雙層平板硫化機(jī)脫模裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

Design and analysis of double layer vulcanizing press mold release equipment hydraulic system

姜濤，張永軍，騰躍禹（鐵嶺天實(shí)機(jī)械有限公司，遼寧 鐵嶺 112002）

雙層平板硫化機(jī)脫模裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

Design and analysis of double layer vulcanizing press mold release equipment hydraulic system

姜濤，張永軍，騰躍禹
（鐵嶺天實(shí)機(jī)械有限公司，遼寧 鐵嶺 112002）

闡述了雙層平板硫化機(jī)脫模裝置的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，針對(duì)脫模裝置的動(dòng)作要求，對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究與探討，以供業(yè)內(nèi)人士參考選用。

雙層平板硫化機(jī)；脫模裝置；液壓系統(tǒng)

近年來(lái)，隨著中國(guó)橡膠行業(yè)的發(fā)展，對(duì)于生產(chǎn)橡膠輸送帶的平板硫化機(jī)要求越來(lái)越高，由小型平板硫化機(jī)逐漸向大型平板硫化機(jī)發(fā)展，寬度、長(zhǎng)度逐漸加大，層數(shù)也由原來(lái)的一層逐漸向二層過(guò)渡。這樣，提高了輸送帶的生產(chǎn)效率，降低了橡膠輸送帶的生產(chǎn)制造廠(chǎng)家的成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

因此，雙層平板硫化機(jī)的使用在逐步推廣。由于雙層平板硫化機(jī)存在著膠帶硫化后中熱板上下面與膠帶容易粘連的問(wèn)題，使安裝脫模裝置成為必要，以確保膠帶與熱板分離，使硫化生產(chǎn)順利進(jìn)行。

1　雙層平板硫化機(jī)脫模裝置的結(jié)構(gòu)組成及工作原理

該脫模裝置主要由左右支座、左右脫模油缸、脫模輥、同步軸等零部件組成，安裝在平板硫化機(jī)的上橫梁兩端，見(jiàn)圖1。

平板硫化機(jī)硫化開(kāi)模后，脫模裝置不工作時(shí)，由中限位開(kāi)關(guān)將脫模輥控制在中熱板中間位置，夾在上下兩層膠帶之間。如果中熱板上平面與膠帶粘連，脫模輥在脫模油缸及同步機(jī)構(gòu)的作用下，向上移動(dòng)，將上層膠帶單邊抬起，使其與中熱板分離，當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān)時(shí)，脫模輥停止移動(dòng)，起到脫模作用。如果中熱板下平面與膠帶粘連，則脫模輥在脫模油缸及同步機(jī)構(gòu)的作用下，向下移動(dòng)，將下層膠帶單邊下壓，使其與熱板分離，當(dāng)碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)，脫模輥停止移動(dòng)，起到脫模作用。另外，脫模輥可在電氣控制下，停留并保持在行程范圍內(nèi)的任何位置一段時(shí)間，以便膠帶與熱板持續(xù)分離脫模。

圖1　雙層平板硫化機(jī)脫模裝置結(jié)構(gòu)圖

2　液壓原理設(shè)計(jì)

根據(jù)脫模裝置的動(dòng)作要求，設(shè)計(jì)液壓原理圖，見(jiàn)圖2。

圖2　前后脫模裝置原理圖

對(duì)于前脫模，當(dāng)脫模輥停留在中限位位置時(shí)，電機(jī)及電磁鐵均不得電。此時(shí)脫模油缸的有桿腔與疊加式單向閥連接，在其作用下使脫模輥保持在此位置，不下落。而當(dāng)有外力作用向上推脫模輥時(shí)，由于此時(shí)脫模油缸的無(wú)桿腔已接通油箱，有桿腔連接的疊加式單向閥在負(fù)壓作用下，反向被打開(kāi)。所以，能夠使脫模輥在有外力作用下向上推舉時(shí)，向上移動(dòng)。

當(dāng)中熱板上表面與膠帶粘連時(shí)，電磁鐵DT1、DT2同時(shí)得電，脫模油缸有桿腔進(jìn)壓力油，無(wú)桿腔接通油箱，脫模輥在脫模油缸作用下，向上移動(dòng)，其壓力由電磁溢流閥的設(shè)定壓力控制。當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān)時(shí)，停止移動(dòng)。在此運(yùn)動(dòng)中，可按停止按鈕，使脫模輥停留并保持在行程范圍內(nèi)任何位置。

