VMI系列四鼓成型機機械鼓改用膠囊鼓可行性分析

孟凡茂 隋潤成

摘 要：VMI系列四鼓成型機機械鼓與膠囊鼓之間存在加工運行原理差異性，VMI系列四鼓成型機中，將機械鼓改用成為膠囊鼓，在操作與設計方面具有可行性，但實際改進中仍然存在制造方面的阻礙，本文重點研究這一內容，對其進行詳細論述，幫助明確技術應用原理特征。

關鍵詞：VMI系列；四鼓成型機；機械鼓；膠囊鼓

1 VMI系列四鼓成型機機械鼓與膠囊股之間的對比

1.1 機械式反包成型鼓

機械式反包成型鼓結構簡單，使用過程中不容易產生故障，在工作運行過程中不需要進行三角膠壓型，可以直接反包成型。雖然該種技術方法運動原理簡單反包過程簡單，但卻由于其傘形結構存在反包壓力不均的情況。尤其是在壓力成型過程中機械反包成型鼓各反包桿部位受摩擦力影響，在反包的高度上與無反包桿部位很難達到一致，通常高度差在摩擦比較嚴重的部分可以達到8mm左右。尤其是在出胎過程中，子口部分出膠也是時常出現的問題。但由于結構簡單仍然在一些輪胎生產中使用，其中所存在的反包高度不一致問題，僅僅通過機械式反包設備調整并不能解決，需要從技術應用角度來做出優化。機械式反包成型鼓在四輪成型機械系統中應用，工作原理比較直接，但相比于膠囊式反包成型鼓，兩種技術方法仍然存在本質差別，需要根據所生產不同產品需求來進行機械原理調整。兩種成型技術應用中，所針對的成型對象反包原理有很大區別，在改用中需要重點考慮這一差別。

1.2 膠囊式反包成型鼓

膠囊式反包成型鼓應用在輪胎加工中，可以避免機械式反包成型鼓產生反包高度差問題，這種方法是通過兩側鼓反包膠囊帶動來進行反包成型的，這樣能夠將加工產品牢牢固定在生產線中，即使再加工生產中出現壓力也不會造成產品移動。雖然在輪胎側面的胎側加工過程中容易出現碾壓鼓包，但在整體成型效果上要強于機械式反包成型技術方法。膠囊式反包成型鼓在成型過程中利用的是反包膠囊的整體充氣變形進而帶動輪胎加工過程中相關部件的均勻變形。在成型過程中反包膠囊的線性膨脹在各個方向上都是均勻的，從而避免了傘形結構的機械式反包成型鼓的反包高度不一致問題。同時，反包膠囊的壓力總是垂直于阻礙變形的法向，因此輪胎加工過程中相關部件的受力更加均勻避免了傘形結構的機械式反包成型鼓反包桿部分壓力大出現凹陷，無反包桿部分壓力小出現鼓包的問題。在兩種技術方法主要在成型原理上有很大不同，但在質量法方法上并沒有過大的差異性，只是適合應用在不同的場景中。對于膠囊成型鼓應用，碾壓是在兩側所進行，壓力更加分散，不容易出現中間部分鼓包的問題。兩種方法只是在成型原理上不同，雖然并不會影響到最終的綜合控制任務進行。但就綜合效果方面膠囊式反包成型鼓優于機械式反包成型鼓。

2 機械鼓改用膠囊鼓的可行性

2.1 操作可行性

通過以上對比分析可以發現，機械鼓與膠囊鼓之間存在本質差異性，從加工效率質量方面分析，膠囊式反包成型鼓的穩定性更強。目前很多加工技術也在嘗試從機械鼓逐漸向膠囊鼓方面進行改進。

2.2 機械設計及制造上可行性

機械加工生產制造中，可以在同一生產車床系統內進行多功能設計，但由于兩種成型技術方法中自身筒長不同，在制造中如果想要改進這種差異性，不僅需要對碾壓成型過程中的壓力進行調整，更需要從筒長方面做出改變，這樣才能達到最佳的控制管理效果。在生產控制過程中，不同的生產壓力與設計方案之間需要配合，并以加工功能需求為向導進行現場的綜合控制。無論是機械設計還是最終的產品生產制造，都需要建立在產品使用基礎上，要確保生產功能可以正常實現。VMI系統中實現機械鼓向膠囊鼓之間的轉換，在設計與制造方面雖然存在一定的難度，但可以實現。同時在加工技術的實現方面需要對各個零部件進行調整。原有的生產加工車床原有規格尺寸均需要作出調整，由于兩者之間在尺寸規格方面相差較大，實現這一功能需要進行大規模調整。由此可見，雖然在機械設計與制造方面可以達到改用標準，但卻需要進行大規模調整，并不利于實現長期發展計劃。

2.3 成型機配合氣路設計制造上的可行性

設計以及制造方面，VMI系統四鼓成型機所進行的各項轉換，需要進行系統之間的相互關系轉換控制，設計方面中對比分析可以了解到，兩種技術在設計原理方面存在相近的部分，但想要實現最終的改用，還需要從生產技術需求方面來研究。成型機筒長是一次確定的，生產過程中如果需要變化，需要進行碾壓滾筒部分的重新計算，改變長度，使之進入到更適合的長度狀態中，這樣才能達到最佳生產控制效果。荷蘭VMI系列四鼓成型機可提供6路可控制氣路，即使用機械反包成型鼓所需的撐塊起、撐塊落、反包桿起、反包桿落、定型內壓、內壓反饋；而使用一次膠囊式反包成型鼓6路可控氣路也可實現即：撐塊起、撐塊落、反包膠囊充氣、助推膠囊充氣、定型內壓、快排控制；所以成型機在現有基礎上完全可以滿足一次膠囊反包式成型鼓的氣路所需，無需增加新氣路和控制方式。

荷蘭VMI系列四鼓成型機機械反包式成型鼓改用一次反包膠囊式成型鼓是完全可行的。一次反包膠囊式成型鼓在輪胎質量上具有機械反包式成型鼓無可比擬的優勢，改用一次反包膠囊式成型鼓是大勢所趨。本文僅供研究和討論使用，在具體研發和改造試用過程中肯定還會遇到更多的技術問題，所以必須做好充分的準備，隨時解決，隨時修正，以保證滿足輪胎制造工藝的要求和改造的順利實施。