VMI系列四鼓成型机机械鼓改用胶囊鼓可行性分析

孟凡茂 隋润成

摘 要：VMI系列四鼓成型机机械鼓与胶囊鼓之间存在加工运行原理差异性，VMI系列四鼓成型机中，将机械鼓改用成为胶囊鼓，在操作与设计方面具有可行性，但实际改进中仍然存在制造方面的阻碍，本文重点研究这一内容，对其进行详细论述，帮助明确技术应用原理特征。

关键词：VMI系列；四鼓成型机；机械鼓；胶囊鼓

1 VMI系列四鼓成型机机械鼓与胶囊股之间的对比

1.1 机械式反包成型鼓

机械式反包成型鼓结构简单，使用过程中不容易产生故障，在工作运行过程中不需要进行三角胶压型，可以直接反包成型。虽然该种技术方法运动原理简单反包过程简单，但却由于其伞形结构存在反包压力不均的情况。尤其是在压力成型过程中机械反包成型鼓各反包杆部位受摩擦力影响，在反包的高度上与无反包杆部位很難达到一致，通常高度差在摩擦比较严重的部分可以达到8mm左右。尤其是在出胎过程中，子口部分出胶也是时常出现的问题。但由于结构简单仍然在一些轮胎生产中使用，其中所存在的反包高度不一致问题，仅仅通过机械式反包设备调整并不能解决，需要从技术应用角度来做出优化。机械式反包成型鼓在四轮成型机械系统中应用，工作原理比较直接，但相比于胶囊式反包成型鼓，两种技术方法仍然存在本质差别，需要根据所生产不同产品需求来进行机械原理调整。两种成型技术应用中，所针对的成型对象反包原理有很大区别，在改用中需要重点考虑这一差别。

1.2 胶囊式反包成型鼓

胶囊式反包成型鼓应用在轮胎加工中，可以避免机械式反包成型鼓产生反包高度差问题，这种方法是通过两侧鼓反包胶囊带动来进行反包成型的，这样能够将加工产品牢牢固定在生产线中，即使再加工生产中出现压力也不会造成产品移动。虽然在轮胎侧面的胎侧加工过程中容易出现碾压鼓包，但在整体成型效果上要强于机械式反包成型技术方法。胶囊式反包成型鼓在成型过程中利用的是反包胶囊的整体充气变形进而带动轮胎加工过程中相关部件的均匀变形。在成型过程中反包胶囊的线性膨胀在各个方向上都是均匀的，从而避免了伞形结构的机械式反包成型鼓的反包高度不一致问题。同时，反包胶囊的压力总是垂直于阻碍变形的法向，因此轮胎加工过程中相关部件的受力更加均匀避免了伞形结构的机械式反包成型鼓反包杆部分压力大出现凹陷，无反包杆部分压力小出现鼓包的问题。在两种技术方法主要在成型原理上有很大不同，但在质量法方法上并没有过大的差异性，只是适合应用在不同的场景中。对于胶囊成型鼓应用，碾压是在两侧所进行，压力更加分散，不容易出现中间部分鼓包的问题。两种方法只是在成型原理上不同，虽然并不会影响到最终的综合控制任务进行。但就综合效果方面胶囊式反包成型鼓优于机械式反包成型鼓。

2 机械鼓改用胶囊鼓的可行性

2.1 操作可行性

通过以上对比分析可以发现，机械鼓与胶囊鼓之间存在本质差异性，从加工效率质量方面分析，胶囊式反包成型鼓的稳定性更强。目前很多加工技术也在尝试从机械鼓逐渐向胶囊鼓方面进行改进。

2.2 机械设计及制造上可行性

机械加工生产制造中，可以在同一生产车床系统内进行多功能设计，但由于两种成型技术方法中自身筒长不同，在制造中如果想要改进这种差异性，不仅需要对碾压成型过程中的压力进行调整，更需要从筒长方面做出改变，这样才能达到最佳的控制管理效果。在生产控制过程中，不同的生产压力与设计方案之间需要配合，并以加工功能需求为向导进行现场的综合控制。无论是机械设计还是最终的产品生产制造，都需要建立在产品使用基础上，要确保生产功能可以正常实现。VMI系统中实现机械鼓向胶囊鼓之间的转换，在设计与制造方面虽然存在一定的难度，但可以实现。同时在加工技术的实现方面需要对各个零部件进行调整。原有的生产加工车床原有规格尺寸均需要作出调整，由于两者之间在尺寸规格方面相差较大，实现这一功能需要进行大规模调整。由此可见，虽然在机械设计与制造方面可以达到改用标准，但却需要进行大规模调整，并不利于实现长期发展计划。

2.3 成型机配合气路设计制造上的可行性

设计以及制造方面，VMI系统四鼓成型机所进行的各项转换，需要进行系统之间的相互关系转换控制，设计方面中对比分析可以了解到，两种技术在设计原理方面存在相近的部分，但想要实现最终的改用，还需要从生产技术需求方面来研究。成型机筒长是一次确定的，生产过程中如果需要变化，需要进行碾压滚筒部分的重新计算，改变长度，使之进入到更适合的长度状态中，这样才能达到最佳生产控制效果。荷兰VMI系列四鼓成型机可提供6路可控制气路，即使用机械反包成型鼓所需的撑块起、撑块落、反包杆起、反包杆落、定型内压、内压反馈；而使用一次胶囊式反包成型鼓6路可控气路也可实现即：撑块起、撑块落、反包胶囊充气、助推胶囊充气、定型内压、快排控制；所以成型机在现有基础上完全可以满足一次胶囊反包式成型鼓的气路所需，无需增加新气路和控制方式。

荷兰VMI系列四鼓成型机机械反包式成型鼓改用一次反包胶囊式成型鼓是完全可行的。一次反包胶囊式成型鼓在轮胎质量上具有机械反包式成型鼓无可比拟的优势，改用一次反包胶囊式成型鼓是大势所趋。本文仅供研究和讨论使用，在具体研发和改造试用过程中肯定还会遇到更多的技术问题，所以必须做好充分的准备，随时解决，随时修正，以保证满足轮胎制造工艺的要求和改造的顺利实施。