當(dāng)中熱板下表面與膠帶粘連時(shí)，電磁鐵DT1、DT3、DT4、DT5同時(shí)得電，脫模油缸無(wú)桿腔進(jìn)壓力油，有桿腔接通油箱，脫模輥在脫模油缸作用下，向下移動(dòng)，其壓力由電磁溢流閥的設(shè)定壓力控制。當(dāng)碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)，停止移動(dòng)。在此運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)需要停留并保持在行程范圍內(nèi)任何位置時(shí)，只需DT4、DT5得電即可。同理，后脫模的動(dòng)作與前脫模相同。

3　液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

此液壓系統(tǒng)采用手動(dòng)變量柱塞泵，使脫模輥的位移速度可調(diào)，可根據(jù)不同膠帶采用適當(dāng)?shù)奈灰扑俣取ｋ姍C(jī)采用油壓電機(jī)，柱塞泵的軸端可插入電機(jī)軸內(nèi)，此結(jié)構(gòu)減少了聯(lián)軸器、泵支架等加工件，并且泵組整體外形尺寸減少，使其在泵站安裝時(shí)更簡(jiǎn)潔、方便。

此液壓原理采用了電磁溢流閥、換向閥及疊加式單向閥組合，并采用集成化設(shè)計(jì)，集成塊見(jiàn)圖3，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了用閥量，成本低廉，且動(dòng)作可靠，對(duì)安裝檢修液壓系統(tǒng)帶來(lái)方便。

圖 3 集成塊三維圖

4　總結(jié)

通過(guò)對(duì)雙層平板硫化機(jī)脫模裝置的液壓系統(tǒng)原理的介紹，進(jìn)行了有效集成化的液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并對(duì)此系統(tǒng)原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。對(duì)于此類(lèi)裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提供了選擇性建議。

[1] 周士昌. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集[ M]. 北京機(jī)械工業(yè)出版社 2003.

[2] 路永祥. 液壓氣動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京機(jī)械工業(yè)出版社 2002.

[3] 雷天覺(jué). 新版液壓工程手冊(cè)[M]. 北京理工大學(xué)出版社 2008.

[4] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（液壓傳動(dòng)單行本）[M]. 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2004.

森麒麟4.0工廠(chǎng)顛覆傳統(tǒng)車(chē)間概念

2015年8月，媒體從青島森麒麟輪胎有限公司獲悉，該公司自主建設(shè)的4.0工業(yè)工廠(chǎng)經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的運(yùn)行，目前已進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段。

在這個(gè)工廠(chǎng)，年產(chǎn)500萬(wàn)條半鋼子午線(xiàn)輪胎的生產(chǎn)線(xiàn)用工僅230多人，用工效率是傳統(tǒng)輪胎生產(chǎn)線(xiàn)的4倍多，用地面積降低50%；硫化車(chē)間只有3名工人負(fù)責(zé)處理機(jī)器警報(bào)，其他全由機(jī)械完成，真正地實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人工廠(chǎng)”。整條輪胎生產(chǎn)線(xiàn)依托全新自主的自動(dòng)化生產(chǎn)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從原材料、密煉、部件、成型、硫化、檢測(cè)、入庫(kù)的自動(dòng)化、信息化和智能化生產(chǎn)。

走進(jìn)森麒麟工業(yè)4.0工廠(chǎng)，最先映入眼簾的，是無(wú)人駕駛的物資配送車(chē)輛在工廠(chǎng)有秩序地工作，通過(guò)電腦控制，物資配送車(chē)輛進(jìn)行數(shù)據(jù)化的物資配送。由于每種規(guī)格輪胎的配方都進(jìn)行了數(shù)據(jù)控制，誤差率幾乎為零。

隨著大量智能化機(jī)械設(shè)備的引進(jìn)，空氣污濁、高溫高噪音的傳統(tǒng)輪胎工廠(chǎng)在這里被完全顛覆。在整個(gè)生產(chǎn)流程上，除了個(gè)別環(huán)節(jié)需要工人進(jìn)行操作或者值守之外，大部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)皆由機(jī)械控制。與此同時(shí)，由于高規(guī)格機(jī)械對(duì)環(huán)境的要求，整個(gè)工廠(chǎng)十分整潔、安靜、明亮，一塵不染。

