短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置制造方法及图纸

本发明专利技术公布一种短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置，包括入口段、过渡段、分流段、定型段和预硫化装置，分流段内圆柱形流道先经过90度变形，变形后的分流段流道内中心设置有一横截面为六边形的分流柱，分流柱的末端连接定型段，定型段由上、下定型板和板间模腔组成，定型段内流道以中心为起点，胶料沿着六条等横截面的流道挤出，流道口与六边形边相对，分流柱的横截面积为圆柱形结构横截面积的1/2，定型段外配合有分块轮胎花纹面的预硫化装置，本装置克服了现有技术中短纤维胶料在轮胎活络模具中硫化时短纤维运动方向发生改变造成取向度下降的技术问题，提高纤维增强胎面胶的径向取向度，并提出了一种新的短纤维径向取向的方法。

【技术实现步骤摘要】
短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置
本专利技术涉及纤维取向增强再制造轮胎胎面挤出成型预硫化一体装置，特别是针对于短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置
技术介绍
随着汽车工业的飞速发展，我国的废旧轮胎年产量也是全球最多。废旧轮胎作为固体废弃物，是一种“黑色污染”。如何清洁并高值化循环利用废旧轮胎成为一项重大问题，当前，对废旧轮胎进行循环利用主要有轮胎翻新、生产胶粉、生产再生胶、废轮胎裂解等途径。其中，轮胎翻新是废旧轮胎循环利用的首选方式，具有最环保、最节省资源等优点，已成为发达国家通常采用的废旧轮胎循环利用方式。通常每翻新一次，轮胎即可获得相当于新胎60％～90％的使用寿命，耐磨、安全等性能也不影响其正常使用。在原材料和能源消耗方面，翻新轮胎分别为制造同规格新胎的15％～30％和20％～30％，而价格却仅为20％～50％，经过大量的研究表明，短纤维增强橡胶复合材料是制备高性能翻新轮胎的理想材料之一。胶料中加入短纤维，并且使短纤维在胶料中适当取向，可使轮胎的滚动阻力明显降低，据报道，对于轿车胎，滚动阻力降低5％～7％，可节省燃料1％；对于载重胎，滚动阻力降低2％～4％，可节省燃料1％。而在轮胎的各部件中，胎面产生的滚动阻力占据了总滚动阻力的49％。因此，有效降低胎面的滚动阻力，将对节约能源、减少排放产生重要的影响，这对石油资源日益匮乏的我国来说具有非常重大的意义；胎面的抗撕裂性、耐磨性、抗崩花掉块性能提高，可使轮胎轻量化，并且还可使行驶噪音降低，提高了乘坐的舒适性，从而满足广大人民的消费需求以及符合国家节能、减排、环保的生产要求。CN101352927A公开一种短纤维增强橡胶复合材料径向取向挤出成型方法，先将含有短纤维的橡胶熔融体在挤出机中进行挤出加工；在挤出机筒内的螺杆末端，橡胶被挤入轴向取向流道，利用胶料流动方向取向，在机头的轴向取向流道内实现短纤维轴向方向取向；经过轴向取向后的胶料在挤出压力作用下通过由收缩流道的厚度而形成的阻坝，利用橡胶挤出膨胀的特点，胶料中的短纤维在胶料通过阻坝后迅速膨胀的过程中发生翻滚而倾斜；膨胀后的胶料沿流道继续流动，在流道的中间和边缘部分因速度梯度使倾斜加剧，短纤维径向取向增大，并进而实现径向取向。