膠囊硫化機注射化改造方案
一、       概述：輪胎膠囊是用于輪胎生產過程中對胎胚進行定型、充壓、導熱，輪胎膠囊是桶狀或桔子狀的純橡膠制品。輪胎膠囊的傳統生產方式是模壓法。隨著車用輪胎使用技術條件的提高，對輪胎的平衡性能要求也進一步提高，除成型工序對輪胎成品的平衡性有重要意義外，硫化工序也至關重要，膠囊在輪胎胎胚中是否均勻伸展，對胎胚硫化初期的膠料流動、材質的平均分布十分重要。有資料表明具有穩定壁厚的薄型膠囊在內壓介質的作用下能更好的向輪胎內層各部位均勻加壓，應力分布均勻對輪胎成品的平衡性能有直接影響。
       傳統的模壓法生產的膠囊，由于芯模在膠料擠壓初期未完成定位，*造成膠料擠壓密度不均，從而產生偏薄等厚度不均的現象，另外膠料填充量要大于膠囊重量，這就造成子口部位的廢膠較多，尤其在模具分型面飛邊大，事后需要修剪打磨。模壓法對于生產4mm以下的薄型膠囊較為困難。而模壓法為了防止由于膠料不足引起的子口部位的缺膠、明疤等缺陷，一的辦法就是增加膠料的填充量，多余的膠料必然溢出模具，這也是模壓法生產膠囊產生飛邊的主要原因。
    注射法生產的膠囊由于膠料經過螺桿擠出的充分混合后進入料筒，在注射時模具已加壓鎖模，膠料在高壓狀態注入模腔，內部質地均勻密實，其注射時的模內壓力大大**模壓工藝的模內壓力，防止了模壓法由于膠料不足而引起的趾口部位缺膠、明疤等缺陷，提高了產品合格率，降低了廢品率。膠囊的注射法生產過程是將予先制備的膠條喂入由液壓馬達帶動的冷喂料擠出機，經塑化后擠入注射料筒，在達到預先設定的膠料容量后擠出機停止入料，注射料筒的膠料在注射柱塞的強大推動力下將膠料注入模腔，在模腔內的膠料經過硫化后取出，即為成品。用注射法生產膠囊，前道工序簡化，在濾膠之后不再需要預成型、稱量，可減少操作人工，降低生產勞動力成本。
注射法生產的膠囊由于在入料及注射過程中產生擠壓剪切及高溫高壓的作用，使膠囊內部質地均勻密實，分子網狀交聯比模壓法充分，這樣的膠囊在硫化輪胎時，*變形小，使用壽命長。據國外輪胎廠實際使用情況看注射法膠囊的使用壽命一般比模壓法膠囊延長40%左右，而且使用次數恒定，*掌握換膠囊時間。如采用4mm以下厚度的薄壁膠囊，導熱系數增大，可以縮短輪胎硫化時間，提高輪胎生產能力。采用注射法薄型膠囊，可以提高輪胎的均勻性和平衡性，減少20-25%的廢品率。
二、 膠囊硫化機：目前國內存量較大的膠囊硫化機以福建三明的500T-1000T為多，由于我國引進注射法生產的時間較晚，如果采用注射法生產代替模壓法需要購進大量的膠囊注射硫化機，需要大量資金支持。原有的膠囊硫化機將會逐步淘汰，造成了資源浪費，為解決這一矛盾，對現有的膠囊硫化機進行改造，使之成為具有注射功能的硫化機，是解決目前以少量投資改造舊設備，利用新技術提高設備性能的優選途徑，也是膠囊硫化機注射法改造的主要目的。高密三維數控機械有限公司為上海雙錢載重輪胎公司的1000噸/18000ml膠囊硫化機注射化改造和為山東西水永一橡膠有限公司（**輪胎硫化膠囊生產廠）的500噸/6000ml膠囊硫化機注射化改造，從使用情況看*達到了**膠囊注射硫化機的各項指標。而設備造價僅為購買整機的50%左右。
    以下的改造工作以福建三明的500T、1000T為例。（1200T按1000T方式改造）
三、改造方案
1、注射裝置結構：