據(jù)了解，森麒麟2015年上半年在輪胎產(chǎn)量、銷(xiāo)售額、出口額、利潤(rùn)額等指標(biāo)上的增幅均取得位居行業(yè)前列的業(yè)績(jī)，而世界頂尖的工業(yè)4.0工廠(chǎng)亦為業(yè)界關(guān)注。

青島森麒麟輪胎有限公司總經(jīng)理林奕龍用三個(gè)指標(biāo)，展示了工業(yè)4.0工廠(chǎng)的運(yùn)行效果。“首先，單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)出率提升50%，合格率達(dá)到99.8%，產(chǎn)品品質(zhì)更加穩(wěn)定；其次，用工從業(yè)內(nèi)平均的千人左右降低到230多人，每年單純節(jié)省的工人工資就在4 000萬(wàn)元以上；再次，通過(guò)獨(dú)特廠(chǎng)房設(shè)計(jì)、精巧設(shè)備布局使得廠(chǎng)區(qū)的土地利用率與傳統(tǒng)廠(chǎng)區(qū)相比大大提升，同等產(chǎn)量的用地面積森麒麟不到3萬(wàn)m2，比全球同行業(yè)用地面積至少節(jié)省一半，極大地節(jié)約了建筑用地和建筑成本。”

林奕龍?zhí)貏e強(qiáng)調(diào)，“我們的生產(chǎn)線(xiàn)不是最好設(shè)備的簡(jiǎn)單串聯(lián)，而是有一套完善的生產(chǎn)控制系統(tǒng)來(lái)保證實(shí)施和管控，確保高效管理，通過(guò)合理、高效管理規(guī)劃，使得同樣的機(jī)器生產(chǎn)效率、產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)最大化，這也是智能化信息系統(tǒng)綜合效益的生動(dòng)體現(xiàn)。”

據(jù)了解，森麒麟地處山東即墨市大信村的生產(chǎn)基地?fù)碛袃蓚€(gè)工廠(chǎng)，年產(chǎn)1 500萬(wàn)條半鋼子午胎，其中，年產(chǎn)500萬(wàn)條的一廠(chǎng)就是目前已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行的工業(yè)4.0工廠(chǎng)。

2015年8月底，森麒麟輪胎在泰國(guó)羅勇府投資建設(shè)的當(dāng)今世界先進(jìn)的輪胎工業(yè)4.0工廠(chǎng)將投產(chǎn)。該工廠(chǎng)投資4億美元，到2016年3月，將達(dá)到年產(chǎn)1 200萬(wàn)條高性能半鋼子午線(xiàn)輪胎的生產(chǎn)能力。

按照規(guī)劃，在2017年之前，森麒麟將增加包括泰國(guó)工廠(chǎng)1 200萬(wàn)條輪胎在內(nèi)的1 800萬(wàn)條輪胎的產(chǎn)能；2017~2021年期間，將再擴(kuò)建半鋼子午胎1 700萬(wàn)條產(chǎn)能，最終實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)半鋼子午胎5 000萬(wàn)條的生產(chǎn)能力。

據(jù)介紹，這樣一個(gè)千萬(wàn)級(jí)產(chǎn)能的工廠(chǎng)用工僅470多人，密煉、成型、檢測(cè)、倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)節(jié)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，森麒麟獨(dú)創(chuàng)的廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)劃及設(shè)備擺放方案，實(shí)現(xiàn)了土地節(jié)約的最大化、能耗的最低化及設(shè)備產(chǎn)能產(chǎn)出的最高化。

“我們?cè)谔﹪?guó)建設(shè)的工廠(chǎng)并不只是優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能的輸出，而是最優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能的輸出。”林奕龍對(duì)這個(gè)新工廠(chǎng)十分自信。“選擇在泰國(guó)建廠(chǎng)是森麒麟積極響應(yīng)國(guó)家‘一帶一路’戰(zhàn)略倡議的號(hào)召，以提供全球最先進(jìn)、最高端的輪胎產(chǎn)能為切入點(diǎn)，將其打造成中國(guó)實(shí)施‘一帶一路’戰(zhàn)略在泰國(guó)的樣板工程，為‘中泰一家親’及亞洲命運(yùn)共同體建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。”

摘編自“中國(guó)橡膠網(wǎng)”

TQ330.47

1009-797X(2015)19-0050-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.19.015

姜濤（1973-），男，工程師，主要從事橡膠機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)。

2015-04-15