变形等，而这些因素无法进行精准的计算或模拟，只能依据实际生产中的硫化效果进行近似的现场调整；而现场调整需要停机并拆卸轮胎模具，会造成能源、轮胎材料、时间、人工等的浪费，并且现场调整后的预加载情况也无法进行实时的跟踪和监测，这成为困扰轮胎模具行业的一大难题。

因此，设计开发一种能够实时的监控与调整预加载高度，不会出现预加载过大或过小的情况，不需要停机及拆卸轮胎模具的预加载实时调整装置及其控制方法是现阶段亟待解决的一个问题。

发明内容

对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的预加载实时调整装置及其控制方法，控制器可以根据距离检测组件测量的距离数据，调整位于导环和安装环之间的施力组件产生的相互作用力的大小，使导环和安装环之间保持合适的距离，保证轮胎模具在硫化过程中以及不同条件下始终保持稳定的预加载高度，不会出现预加载过大或过小的情况，提高了轮胎的良品率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种预加载实时调整装置，包括：

导环和安装环；

施力组件，所述施力组件设于所述导环和所述安装环之间；所述施力组件使所述导环和所述安装环之间产生相互作用力，所述相互作用力使所述导环和所述安装环之间具有间隙；

距离检测组件，所述距离检测组件用于测量所述导环和所述安装环之间的距离；

控制器，所述控制器分别与所述施力组件和所述距离检测组件连接。

作为一种优选的技术方案，还包括压力检测组件，所述压力检测组件用于测量所述相互作用力的大小，所述压力检测组件与所述控制器连接。

作为一种优选的技术方案，所述控制器设为PLC或者单片机；

和/或，所述距离检测组件设为距离传感器；

和/或，所述压力检测组件设为压力传感器，所述压力传感器设于所述导环与所述施力组件之间和/或所述安装环与所述施力组件之间；

和/或，所述施力组件设为多个，多个所述施力组件沿周向均匀分布；所述压力检测组件与所述施力组件一一对应。

作为一种优选的技术方案，所述导环与所述安装环之间设有连接螺钉，所述连接螺钉上具有第一轴肩和第二轴肩；所述安装环上设有沉孔，所述导环上设有螺纹孔，所述连接螺钉穿过所述沉孔并与所述螺纹孔螺纹连接；所述第一轴肩与所述导环抵接，所述第二轴肩与所述沉孔的台阶面之间具有间隔。

作为一种优选的技术方案，所述导环上设有多个胎面模，所述胎面模包括滑块和花纹块；所述导环与所述滑块形成斜楔机构；

所述花纹块的侧上方设有上胎侧模，所述花纹块的侧下方设有下胎侧模；

所述上胎侧模的上方设有上压板，所述安装环与所述上压板固定连接，所述上胎侧模连接有穿过所述上压板的伸缩机构；

所述下胎侧模设置于底座上。

作为一种优选的技术方案，所述距离检测组件设为若干个，若干所述距离检测组件设于所述导环和所述安装环内部和/或所述导环和所述安装环外部。

作为一种优选的技术方案，所述导环和/或所述安装环上设有放置槽，至少部分所述施力组件设于所述放置槽内。

作为一种优选的技术方案，所述施力组件设为液压油缸或者气缸；

或者，所述施力组件包括柱塞，所述柱塞嵌于所述放置槽内；所述柱塞与所述放置槽形成的空腔连接有驱动源，所述驱动源位于所述导环和所述安装环外部。

作为一种优选的技术方案，所述柱塞与所述放置槽之间嵌有若干密封圈；

和/或，所述驱动源设为液压站或者气压站。

第二方面，本发明提供了一种控制方法，应用于前述的预加载实时调整装置，包括以下步骤：

S1：所述控制器读取所述距离检测组件测量的距离数据，并将所述距离数据与预设数据进行对比；

S2：如果所述距离数据与预设数据一致，所述控制器控制所述施力组件使其产生的所述相互作用力保持不变；当本发明具有所述压力检测组件时，所述控制器读取所述压力检测组件测量的压力信息，并判断所述压力信息是否在预设压力范围内；如果所述压力信息在预设压力范围内，则保持正常运行；如果所述压力信息超出预设压力范围，所述控制器发出提醒信号；

S3：当所述距离数据小于预设数据时，所述控制器控制所述施力组件增大其产生的所述相互作用力；当所述距离数据大于预设数据时，所述控制器控制所述施力组件减小其产生的所述相互作用力；直至所述距离数据与预设数据一致。

