通过预先确定其硫化程度来硫化轮胎的方法技术

通过预先确定硫化程度的轮胎的硫化方法，包括下列步骤：确定轮胎和硫化模具的特定结构和尺寸参数，确定轮胎、模具、供热流体和冷却流体的特定热力学参数经时间（ｔ）的变化，确定一个由等效硫化时间ｔ＃－［０］组成的参数，并在参考温度Ｔ＃－［０］利用等效等温流变曲线确定在所述轮胎内部的特定点的等效硫化程度Ｘ（ｔ＃－［０］），所述等效等温流变曲线包括具有下列方程的三个连续部分。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。在轮胎生产领域中，为了改善硫化周期，已经提出了多种硫化动力学模型。硫化周期的温度历史一般用于试图根据模型改善硫化。但是，已经证明这些模型或者太复杂或者可靠性低。本专利技术的目的是避免所述问题并克服已知方法的局限性。一方面，本专利技术涉及通过借助于一个由其硫化程度组成的参数预先确定其硫化状态随时间的变化来硫化轮胎的方法，所述轮胎包括特定的可硫化混合物和特定的织物，所述硫化借助于由供热流体加热的硫化模具并使所述轮胎经过特定冷却流体冷却来进行，所述方法包括下列步骤a)确定所述轮胎和所述模具的特定结构和尺寸参数(几何形状)，b)确定经时间t特定热力学参数的变化，包括所述轮胎、模具、供热流体和冷却流体的温度T(t)和扩散系数α，c)确定一个由等效硫化时间t0组成的参数，其在特定恒定参考温度T0时使得有可能获得一个等效硫化程度X(t0)，所述等效硫化程度等于在特定时刻t和随时间变化的特定温度T(t)的硫化程度X(t)，所述等效硫化时间t0通过所述参考温度T0、所述温度T(t)和所述时间t的特定函数获得，d)确定在所述等效硫化时间t0变化时在所述轮胎内部特定点的所述等效硫化程度X(t0)，所述等效硫化程度X(t0)通过在所述参考温度T0的等效等温流变曲线获得，所述曲线包括具有下列方程的三个连续部分 这里，上述第一个方程适用于t0小于或等于第一个特定等效时间值(t0≤t60)的情形，在该第一个特定等效时间，有第一个特定的等效硫化程度(X(t60)=60％)，上述第三个方程适用于t0大于或等于第二个特定等效时间值(t0≥100％)的情形，在该第二个特定等效时间，对应有第二个特定的等效硫化程度值(X(t100)=100％或1)，上述的第二个方程适用于t0位于所述等效时间的第一个值和第二个值之间(t60≤t0≤t100)的情形，这里，tXX是第三个特定的等效时间值，在所述第一个(t60)和第二个(t100)等效时间值之间的中间，在该第三个特定的等效时间，对应有第三个等效硫化程度的特定值(X(tXX)=90％)，这里，f(t0-tXX)是一个立方插值函数，对于t0小于或等于所述第三个等效时间值时(t0≤tXX)，f(t0-tXX)等于0，而当t0位于所述第三个等效时间值和所述第二个等效时间值之间时(tXX≤t0≤t100)，它使得所述函数X(t0)通过一个由所述等效硫化程度(X(tXX))中间值组成的中间点，并以具有水平切线方式终止于由所述等效硫化程度的第二个值X(t100)组成的一点处，这里，C等于1-X∞，X∞是所述等效时间值趋于无穷大时所述等效硫化程度的第四个渐进线值，这里，通过设定相应的每对等效硫化程度值(X1，X2)，按照在点c)所述的程序确定相应的等效硫化时间(t1，t2)并且从上述三个方程的每一个中获得一个带有三个未知数的两方程体系，来确定每对上述参数(n1，k1；nX，kX；nR，kR)。