CN112171978A

CN112171978A - 一种轮胎模具

Info

Publication number: CN112171978A
Application number: CN202011350950.9A
Authority: CN
Inventors: 刘代平; 李健; 隋广明; 武传杰
Original assignee: Himile Mechanical Science and Technology Shandong Co Ltd
Current assignee: Himile Mechanical Science and Technology Shandong Co Ltd
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2021-01-05
Anticipated expiration: 2040-11-27
Also published as: CN112171978B

Abstract

本发明公开了一种轮胎模具，包括设在型腔周侧的多个弓形座、设在型腔上下侧面的底座和上盖，弓形座为一体式结构，每个弓形座的上端设有第一滑块，下端设有第二滑块；弓形座通过第一滑块与上盖卡合固定，弓形座通过第二滑块与底座卡合固定以提供锁模力；第一滑块和第二滑块均包括连接端及配合部；第一滑块的连接端固定在弓形座上端，第一滑块的配合部可滑动地设置在上盖滑槽中；第二滑块的连接端固定在弓形座下端，第二滑块的配合部可滑动地设置在底座滑槽中；本发明可以实现合模自锁，能够降低或取消合模力，降低生产能耗；可以减小模具体积及重量，降低制造、运行及维护成本。

Description

一种轮胎模具

技术领域

本发明涉及一种轮胎模具，属于轮胎硫化装备技术领域。

背景技术

轮胎模具是轮胎硫化生产的关键装备，包括模壳及型腔，型腔具备花纹，型腔内设置有胶囊，轮胎硫化时，将胎坯放置在型腔内、胶囊的外侧，模具合模，胶囊内部充压将胎坯抵压在模具型腔面，完成轮胎的定性、硫化。

轮胎硫化时需要内部胶囊充压，为保证可靠合模，需要轮胎硫化机对模具提供合模力（150-300t），且硫化过程中不能撤销合模力，硫化机的液压站在硫化过程中一直处于工作状态，且一台硫化机在同一时刻只能硫化1-2条轮胎，能源消耗大，设备成本高，影响模具寿命。

为了解决这一问题，本领域设计了自锁模具，通过自锁结构代替（或者部分代替）合模力。例如中国专利CN200710006145.2，通过使形成于分块（弓形座）的上部以及下部的爪部与上圆板（上盖）以及下圆板（底座）的外周部的突起部卡合，实现模具的自锁。但是，这种自锁结构的轮胎模具需要通过增加弓形座、中套的高度，增大模具上盖及底座的厚度，从而构造出爪部、凸起部等自锁结构，使得模具整体重量、体积增大，制造、运行成本增加。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种轮胎模具，可以实现合模自锁，能够降低或取消合模力，降低生产能耗；可以减小模具体积及重量，降低制造、运行及维护成本。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种轮胎模具，包括设在型腔周侧的多个弓形座、设在型腔上下侧面的底座和上盖，弓形座为一体式结构，每个弓形座的上端设有第一滑块，下端设有第二滑块；所述弓形座通过第一滑块与上盖卡合固定，所述弓形座通过第二滑块与底座卡合固定以提供锁模力；