本发明的有益效果表现在：

1.本发明的控制器将距离检测组件测量的距离数据与预设数据对比，调整位于导环和安装环之间的施力组件产生的相互作用力的大小，使导环和安装环之间的距离与预设数据一致，保证轮胎模具在硫化过程中以及不同条件下始终保持稳定的预加载高度，不会出现预加载过大或过小的情况，减少了因为预加载变化导致的轮胎外观及性能缺陷，提高了轮胎的良品率，能够生产出更高性能的轮胎。

2.本发明在需要调整预加载高度时，仅需改变施力组件产生的相互作用力即可，不再需要停机及拆卸轮胎模具，不会出现设备闲置、人工物料浪费的情况。

3.本发明的预加载高度的数值不再与轮胎模具尺寸、规格、使用年限等因素挂钩，仅通过调整控制器内的预设数据即可方便的将轮胎模具调节至最佳状态，适用范围更广。

4.本发明结构简单，安装、更换便利，故障率低，检修方便，适用于绝大部分的普通硫化机，适用范围更广。

5.本发明中的元件可以在轮胎模具上通用，方便进行批量生产加工。

附图说明

图1为本发明预加载实时调整装置的一种实施例的整体结构示意图；

图2为图1中的导环的结构示意图；

图3为连接螺钉处的结构示意图；

图4为图3中A区域的放大图；

图5为本发明预加载实时调整装置的第二种实施例的整体结构示意图。

图中：1-导环、2-安装环、3-施力组件、4-距离检测组件、5-控制器、6-压力检测组件、7-放置槽、8-驱动源、9-密封圈、10-滑块、11-花纹块、12-上胎侧模、13-下胎侧模、14-上压板、15-底座、16-连接螺钉、17-第一轴肩、18-第二轴肩、19-沉孔、20-螺纹孔。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

第一方面，本发明提供了一种预加载实时调整装置；

实施例一

请参照图1和图2，为本发明提供的预加载实时调整装置的一种实施例，包括：导环1和安装环2；导环1和安装环2上均设有放置槽7；导环1和安装环2之间的施力组件3为液压油缸或者气缸，液压油缸或者气缸的两端分别与两个放置槽7的槽底面抵接；当液压油缸或者气缸伸缩时，即可使导环1和安装环2之间产生相互作用力，在相互作用力的作用下，可以使导环1和安装环2之间具有间隙；距离检测组件4用于测量导环1和安装环2之间的距离，该距离数据即为导环1和安装环2之间的间隙宽度，通过调整导环1和安装环2之间的间隙宽度即可改变预加载高度；控制器5可以根据距离检测组件4测量的距离数据，调整位于导环1和安装环2之间的施力组件3产生的相互作用力的大小，使导环1和安装环2之间保持合适的距离，即可保证轮胎模具在硫化过程中以及不同条件下始终保持稳定的预加载高度。

在其他实施例中，放置槽7也可以仅开设在导环1或者安装环2上，此时，液压油缸或者气缸的一端与放置槽7的槽底面抵接，另一端从放置槽7伸出，并与未开设放置槽7的安装环2或者导环1表面抵接，同样可以使导环1与安装环2之间产生相互作用力。

需要说明的，本发明中的周向均以导环1和安装环2的轴线为准。

需要说明的，请参照图1，导环1上设有多个胎面模，多个胎面模周向均匀分布；胎面模包括滑块10和花纹块11，花纹块11固定在滑块10上；导环1与滑块10之间具有匹配的倾斜面，滑块10与导环1之间滑动连接形成斜楔机构；花纹块11的侧上方设有上胎侧模12，花纹块11的侧下方设有下胎侧模13，胎面模、上胎侧模12和下胎侧模13形成硫化轮胎的型腔；上胎侧模12的上方设有上压板14，安装环2与上压板14固定连接，上压板14与硫化机连接，硫化机通过上压板14施加合模力；上胎侧模12连接有穿过上压板14的伸缩机构，伸缩机构可以带动上胎侧模12升降；下胎侧模13设置于底座15上，底座15用于支撑整体的轮胎模具。

在本实施例中，请参照图1，本发明还包括压力检测组件6，压力检测组件6设于导环1与施力组件3之间以及安装环2与施力组件3之间，压力检测组件6能够测量导环1和安装环2之间的相互作用力的大小；控制器5与压力检测组件6连接，控制器5可以接收压力检测组件6测量的压力信息；在其他实施例中，压力检测组件6也可以仅设于导环1与施力组件3之间或者安装环2与施力组件3之间，以能够准确的测量相互作用力为准。