优选地，在所述步骤b)中，通过下列步骤确定所述温度(T)b1)通过由特定有限元和节点形成的格子(网格)确定所述轮胎和所述模具的有限元模型；b2)通过把特定的初始温度与每个上述节点结合起来确定初始边界条件；b3)确定在所述硫化工艺中向所述模具供热的所述流体的温度随时间的变化和对流系数；b4)确定在所述轮胎的冷却过程中所述冷却流体的温度随时间的变化和对流系数；b5)采用Fourier传热方程，通过有限元法求解，确定在所述轮胎和所述模具内部特定点的所述温度T(t)随时间的变化。为了方便，在步骤c)中确定所述等效硫化时间t0所用的所述特定函数表示如下t0(t)=∫0teaT(t)-T0(T(t)T0)βdt]]>这里，在前面的步骤b5)中确定T(t)，通过每种混合物的试样在三个特定温度(TA，TB，TC)下获得的三个等温流变图确定α和β，每个流变图表示作为时间的函数的所述混合物的扭矩S′的变化和相应硫化程度(XA(t)；XB(t)；XC(t))的变化，在上述三个流变图中，用上述三个温度(TA，TB，TC)和使所述硫化程度从第一个特定值X11变化到第二个特定值X21的三个时间增量(△tA，△tB，△tC)，通过上述方程确定β，用两个上述温度(TA，TB)和上述三个流变图中的两个中的两个所述时间增量(△tA，△tB)确定α。优选地，所述方法还包括下列步骤e)给定上述硫化程度X(t0)，通过下列方程确定一个由特定温度T时的扭矩S′组成的参数S′(T，X)=S′min(T)+X*(S′max(T)-S′min(T))其中{Smax′(T)=S′(T,1)=Smax′(T0)+Dmax(T,T0)Smin′(T)=S′(T,0)=Smin′(T0)+Dmin(T-T0)]]>其中，S’min(T0)=在所述参考温度T0下的最小扭矩；S’max(T0)=在所述参考温度T0下的最大扭矩；Dmin=S’min相对于所述温度T的导数；Dmax=S’max相对于所述温度T的导数。优选地，对于上述第一个方程，上述一对等效硫化程度值(X1，X2)由X1=30％，X2=60％组成。进而，对于上述第二个方程，上述一对等效硫化程度的值(X1，X2)由X1=60％，X2=90％组成。优选地，对于上述第三个方程，上述一对等效硫化程度的值(X1，X2)由X1=20％，X2=60％组成，t趋于无穷大时X的减小设定为XR=100％。根据本专利技术的方法基本上基于-给定边界处的温度历史，通过模拟轮胎内部每一点的温度变化的有限元(FEA)模型方法，确定轮胎内的温度分布与时间的函数关系，以及-通过在有限元模型内实现的硫化模型确定随之发生的硫化状态的分布；所述硫化模型由一个用所述FEA模型积分的程序(程序)组成，使用基于所述混合物的流变性能的硫化程度(X)模型，所述程序逐时确定轮胎每一点的硫化状态。根据本专利技术的方法需要下列输入数据-所述轮胎的结构和几何尺寸；-所述混合物的热力学特征；-所述模具的几何尺寸和导热性；-硫化时间表；-所述轮胎的冷却条件。通常，所述硫化时间表用表格形式画出，并且表示向所述模具的部件，即扇形面(sector)和颊板(cheek)以及任何硫化室或内部金属模提供热量的流体的温度随时间的变化。所述流体包括加热扇形面(胎面)的蒸汽，加热颊板(侧壁)的蒸汽，硫化室第一次充气的蒸汽和所述硫化室的第二次充气的水或惰性气体。