所述第一滑块和第二滑块均包括连接端及配合部；

所述第一滑块的连接端固定在弓形座上端，所述第一滑块的配合部可滑动地设置在上盖滑槽中；

所述第二滑块的连接端固定在弓形座下端，所述第二滑块的配合部可滑动地设置在底座滑槽中。

进一步地，所述弓形座的外部可滑动设置有中套，所述中套上下移动驱动多个弓形座同步径向移动；

所述中套与弓形座的滑动配合面为圆锥面或者斜平面，所述滑动配合面的倾斜角度A为8-15°。

进一步地，tanA=μ，μ为中套与弓形座之间的摩擦系数。

进一步地，所述上盖滑槽设在上盖周向侧部；所述底座滑槽设在底座的周向侧部；

所述上盖滑槽和底座滑槽均为T型槽或燕尾槽，所述第一滑块的配合部为与上盖滑槽相配合的T型或者燕尾型；所述第二滑块的配合部为与底座滑槽相配合的T型或者燕尾型。

进一步地，所述弓形座的上端设有第一固定槽；所述第一滑块的连接端卡合在第一固定槽内，并通过螺钉与弓形座固定；

和/或，所述弓形座的下端设有第二固定槽，所述第二滑块的连接端卡合在第二固定槽内，并通过螺钉与弓形座固定。

进一步地，所述第一滑块的连接端、第二滑块的连接端采用焊接方式固定到弓形座上；或者，所述第一滑块与弓形座、第二滑块与弓形座均一体成型。

进一步地，所述第一固定槽和第二固定槽均为T型或燕尾型；

所述第一滑块的连接端为与第一固定槽相配合的T型或燕尾型；所述第二滑块的连接端为与第二固定槽相配合的T型或燕尾型。

进一步地，所述第一滑块径向内侧设有第一卡合凸起，所述上盖滑槽径向内侧设有与其相连通的第一卡槽，轮胎模具合模后第一卡合凸起伸入第一卡槽内，使第一滑块与上盖卡合固定；

所述第二滑块径向内侧设有第二卡合凸起，所述底座滑槽径向内侧设有与其相连通的第二卡槽，轮胎模具合模后第二卡合凸起伸入第二卡槽内，使第二滑块与底座卡合固定。

进一步地，所述型腔包括上侧板、下侧板及多个花纹块；上侧板、下侧板和多个花纹块共同形成轮胎外形；所述上侧板设在上盖下侧面，所述下侧板设在底座的上侧面；所述花纹块设在弓形座内侧。

进一步地，所述弓形座与花纹块之间、上侧板与上盖之间、下侧板与底座之间均为可拆卸连接或者一体式结构。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过锁紧组件实现模具自锁，模具本身能够抵消胶囊内压产生的力，模具合模力下降了80 %以上，必要时可以取消合模力，模具合模状态能源消耗降低70%以上。

本发明相比于现技术中的自锁结构的模具，在同等规格条件下，模具高度下降了18-25%，模具重量减少20 %左右。

本发明模具后期维护更加方便、成本低，若锁紧组件发生损坏更换锁紧组件即可。

本发明能够对现有的非自锁模具进行改造，降低轮胎硫化装备的成本。

本发明的工字型滑块的设置，能够增强锁紧组件的承载能力，且在发生损坏时可以进行更换。

综上，本发明实现合模自锁，能够降低或取消合模力，降低生产能耗；可以减小模具体积及重量，降低制造、运行及维护成本。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图（合模状态）；

图2是本发明的另一结构示意图（开模状态）；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的仰视图；

图5是弓形座与第一滑块、第二滑块连接的示意图；

图6是弓形座与第一滑块、第二滑块连接的另一角度示意图；

图7是弓形座与中套滑动配合面处受力分析示意图；

图8是第一滑块在上盖滑槽内的安装示意图；

图9是第二滑块在底座滑槽内的安装示意图；

图中，

1-底座，2-上盖，3-中套，4-弓形座，5-上侧板，6-下侧板，7-花纹块，8-第一滑块，9-第二滑块，10-上盖滑槽，11-底座滑槽，12-第一固定槽，13-第二固定槽，14-第一卡合凸起，15-第一卡槽，16-第二卡合凸起，17-第二卡槽，18-滑动配合面。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1

如图1-6共同所示，本发明提供一种轮胎模具，包括模壳及型腔，所述模壳设置在型腔的外部，所述模壳包括底座1、上盖2、中套3及多个弓形座4，所述弓形座4为一体式结构，所述型腔包括上侧板5、下侧板6及多个花纹块7；多个花纹块7围成轮胎周向外形；所述上侧板5、下侧板6均为环形，所述上侧板5、下侧板6分别形成轮胎的侧部外形；所述上侧板5设在上盖2下侧面，下侧板6设在底座1的上侧面；所述花纹块7设在弓形座4内侧，所述弓形座4可滑动地连接在中套3内侧。

每个弓形座4的上端连接有第一锁紧组件，下端连接有第二锁紧组件；所述第一锁紧组件和第二锁紧组件提供锁模力，抵抗轮胎对模具的力；第一锁紧组件包括第一滑块8，所述第一滑块8包括连接端及配合部，所述第一滑块8的连接端固定在弓形座4上端，所述第一滑块8的配合部可滑动地设置在上盖滑槽10中；所述上盖滑槽10设置在上盖2周向侧部。

所述第二锁紧组件包括第二滑块9，所述第二滑块9包括连接端及配合部，所述第二滑块9的连接端固定在弓形座4下端，所述第二滑块9的配合部可滑动地设置在底座滑槽11中，所述底座滑槽11设置在底座1的周向侧部。