膠囊注射硫化機整機為立式結構，上部為注射和塑化機構下部為鎖模機構，從塑化注射系統構成來看，其主要包括塑化和注射二個部分。作為膠囊注射硫化機這種*型橡膠注射機一般采用塑化螺桿＋柱塞式注射機構，由塑化螺桿將定量膠料擠入料筒內，再由注射柱塞將膠料注入模腔內。螺桿＋柱塞式注射裝置其膠料不易產生回流，可進行高壓注射，另外對塑化過程和注射過程可分別控制，因而對提高塑化能力和注射壓力都有明顯的效果。目前這種注射方式為通用結構。
塑化螺桿＋注射柱塞式機構由注射油缸、注射柱塞、料筒和流道筒及注射咀組成。塑化螺桿與注射機構呈90°連接。注射部分為立式結構。
注射油缸的活塞桿由連接裝置與柱塞相聯接，柱塞在料筒中可以上下活動，料筒由于要承受注射時的高壓（作用在膠料上的壓力為110Mpa-170Mpa），對材料要求較高，既要求抗爆裂性能好，也要求**，一般采用38CrMoAL合金鋼制造。料筒和流道筒外部有熱媒循環套用以控制料筒的溫度。
塑化螺桿為冷喂料塑化螺桿，由液壓馬達驅動，長徑比一般為12：1，具有一定的壓縮比，為等距不等深結構，采用38CrMoAL合金鋼制造并經氮化處理。螺桿套外部有熱媒循環水套用于控制螺桿溫度。
注射機構中的注射咀是膠囊注射硫化機的重要組成部分，是注射機與模具相聯通的部件，對注射成型的膠囊質量有重要作用，料筒中的膠料，在相當大的壓力下**通過注射咀時受到剪切力的作用，使膠料升溫，并進一步塑化，變為黏流態，有助于提高膠料在模腔內的流動性，縮短硫化時間，相對于注射速率直徑小的注射咀會產生高的膠料溫度，對于大容量膠囊注射機，注射速率一般為300—500ML/S，注射嘴孔徑10-25mm。
在注射系統中對于料筒和螺桿的溫度控制采用的是分別控制的熱媒循環溫控裝置，一般采用二區溫控，二區溫控有螺桿機筒、注射料筒和注射流道筒。每1個溫控區為1個獨立溫控單元，每個單元由加熱元件、熱交換器、熱媒介質循環泵、溫度傳感器、壓力傳感器、溫控儀及管路組成。
溫控系統導熱介質一般采用導熱油或水,用油導熱性差，冷卻性能差但對系統內部來說不會生銹及產生水垢，使用水作傳熱介質導熱性好但易產生水垢。溫控系統冷卻水應采用處理后的軟化水。
     每個溫控單元內的傳熱介質由循環泵驅動在加熱器、熱交換器、工作部件之間通過管路循環流動，根據溫度傳感器測量信號和設定值之間進行加熱或冷卻，使工作部件工作于恒定的溫度，控制精度一般±1.5℃。 
該機的改造采用直立式注射結構，由注射油缸，注射滑座、料筒、柱塞流道筒及包覆在料筒和流道筒外的熱媒溫控包，四立柱，入料塑化螺桿，螺桿筒和包覆在螺桿筒外的溫控包，入料馬達螺桿止推軸承及連接座等組成，整套注射裝置安裝于上橫梁的上平面。
2、模壓式膠囊硫化機的結構及改造：膠囊硫化機一般采用側板式結構，由左右側板，上下橫梁，主油缸，活動平臺，上下芯模油缸組成。 
3、液壓及電氣系統基本結構與工作原理：
膠囊注射硫化機的運動部件全部使用液壓傳動驅動，塑化螺桿由液壓馬達驅動，注射裝置、機頭升降、合模、開模、中心**出均以液壓油缸往復運動完成，因此整臺設備液壓系統工作部件為液壓馬達，注射油缸、機頭升降油缸、中心**出油缸、鎖模油缸和液壓站的丹尼遜葉片泵泵、油研大流量葉片泵油泵、PQ比例控制閥組油箱及冷卻器等組成，液壓系統主要參數見表：
500T
油泵
流量
壓力
電機功率
注射油泵
75ml/r
21Mpa
18.5kw
合模油泵
200ml/r
3Mpa
11kw
 
