陈文喜，蒋化学

（四川海大橡胶集团有限公司，四川 简阳 641402）

罐式胶囊硫化工艺在工程机械轮胎硫化中具有不可比拟的优势，目前仍广泛使用。但罐式胶囊硫化模具的过梁处内压水极易泄漏，造成轮胎胎侧缺胶和花纹圆角等外观质量缺陷，甚至导致轮胎报废。本工作对罐式胶囊硫化模具过梁处内压水泄漏（简称内漏）的原因进行分析，并提出相应的解决措施。

1 模具结构

工程机械轮胎罐式胶囊硫化模具主要由上模、内压管、过梁、上压盘、上夹盘、密封圈和钢碗组成（如图1所示）。其中，内压管及过梁等固定在上模，上压盘与上夹盘固定装配，密封圈及钢碗组成密封装置，A为内压水管与过梁接合面，B为上压盘上平面，C为过梁下表面，D为上夹盘上平面。

硫化时，内压水通过A面进入过梁，再通过密封装置进入上夹盘内，过梁内设通过内压水的过孔，过梁在A面与内压管焊接连接，密封装置装配在过梁及上夹盘间，过梁处形成如图1所示的焊接面A及C和D端面的密封点（C和D端面是密封圈的上、下面，同时起作用，均与过梁结构关联）。

图1 工程机械轮胎罐式胶囊硫化模具结构示意

2 模具过梁处内漏的原因分析

罐式胶囊硫化模具合模到位后，胶囊内腔与管路连通，处于无压状态，充入一次内压水时由于工程机械轮胎体积大，供水时间较长，导致胎坯与模具间产生间隙，如果模具表面有水，积水通过排气孔串至胎坯表面，影响硫化的质量。而罐式胶囊硫化工艺特殊，模具过梁处于薄弱部位，极易损坏，产生内漏，导致模具表面积水。

模具过梁处内漏的具体原因分析如下。

（1）过梁与模具连接不牢

过梁与模具材质不同，焊接面A易产生焊接裂纹，导致过梁与模具的连接强度降低，过梁连接处连接不牢，从而致使内压管与过梁连接处易破裂而产生内漏。

（2）过梁受力不合理

模具内的轴向配合零件较多，这些零件的累计装配误差导致过梁受力过大，即在轮胎硫化过程中，在内压的作用下，零件的累计装配误差使上夹盘上平面位置发生改变，造成上夹盘浮动，减小密封装置的轴向空间，而轴向空间是密封装置结构设计的基础，轴向空间减小使径向压力变大，使过梁受力加大，损坏过梁与模具连接，从而破坏内压管与过梁的连接，进而产生内漏。

上压盘与过梁产生干涉导致过梁受力过大，即过梁设计过厚，使上压盘与过梁产生干涉，上压盘上平面与过梁下平面产生接触，变为过盈配合，加大了过梁受力。

密封装置的空间设计过小使过梁受力过大，即过梁为密封圈提供径向压力，钢碗为密封圈提供周向压力，密封装置的密封圈厚度以及钢碗高度设计过大，密封装置的空间过小，造成过梁受力加大。

（3）密封结构不合理

密封圈与钢碗组合结构设计不合理，导致模具密封装置C和D端面易产生泄漏。

（4） 过梁结构不合理

过梁过孔不居中而导致过孔壁厚度过小、过梁整体厚度过小等不合理的结构设计，导致过梁管线易损坏。

3 模具过梁处内漏的解决措施

（1）优化过梁与模具连接

根据过梁和模具的材质以及焊接条件，合理选取焊接工艺，保证过梁与模具的焊接面质量，即连接强度达到设计值。同时，可以增大过梁加强筋，即增大过梁与模具的受力连接面积；适当加大过梁长度，增大焊接面，同时在过梁与模具间加设螺栓，增补螺栓连接，即加强过梁与模具的连接（如图2所示）。

图2 过梁与模具加强连接示意

（2）合理设计过梁受力

严格控制模具内上夹盘等夹具零件的加工精度，保证夹盘组件的装配误差在设计范围内，使过梁与上夹盘间轴向空间取值误差较小，这也是密封装置标准化使用的基础。

合理设计上压盘与过梁的配合。控制上压盘高度及过梁厚度，保证上压盘上平面与过梁下平面间的合理空间，避免上压盘与过梁产生干涉，保证过梁不受其它零件传递的额外力，从而保证焊接面连接不受额外力作用。

合理设计密封压力。根据密封装置的轴向空间及装配误差，合理设计密封圈厚度及钢碗高度，使过梁不产生额外变形，使其受力受控。

（3）优化密封结构

优化设计密封圈及钢碗的内径和外径，保证密封装置良好密封。

（4）优化过梁结构

过梁过孔应对称设计，保证过梁上、下面的过孔壁厚，使过梁穿孔不致早期损坏，延长过梁使用寿命。

过梁壁厚设计合理。过梁提供密封装置的锁紧压力，由于模具内孔大，约有400 mm长的过梁悬空，因此过梁强度及刚度要求较高，保证过梁壁厚。如果过梁与上夹盘间的空间不足，可适当改变过梁C面上内压管与过梁的接头位置，即密封圈的C密封面位置，在过梁对应于钢碗处适当开槽，充分满足过梁横向孔的上、下面壁厚。

4 结语

通过采取上述措施，工程机械轮胎罐式胶囊硫化模具过梁处内漏问题得到解决，大大减少了成品轮胎胎侧缺胶和花纹圆角等缺陷，轮胎硫化质量提高。