需要说明的，控制器5优选的设为PLC或者单片机；距离检测组件4优选的设为距离传感器；压力检测组件6优选的设为压力传感器。

在本实施例中，请参照图2-图4，导环1与安装环2之间通过连接螺钉16连接；连接螺钉16上具有第一轴肩17和第二轴肩18；安装环2上设有沉孔19，导环1上设有螺纹孔20，连接螺钉16穿过沉孔19并与螺纹孔20螺纹连接；第一轴肩17与导环1抵接，可以定位连接螺钉16的位置；第二轴肩18与沉孔19的台阶面之间具有间隔，该间隔的宽度与预设数据相等，连接螺钉16可以起到导向和限位的作用，保证安装环2在施力组件3的作用下相对于导环1移动时，两者之间的最大距离值不会超过预设数据；具体的，每个施力组件3的两侧均设有连接螺钉16，可以起到更好的导向和限位效果。

在本实施例中，请参照图2，施力组件3应设为多个，多个施力组件3沿周向均匀分布，可以在导环1与安装环2之间施加均匀的相互作用力，使得导环1与安装环2之间的周圈间隙的宽度保持一致；相应的，压力检测组件6与施力组件3一一对应，每个压力检测组件6用于检测与之对应的施力组件3产生的相互作用力；具体的，施力组件3设为4-12个；更优的，施力组件3设为8个或者与轮胎模具的滑块10的分瓣数量相同，进一步的，施力组件3优选的分布于滑块10周向的中部，使得轮胎模具的合模力均匀分布。

在前述实施例的基础上，请参照图1，距离检测组件4设为若干个，若干距离检测组件4分为两组，一组距离检测组件4设于导环1和安装环2内部，该组距离检测组件4具有尺寸和耐高温的要求；另一组距离检测组件4位于导环1和安装环2外部，该距离检测组件4不需要尺寸和耐高温的要求；两组距离检测组件4测量的距离数据可以分别作为控制器5的调节依据和校验对比；在其他实施例中，若干距离检测组件4也可以全部设于导环1和安装环2内部或者位于导环1和安装环2外部，以能够准确的测量导环1与安装环2之间的距离数据为准。

实施例二

请参照图5，本实施例与实施例一的主要区别在于：施力组件3包括柱塞，柱塞嵌于放置槽7内；柱塞与放置槽7形成的空腔连接有驱动源8，驱动源8位于导环1和安装环2外部，驱动源8可以通过调整柱塞与放置槽7形成的空腔内的压力的方式驱动柱塞移动，进而调整导环1和安装环2之间相互作用力。

在本实施例中，请参照图5，柱塞与放置槽7之间应嵌有若干密封圈9，密封圈9可以提高柱塞与放置槽7之间的密封性，保证空腔内的压力发生变化时，柱塞可以随之移动。

需要说明的，驱动源8优选的设为液压站或者气压站，控制器5可以通过驱动源8调整空腔内的压力值。

第二方面，本发明提供了一种控制方法，应用于前述的预加载实时调整装置，包括以下步骤：

S1：控制器5读取距离检测组件4测量的距离数据，并将距离数据与预设数据进行对比；

S2：如果距离数据与预设数据一致，控制器5控制施力组件3使其产生的相互作用力保持不变；当本发明具有压力检测组件6时，控制器5读取压力检测组件6测量的压力信息，并判断压力信息是否在预设压力范围内；如果压力信息在预设压力范围内，则保持正常运行；如果压力信息超出预设压力范围，控制器5发出提醒信号，使工作人员可以第一时间检测调整，消除安全隐患；

S3：当距离数据小于预设数据时，控制器5控制施力组件3增大其产生的相互作用力；当距离数据大于预设数据时，控制器5控制施力组件3减小其产生的相互作用力；直至距离数据与预设数据一致。

需要说明的，预设数据和预设压力范围均可以为控制器5内置或者用户输入到控制器5内。

需要说明的，在轮胎模具的开合模过程中，随着合模力的逐渐减小或增大，控制器5控制施力组件3使其产生的相互作用力也会随之减小或增大，可以有效地保证预加载高度恒定，不会出现炸缸的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.预加载实时调整装置，其特征在于，包括：