所述上盖滑槽10为T型槽，相应的第一滑块8的配合部为T型，或者，所述上盖滑槽10为燕尾槽，相应的第一滑块8的配合部为燕尾型。

所述弓形座4的上端设有第一固定槽12，所述第一滑块8的连接端卡合在第一固定槽12内，并通过螺钉紧固，增强第一滑块8与弓形座4连接的牢固度，提高承载能力。

所述第一固定槽12可以为T型，所述第一滑块8的连接端相应地为T型，即所述第一滑块8为工字型；或者，所述第一固定槽12可以为燕尾槽，所述第一滑块8的连接端相应地为燕尾型。需要说明，所述第一滑块8整体也可以为T型，所述弓形座4的上端不设置第一固定槽12，第一滑块8直接固定在弓形座4的上端。

所述第一滑块8的连接端还可以采用焊接方式固定到弓形座4的上端，或者第一滑块8与弓形座4一体成型设置。

所述底座滑槽11为T型槽，相应地第二滑块9的配合部可以为T型；或者，所述底座滑槽11为燕尾槽，相应地第二滑块9的配合部为燕尾型。

所述弓形座4的下端设有第二固定槽13，所述第二滑块9的连接端卡合在第二固定槽13内，并通过螺钉紧固，增强第二滑块9与弓形座4连接的牢固度，提高承载能力。

所述第二固定槽13可以为T型、燕尾型等，所述第二滑块9的连接端相应地为T型、燕尾型等。需要说明，所述第二滑块9整体也可以为T型，所述弓形座4的下端不设置第二固定槽13，第二滑块9直接固定在弓形座4的下端。

所述第二滑块9的连接端还可以采用焊接方式固定到弓形座4的下端，或者第二滑块9与弓形座4一体成型设置。

进一步，所述第一滑块8径向内侧设有第一卡合凸起14，所述上盖滑槽10径向内侧设有与其相连通的第一卡槽15，轮胎模具合模后第一卡合凸起14伸入第一卡槽15内，增强第一滑块8的承载能力，避免应力集中。

所述第二滑块9径向内侧设有第二卡合凸起16，所述底座滑槽11径向内侧设有与其相连通的第二卡槽17，轮胎模具合模后第二卡合凸起16伸入第二卡槽17内；增强第二滑块9的承载能力，避免应力集中。

所述中套3为环形结构，所述中套3与弓形座4可滑动地配合，所述中套3上下移动驱动多个弓形座4径向同步向内或者向外移动，在本实施例中所述中套3还能够带动多个弓形座4同步升降，所述中套3与弓形座4的滑动配合面18为圆锥面或者斜平面，且倾斜角度为A，A优选为8-15°；如图7所示，轮胎模壳在受胶囊内压的情况下，如果模具达到自锁，则弓形座受力平衡，此时：

F_f=F₂

即Fn*μ=F*sinA

即F*cosA*μ=F*sinA

得到tanA=μ

即中套3与弓形座4的滑动配合面18倾斜夹角的正切值等于摩擦系数的时候，模壳就产生自锁。

其中：F_f为中套给弓形座的摩擦力；F_n为中套给弓形座的压力；F为弓形座所受的向外的力，包括胶囊给予向外的压力；μ为中套3与弓形座4之间的摩擦系数。

本发明中，所述弓形座4与花纹块7可以为可拆卸连接，也可以为一体结构，称之为节段；所述上侧板5与上盖2可以为可拆卸连接，也可以为一体式结构；所述下侧板6与底座1可以为可拆卸连接，也可以为一体结构。

本发明的工作原理：

轮胎模具合模：硫化机驱动中套、弓形座、花纹块、上盖及上侧板下行，直至弓形座抵接底座、第二滑块进入底座滑槽，此后弓形座、花纹块、上盖及上侧板不再继续下行，而中套继续下行驱动多个弓形座及花纹块径向收拢，直至第一卡合凸起、第二卡合凸起分别进入第一卡槽、第二卡槽内。因此，当胶囊从内部充压，对轮胎模具施加轴向力及径向力，第一滑块、第二滑块及中套配合承载部分或全部胶囊压力。

轮胎模具开模：硫化机驱动中套上行，中套驱动多个弓形座及花纹块径向向外运动至预设位置，第一卡合凸起、第二卡合凸起分别脱离第一卡槽、第二卡槽，此后中套继续上行，带动弓形座及花纹块上行，并带动上盖、上侧板上行。

