一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法

    技术2025-02-01  50


    本发明涉及一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,属于轮胎胶囊领域。


    背景技术:

    1、硫化作为轮胎制造的关键环节,对轮胎的品质有着直接的影响。轮胎硫化方法决定了轮胎的整体性能和实际生产效率。传统的硫化方法主要是采用蒸汽、蒸汽/氮气等,这些方法虽然可提供稳定的内压,但是往往工艺程序复杂,对整体设备的要求高,能耗高。

    2、在现有技术实际轮胎硫化工作中,由于轮胎中胎面、胎肩、胎侧等各个部位厚度不一致,采用传统方法,在硫化过程中各部位温度分布不均。在胎肩等厚度较大区域可能出现欠硫化,导致肩空、脱层等质量问题;在胎侧等区域可能出现过硫化,导致耐磨性差、崩花掉块,得到的轮胎无法达到最佳性能。

    3、为实现在保证各个区域都处于正硫化,使轮胎达到最佳性能状态,并同时降低能耗,提高生产效率,现有技术还有待于进一步发展和改进。

    4、因此,亟需提出一种新型的电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,以解决上述技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明研发目的是为了解决现有技术轮胎硫化过程中各部位温度分布不均,出现过硫化,导致耐磨性差、崩花掉块,得到的轮胎无法达到最佳性能的问题,在下文中给出了关于本发明的简要概述,以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分,也不是意图限定本发明的范围。

    2、本发明的技术方案:

    3、一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,包括以下步骤:

    4、步骤1,根据轮胎各部位厚度来划分硫化区域,根据不同硫化区域在胶囊上布置柔性导电膜。

    5、步骤2,由已划分的不同硫化区域和轮胎轮廓参数,确定胶囊上各区域的柔性导电膜的平均厚度;

    6、步骤3,确定柔性导电膜在胶囊上不同硫化区域的排布方案;

    7、步骤4,确定胶囊上各个硫化区域内柔性导电膜的宽度bi。

    8、优选的:所述步骤1包括:

    9、步骤1.1,在轮胎截面的内轮廓上取等间距的n个点过点作内轮廓法线与外轮廓交于点则传热方向上轮胎胎体各点的厚度dn为两点间直线距离;

    10、步骤1.2,沿内轮廓法线将轮胎截面分为i个硫化区域,i的取值范围在5~7,各硫化区域以轮胎胎体厚度数值进行划分,各硫化区域范围依次为:

    11、区域1:

    12、区域2:

    13、区域3:

    14、…

    15、区域i:

    16、优选的:所述步骤2包括:

    17、计算各区域平均厚度公式如下:

    18、

    19、式中,ni为区域i内点的数量。

    20、优选的:所述步骤3包括:

    21、步骤3.1,相同厚度的长条状柔性导电膜在胶囊内沿圆周向环绕排布;

    22、步骤3.2,相邻两条柔性导电膜间相互平行且相隔距离相同,公式如下:

    23、

    24、式中,g为柔性导电膜排布间距,u为轮胎内轮廓长度,m为总柔性导电膜的条数。

    25、优选的:所述步骤4包括:

    26、首先确定平均厚度最小的区域1内柔性导电膜的宽度b1<g;为使各个硫化区域达到相同热平衡状态,使硫化区域内的热量传递速率一致,各个硫化区域的柔性加热膜宽度bi与各硫化区域的柔性加热膜平均厚度成反比,如下:

    27、

    28、式中,σ为柔性导电加热膜电导率,bi为柔性导电膜的宽度,h为柔性导电膜的厚度,l为柔性导电膜的长度,pi为,i为;

    29、

    30、式中,q为热流密度,k为材料热导率,为温度梯度,即温度随距离的变化率。

    31、优选的:所述柔性导电膜布置于胶囊的内侧、外侧或壁内部。

    32、本发明具有以下有益效果:

    33、1.本发明可以根据不同轮胎的轮廓,灵活调整区域的划分,根据上述划分区域和区域平均厚度,计算其所需热流密度和所需功率,布置不同密度的柔性导电膜,实现分区域硫化的目的;

    34、2.本发明避免传统硫化方法,因各区域温度分布不均造成的过硫化或欠硫化,提升了轮胎的整体性能,且该变温硫化方法具有降低能耗、提高生产效率的特点。



    技术特征:

    1.一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,其特征在于:所述步骤1包括:

    3.根据权利要求2所述的一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,其特征在于:所述步骤2包括:

    4.根据权利要求3所述的一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,其特征在于:所述步骤3包括:

    5.根据权利要求4所述的一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,其特征在于:所述步骤4包括:

    6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,其特征在于:所述柔性导电膜(2)布置于胶囊(3)的内侧、外侧或壁内部。


    技术总结
    一种电加热轮胎硫化胶囊及硫化温度区域设计方法,属于轮胎胶囊领域,本发明包括步骤1,根据轮胎各部位厚度来划分硫化区域,根据不同硫化区域在胶囊上布置柔性导电膜。步骤2,由已划分的不同硫化区域和轮胎轮廓参数,确定胶囊上各区域的柔性导电膜的平均厚度;步骤3,确定柔性导电膜在胶囊上不同硫化区域的排布方案;步骤4,确定胶囊上各个硫化区域内柔性导电膜的宽度b<subgt;i</subgt;。解决现有技术轮胎硫化过程中各部位温度分布不均,出现过硫化,导致耐磨性差、崩花掉块,得到的轮胎无法达到最佳性能的问题,可以根据不同轮胎的轮廓,灵活调整区域的划分,避免因各区域温度分布不均造成的过硫化或欠硫化,提升了轮胎的整体性能,降低能耗、提高生产效率。

    技术研发人员:林国昌,田振辉,王友善,吴健,粟本龙
    受保护的技术使用者:哈尔滨工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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