导环（1）和安装环（2）；

施力组件（3），所述施力组件（3）设于所述导环（1）和所述安装环（2）之间；所述施力组件（3）使所述导环（1）和所述安装环（2）之间产生相互作用力，所述相互作用力使所述导环（1）和所述安装环（2）之间具有间隙；

距离检测组件（4），所述距离检测组件（4）用于测量所述导环（1）和所述安装环（2）之间的距离；

控制器（5），所述控制器（5）分别与所述施力组件（3）和所述距离检测组件（4）连接。

2.根据权利要求1所述的预加载实时调整装置，其特征在于，还包括压力检测组件（6），所述压力检测组件（6）用于测量所述相互作用力的大小；所述压力检测组件（6）与所述控制器（5）连接。

3.根据权利要求2所述的预加载实时调整装置，其特征在于，所述控制器（5）设为PLC或者单片机；

和/或，所述距离检测组件（4）设为距离传感器；

和/或，所述压力检测组件（6）设为压力传感器，所述压力传感器设于所述导环（1）与所述施力组件（3）之间和/或所述安装环（2）与所述施力组件（3）之间；

和/或，所述施力组件（3）设为多个，多个所述施力组件（3）沿周向均匀分布；所述压力检测组件（6）与所述施力组件（3）一一对应。

4.根据权利要求1所述的预加载实时调整装置，其特征在于，所述导环（1）与所述安装环（2）之间设有连接螺钉（16），所述连接螺钉（16）上具有第一轴肩（17）和第二轴肩（18）；所述安装环（2）上设有沉孔（19），所述导环（1）上设有螺纹孔（20），所述连接螺钉（16）穿过所述沉孔（19）并与所述螺纹孔（20）螺纹连接；所述第一轴肩（17）与所述导环（1）抵接，所述第二轴肩（18）与所述沉孔（19）的台阶面之间具有间隔。

5.根据权利要求1所述的预加载实时调整装置，其特征在于，所述导环（1）上设有多个胎面模，所述胎面模包括滑块（10）和花纹块（11）；所述导环（1）与所述滑块（10）形成斜楔机构；

所述花纹块（11）的侧上方设有上胎侧模（12），所述花纹块（11）的侧下方设有下胎侧模（13）；

所述上胎侧模（12）的上方设有上压板（14），所述安装环（2）与所述上压板（14）固定连接，所述上胎侧模（12）连接有穿过所述上压板（14）的伸缩机构；

所述下胎侧模（13）设置于底座（15）上。

6.根据权利要求1所述的预加载实时调整装置，其特征在于，所述距离检测组件（4）设为若干个，若干所述距离检测组件（4）设于所述导环（1）和所述安装环（2）内部和/或所述导环（1）和所述安装环（2）外部。

7.根据权利要求1所述的预加载实时调整装置，其特征在于，所述导环（1）和/或所述安装环（2）上设有放置槽（7），至少部分所述施力组件（3）设于所述放置槽（7）内。

8.根据权利要求7所述的预加载实时调整装置，其特征在于，所述施力组件（3）设为液压油缸或者气缸；

或者，所述施力组件（3）包括柱塞，所述柱塞嵌于所述放置槽（7）内；所述柱塞与所述放置槽（7）形成的空腔连接有驱动源（8），所述驱动源（8）位于所述导环（1）和所述安装环（2）外部。

9.根据权利要求8所述的预加载实时调整装置，其特征在于，所述柱塞与所述放置槽（7）之间嵌有若干密封圈（9）；

和/或，所述驱动源（8）设为液压站或者气压站。

10.控制方法，应用于如权利要求1-9任一所述的预加载实时调整装置，具有压力检测组件（6），其特征在于，包括以下步骤：

S1：所述控制器（5）读取所述距离检测组件（4）测量的距离数据，并将所述距离数据与预设数据进行对比；

S2：如果所述距离数据与预设数据一致，所述控制器（5）控制所述施力组件（3）使其产生的所述相互作用力保持不变；所述控制器（5）读取所述压力检测组件（6）测量的压力信息，并判断所述压力信息是否在预设压力范围内；如果所述压力信息在预设压力范围内，则保持正常运行；如果所述压力信息超出预设压力范围，所述控制器（5）发出提醒信号；

S3：当所述距离数据小于预设数据时，所述控制器（5）控制所述施力组件（3）增大其产生的所述相互作用力；当所述距离数据大于预设数据时，所述控制器控制所述施力组件（3）减小其产生的所述相互作用力；直至所述距离数据与预设数据一致。