CN101337435A公开一种短纤维增强橡胶复合材料径向取向挤出成型装置，其法兰正面上制有八个螺纹孔，用八根双头螺杆和螺母将法兰与过渡段、阻坝支撑板、定型板、机头压板按顺序依次联接在一起，法兰正上方装有溢胶阀，正下方钻一螺纹孔以安装压力传感器；阻坝支撑板中间放置一对阻坝调节块，阻坝调节螺栓一端与阻坝调节块固定，另一端通过螺纹连接与阻坝支撑板相联，阻坝调节螺栓控制阻坝间隙；定型板中间放置一对定型调节块来调节定型间隙，定型调节块夹在阻坝支撑板与机头压板之间并由螺钉将其固定。CN102431145A公开一种轮胎胎面胶中短纤维径向取向成型装置，由机头压力调整螺栓、机头压力调整阀和滤胶板组成机头入口段，由取向间隙调节块、取向间隙调整螺钉、分流型块和取向间隙支撑板组成径向取向段，由定型间隙调整块、定型间隙调整螺钉和定型间隙支撑板组成定型段；法兰盘上均匀布置八个通孔，分别用八个螺栓将法兰盘与挤出机机身固连，机头入口段与法兰盘相连并用加强筋板固定，在机头入口段内制有加热冷却水循环通道，其入口端制有虑胶板，机头压力调节阀分别与机头压力调节螺栓和机头入口段相联。在上述专利技术专利中短纤维径向取向的方法及原理都是利用橡胶挤出膨胀的特性，使胎面胶中的短纤维在胶料膨胀过程中沿着膨胀方向发生翻滚，呈现出倾斜的趋势，最终使短纤维径向取向；但是即使能够使挤出胶料更好的径向取向，但是现有技术中一般的挤出胶条若要要进行硫化，挤出机需通过管道连接轮胎活络模具，挤出胶条经过轮胎活络模具模套或上下模，慢慢充满整个轮胎模具型腔，其胶料中的短纤维在轮胎活络模具运动方向发生改变，其取向状态发生改变，在实际生产中没有任何意义，并不能应用于大规模工业生产，并且原有的径向取向机头对加工精度要求较大，制造成本较高。
技术实现思路
为了改变传统的短纤维径向取向的方法及原理，并克服现有技术中短纤维胶料在轮胎活络模具中硫化时短纤维运动方向发生改变的技术问题，本专利技术提供了一种短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置，包括入口段、过渡段、分流段、定型段，其特征在于：过渡段末端与分流段相连，分流段内圆柱形流道先经过90度变形，变形后的分流段流道内设置有一横截面为六边形的分流柱，分流柱固定在定型段中心，定型段通过六角螺柱与分流段连接，分流柱与定型段中心部分圆滑过渡，分流柱的末端连接定型段，定型段共有六个等截面流道，流道口与六边形边相对，分流柱的横截面积为圆柱形结构横截面积的1/2，定型板外配合有分块轮胎花纹面的预硫化装置，预硫化装置与上定型板、下定型板嵌合；分流段内分流柱顶部为六棱锥，便于胶料被分流柱均匀引导至定型段各个流道内，过渡段末端与分流段相连，分流段内圆柱形流道先经过90度变形，由横向挤出平滑过渡到纵向挤出，防止橡胶在挤出过程中因积料而产生胶烧现象。优选的是：所述一体装置包括翻新胎面下模具、翻新胎面上模具和档胶板，翻新胎面上模具分内外两层，所述档胶板嵌入翻新胎面上模具内外层之间，均布于定型段六个流道口延伸到翻新胎面的上模具内，翻新胎面上模具内层为六个流道，与定型段六个流道相连，档胶板向下可将六个流道封闭，外层为环形预硫化胎面型腔，翻新胎面上、下模具合模时的型腔高度为上、下定型板之间型腔的高度的9/10，预硫化胎面最后可以分块把胎面移出。优选的是：入口段为一法兰，所述法兰中心位置为胶料入口，胶料入口与过渡段的流道相通。优选的是：入口段为锥形结构，过渡段为圆柱形结构。优选的是：定型段内流道以中心为起点，胶料沿着六条等横截面的流道挤出，每条流道中心的夹角为60度，上、下定型板之间型腔的高度为全充满分流段流道直径的1/4，此时，胶料从过渡段到定型段过渡时不会发生挤出膨胀现象，从而尽量使纤维方向保持一致。优选的是：过渡段在流道区域上装有温度传感器和压力传感器,可以实时监控专利技术装置内胶料的温度和压力。