 
 
 
1000T
油泵
流量
壓力
電機功率
注射油泵
125ml/r
21Mpa
30kw
合模油泵
300+100ml/r
2Mpa
15kw
 
 
 
 
 
注射系統的壓力、流量控制用PQ比例閥由電氣控制系統的電信號控制，塑化馬達轉速壓力，注射速度，注射壓力等由觸摸屏進行設定。
合模、開模、保壓動作由雙連泵和保壓泵驅支，合模開模由大流量閥控制，開模時打開充液閥實現**開模，開合模速度由雙連泵不同流量控制。
電氣控制系統基本組成與主要特點：
現在的膠囊注射硫化機、電氣控制系統都采用PLC可編程序控制器加液晶觸摸屏組成。電腦內安裝有專用控制軟件。觸摸屏由存儲、運行、速度、壓力、位置、溫度、加熱、報警、功能頁面組成。
膠囊注射硫化機的實時過程控制主要為設備的動作程序控制，生產工藝參數的設定模具信息的儲存，系統監控，*報警和功能選擇等，設備動作程序控制主要有塑化螺桿液壓馬達的啟動，注射油缸、機頭升降、合模、開模、保壓、**出等動作的控制，生產工藝參數有溫度，壓力、時間、速度、位置、注射量可進行設定。注射采用五段速度三段注射壓力可調。可儲存模具信息包括生產工藝參數、模具號、膠囊規格等內容進行儲存，更換模具規格時可調用儲存參數進行生產、監控是對整機的溫度、壓力、速度、動作等進行監控。*報警如溫度**限、斷料、**時、缺料、位置等進行報警，并按相關的報警說明進行處理。功能選擇如抽真空方式、入料方式選擇等。
溫度控制分為塑化螺桿溫度、料筒溫度及蒸汽溫度，塑化螺桿及料桶溫度控制由熱媒油循環系統控制，蒸汽溫度控制由蒸汽切斷閥進行PID控制。壓力設定有馬達供油壓力、注射壓力、**出壓力、合模壓力、保壓壓力，注射壓力根據生產規格的變化，需要調整到較佳值，時間調整包括塑化時間、注射時間、注射保壓時間、硫化時間、抽真空時間、吹制品時間，速度設定可分塑化螺桿速度、注射速度等，位置設定主要有入料位置設定等。
這些工藝參數設置的正確與否，對生產膠囊的質量和生產效率直接相關，上述工藝參數中，有些比較固定，如塑化溫度，料筒溫度，塑化馬達壓力等一經設定很少調整，但其它工藝參數是按不同規格的膠囊規格各有一套不同的參數。
生產時有兩種工作方式選擇，即“手動”模式和“自動”模式，手動模式一般在生產前對生產的準備過程，使用手動調整，如入料、射出舊料等，一旦進入正式生產則轉到自動模式。注射量由注射裝置上的電位尺進行測量。
 
4、技術參數
項目
500T膠囊硫化機改造
1000T膠囊硫化機改造
注射量
6000ml
18000ml
注射速率
330ml/s（較大）
430ml/s(較大)
注射壓力
150Mpa
150Mpa
熱媒油加熱功率
3KW×2
6KW×2
塑化螺桿
￠52mm
￠65mm
螺桿轉速
0-80r/min
0-80r/min
膠條尺寸
10×50mm
10×70mm
工作臺尺寸
900×900mm
1200×1200mm
工作臺較大間距
1300mm
 
較大合模速度
1800mm/min
2000mm/min
電機功率
18.5+11KW
30+15KW
真空泵
V
重量 : **（kg） ;
外形尺寸 : **（m） ;
電動機功率 : **（KW） ;
公稱合模力 : **（MN） ;
較大行程 : **（㎜） ;
切割刀寬 : **（㎜） ;
較大寬度 : **（㎜） ;
** : 三維機械 ;
運行方式 : 全自動硫化機 ;
樣式 : 立式 ;
型號 : 800T ;
類型 : ** ;
加工定制 : 是 ;

高密三維數控機械有限公司是一家國內獨資企業，成立于2003年，公司前身是金馬集團橡膠機械*。八十年代中期國內開始引進產自歐洲的橡膠注射機，九十年代初該所技術人員參入了國內*一臺橡膠注射機的調試與開發工作，于1992年試制出了樣機并通過了省級鑒定，在該領域擁有多項地區**，于1994年、1997年度兩次獲得地區經貿委、*頒發的地區新產品獎。

  公司在產品研發、設計中擁有一批經驗豐富的技術人員，在國內較早涉足于輪胎膠囊的注射化研究，于2008年為上海雙錢載重輪胎公司成功完成了國內*一臺1000T膠囊硫化機注射化改造項目。2009年又開發出了國內*一臺注射量為10000lm的兩工位輪胎膠囊注射硫化機。

  三維數控機械有限公司以其**的設計，不斷追求注射成型領域的科技新境界，嚴格的品質管理體系，以及對客戶無微不至的技術服務理念，成為業界**的制造廠商。本公司擁有健全的售后服務體系，客戶可根據需要選擇本公司產品，即可享受**的服務。