本发明相比于现技术中的自锁结构的模具，在同等规格条件下，模具高度下降了18-25%，模具重量减少20 %左右；具体数据如下：

以相同规格轮胎模具（胎顶直径为761mm）为例，本申请与背景技术中轮胎模具尺寸对比结果如下表所示：

模具高度

弓形座高度

中套高度

底座高度

上盖高度

模具重量

本申请

450mm

329mm

377mm

55mm

85mm

3284.97kg

背景技术

550mm

454.3mm

482mm

120mm

4162.38kg

对比结果

↓18.18%

↓27.58%

↓21.78%

↓54.17%

↓29.17%

↓21.07%

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种轮胎模具，包括设在型腔周侧的多个弓形座（4）、设在型腔上下侧面的底座（1）和上盖（2），弓形座（4）为一体式结构，其特征在于：每个弓形座（4）的上端设有第一滑块（8），下端设有第二滑块（9）；所述弓形座（4）通过第一滑块（8）与上盖（2）卡合固定，所述弓形座（4）通过第二滑块（9）与底座（1）卡合固定以提供锁模力；

所述第一滑块（8）和第二滑块（9）均包括连接端及配合部；

所述第一滑块（8）的连接端固定在弓形座（4）上端，所述第一滑块（8）的配合部可滑动地设置在上盖滑槽（10）中；

所述第二滑块（9）的连接端固定在弓形座（4）下端，所述第二滑块（9）的配合部可滑动地设置在底座滑槽（11）中。

2.如权利要求1所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述弓形座（4）的外部可滑动设置有中套（3），所述中套（3）上下移动驱动多个弓形座（4）同步径向移动；

所述中套（3）与弓形座（4）的滑动配合面（18）为圆锥面或者斜平面，所述滑动配合面（18）的倾斜角度A为8-15°。

3.如权利要求2所述的一种轮胎模具，其特征在于：tanA=μ，μ为中套（3）与弓形座（4）之间的摩擦系数。

4.如权利要求1所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述上盖滑槽（10）设在上盖（2）周向侧部；所述底座滑槽（11）设在底座（1）的周向侧部；

所述上盖滑槽（10）和底座滑槽（11）均为T型槽或燕尾槽，所述第一滑块（8）的配合部为与上盖滑槽（10）相配合的T型或者燕尾型；所述第二滑块（9）的配合部为与底座滑槽（11）相配合的T型或者燕尾型。

5.如权利要求1所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述弓形座（4）的上端设有第一固定槽（12）；所述第一滑块（8）的连接端卡合在第一固定槽（12）内，并通过螺钉与弓形座（4）固定；

和/或，所述弓形座（4）的下端设有第二固定槽（13），所述第二滑块（9）的连接端卡合在第二固定槽（13）内，并通过螺钉与弓形座（4）固定。

6.如权利要求1所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述第一滑块（8）的连接端、第二滑块（9）的连接端采用焊接方式固定到弓形座（4）上；或者，所述第一滑块（8）与弓形座（4）、第二滑块（9）与弓形座（4）均一体成型。

7.如权利要求5所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述第一固定槽（12）和第二固定槽（13）均为T型或燕尾型；

所述第一滑块（8）的连接端为与第一固定槽（12）相配合的T型或燕尾型；所述第二滑块（9）的连接端为与第二固定槽（13）相配合的T型或燕尾型。

8.如权利要求1所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述第一滑块（8）径向内侧设有第一卡合凸起（14），所述上盖滑槽（10）径向内侧设有与其相连通的第一卡槽（15），轮胎模具合模后第一卡合凸起（14）伸入第一卡槽（15）内，使第一滑块（8）与上盖（2）卡合固定；

所述第二滑块（9）径向内侧设有第二卡合凸起（16），所述底座滑槽（11）径向内侧设有与其相连通的第二卡槽（17），轮胎模具合模后第二卡合凸起（16）伸入第二卡槽（17）内，使第二滑块（9）与底座（1）卡合固定。

9.如权利要求1所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述型腔包括上侧板（5）、下侧板（6）及多个花纹块（7）；上侧板（5）、下侧板（6）和多个花纹块（7）共同形成轮胎外形；所述上侧板（5）设在上盖（2）下侧面，所述下侧板（6）设在底座（1）的上侧面；所述花纹块（7）设在弓形座（4）内侧。

10.如权利要求9所述的一种轮胎模具，其特征在于：所述弓形座（4）与花纹块（7）之间、上侧板（5）与上盖（2）之间、下侧板（6）与底座（1）之间均为可拆卸连接或者一体式结构。