优选的是：过渡段上方设置连通流道的溢胶装置，溢胶装置包括溢胶阀和与之配合的调节螺栓。优选的是：入口段、过渡段、分流段上开设冷却水孔。优选的是：定型段由上、下定型板和板间模腔组成。各部件之间的连接关系为法兰与挤出机相连，入口段、过渡段和分流段进口和出口的相应位置开设螺纹孔，在分流段的水平一端的螺纹孔通过螺柱与法兰连接,通过螺母拧紧。定型段上下两部分分别开设螺纹孔，分流段的底部对应位置开盲孔，用内六角螺栓将分流段与定型段连接拧紧。本专利技术装置取向原理：将挤出机位于环形胎面预硫化装置的正上方，定型段插入与之匹配的与硫化装置的定型股内，胶料沿着挤出装置从定型段四周挤出，当短纤维胶料流经断面积均匀不变的流道时，其速度分布比较平缓，主要形成剪切流场，故短纤维为沿着挤出方向取向，当短纤维在环形预硫化装置的中心向四周挤出时，完成短纤维胎面胶的径向取向。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：一是短纤维取向原理简单，由最常见的从一端水平挤出改成从中心向四周均匀挤出，通过挤出方式的改变巧妙的运用到环形胎面预硫化装置中，提高纤维的取向度；克服了现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置，包括入口段、过渡段、分流段、定型段，其特征在于：所述过渡段末端与分流段相连，分流段内圆柱形流道先经过90度变形，变形后的分流段流道内设置有一横截面为六边形的分流柱，分流柱顶部为六棱锥，分流柱固定在定型段中心，定型段通过六角螺柱与分流段连接，分流柱与定型段中心部分圆滑过渡，分流柱的末端连接定型段，定型段由上、下定型板和板间模腔组成，分流柱固定在定型段中心，定型段通过六角螺柱与分流段连接,定型段共有六个等截面流道，流道口与六边形边相对，分流柱的横截面积为圆柱形结构横截面积的1/2，定型段外配合有分块轮胎花纹面的预硫化装置，预硫化装置与上定型板、下定型板嵌合。

【技术特征摘要】
1.一种短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置，包括入口段、过渡段、分流段、定型段，其特征在于：所述过渡段末端与分流段相连，分流段内圆柱形流道先经过90度变形，变形后的分流段流道内设置有一横截面为六边形的分流柱，分流柱顶部为六棱锥，分流柱固定在定型段中心，定型段通过六角螺柱与分流段连接，分流柱与定型段中心部分圆滑过渡，分流柱的末端连接定型段，定型段由上、下定型板和板间模腔组成，分流柱固定在定型段中心，定型段通过六角螺柱与分流段连接,定型段共有六个等截面流道，流道口与六边形边相对，分流柱的横截面积为圆柱形结构横截面积的1/2，定型段外配合有分块轮胎花纹面的预硫化装置，预硫化装置与上定型板、下定型板嵌合。2.如权利要求1所述的一种短纤维径向取向增强环形胎面挤出成型预硫化一体装置，其特征在于：所述预硫化装置包括翻新胎面下模具、翻新胎面上模具和档胶板，翻新胎面上模具分内外两层，所述档胶板嵌入翻新胎面上模具内外层之间，均布于定型段六个流道口延伸到翻新胎面的上模具内，翻新胎面上模具内层为六个流道，与定型段六个流道相连，档胶板向下可将六个流道封闭，外层为环形预硫化胎面型腔，翻新胎面上、下模具合模时的型腔高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪传生，边慧光，田晓龙，李泽汉，沈波，李利，张德伟，李绍明，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37