所述方法提供下列输出数据-所述温度分布图；-真实的和常规的硫化程度图以及与之相关的参数图(例如，等效时间和扭矩)。在根据本专利技术的方法中，所述FEA模型也扩展到所述模具和所述的硫化室。通过给定在所述硫化时间表上出现的各个温度值，因此，所述模型可以提供在所述轮胎的边界处的正确温度。通过硫化程度评价硫化状态具有使用不依赖于所述混合物的参数的优点；当所述硫化程度等于1时，所述硫化工艺完成。但是，基于等效时间的评价硫化状态的传统判据有依赖于所述混合物的缺点。根据本专利技术的方法使得有可能调整影响所述硫化工艺的所有参数，尤其是硫化时间表，通常调节硫化时间表来优化所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
轮胎（２）的硫化方法，包括借助于由其硫化程度组成的参数通过预先确定其硫化状态随时间的变化，所述轮胎（２）包括特定的可硫化的混合物和特定的织物，所述硫化借助于通过采用供热流体加热的硫化模具（１）并通过特定的冷却流体使所述轮胎（２）冷却而进行，所述方法包括下列步骤： ａ）确定所述轮胎（２）和所述模具（１）的特定结构和尺寸参数（几何形状）， ｂ）确定经时间ｔ特定热力学参数的变化，包括所述轮胎（２）、模具（１）、供热流体和冷却流体的温度Ｔ（ｔ）和扩散系数α， ｃ）确定一个由等效硫化时间ｔ↓［０］组成的参数，其在特定恒定的参考温度Ｔ↓［０］使得有可能获得一个等效硫化程度Ｘ（ｔ↓［０］），所述等效硫化程度Ｘ（ｔ↓［０］）等于在特定时刻ｔ和随时间变化的特定温度Ｔ（ｔ）处获得的硫化程度Ｘ（ｔ），所述等效硫化时间ｔ↓［０］通过所述参考温度Ｔ↓［０］、所述温度Ｔ（ｔ）和所述时间ｔ的特定函数获得， ｄ）确定在所述等效硫化时间ｔ↓［０］变化时，在所述轮胎（２）内的特定点的所述等效硫化程度Ｘ（ｔ↓［０］），所述等效硫化程度Ｘ（ｔ↓［０］）通过在所述参考温度Ｔ↓［０］利用等效等温流变曲线获得，所述曲线包括三个具有下列方程的连续部分： ＊＊＊ 其中，上述第一个方程适用于ｔ↓［０］小于或等于第一个特定等效时间值（ｔ↓［０］≤ｔ↓［６０］）的情形，在所述等效时间值处，对应有等效硫化程度的第一个特定值（Ｘ（ｔ↓［６０］）＝６０％），上述第三个方程适用于ｔ↓［０］大于或等于第二个特定等效时间值（ｔ↓［０］≥ｔ↓［１００］）的情形，在所述等效时间值处，对应有等效硫化程度的第二个特定值（Ｘ（ｔ↓［１００］）＝１００％或１），上述第二个方程是用于ｔ↓［０］位于所述等效时间的所述第一个和第二个值之间（ｔ↓［６０］≤ｔ↓［０］≤ｔ↓［１００］）的情形，其中，ｔ↓［ＸＸ］是第三个特定等效时间值，在所述第一个（ｔ↓［６０］）和第二个（ｔ↓［１００］）等效时间值之间，在所述第三个特定等效时间值处，对应有一个等效硫化程度的第三个特定值（Ｘ（ｔ↓［ＸＸ］）＝９０％）， 其中，ｆ（ｔ↓［０］－ｔ↓［ＸＸ］）是一个立方插值函数，对于ｔ↓［０］小于或等于所述第三个等效时间值（ｔ↓［０］≤ｔ↓［ＸＸ］）的情形，ｆ（ｔ↓［０］－ｔ↓［ＸＸ］）等于０，而对于ｔ↓［０］在所述第三个等效时间值和所述第二个等效时间值之间（ｔ↓［ＸＸ］≤ｔ↓［０］≤ｔ↓［１００］）的情形，...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：F曼科苏，G达密尼里，E科卡尔威斯，比赫罗，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]