不同预热温度对轮胎硫化温度和程度场的影响.pdfVIP

第二届全田橡胶制品技术研讨会论文集 不同预热温度对轮胎硫化温度及程度场的影响 曾钊，江袖。张海 (华南理工大学工业装备与控制工程学院广东广州510640) 摘要本文通过建立三维有限元实体模型来模拟轮胎的琉化工艺过程，分别研究了不同初温对轮胎硫化温度场 及程度场的影响．研究表明预热处理使轮胎各部份温升均匀，不但能缩短机内硫化时阃。还可以显著地改善轮胎硫 化程度的均匀性．研究还表明预热温度不宜超过105℃．在此温度下．预热温度每提高10℃．轮胎的机内硫化时间 可缩短1．5分钟。其硫化均匀性可相对提高l骗． 关键词轮胎唆牛’硫化初温·预跫 硫化是轮胎加工过程的最后一个工序也是最重要的工序，其目的在于使轮胎各个部位的物理机械性 能达到最佳。由于轮胎外胎属于橡胶厚制品，是热的不良导体，其温升、传热速度极慢，通常内部达到 正硫化时，外部往往早已过硫。 本文用有限元来模拟不同初温对轮胎硫化温度场及程度场的影响，研究表明通过预热技术提高轮胎 的硫化初温，不但可以缩短机内硫化时间，还可以显著地改善轮胎硫化程度的均匀性。 1有限元分析模型的建立 (1)轮胎几何模型的构建 本文将某厂提供的10．OOR20S．3051子午线轮胎按照l：1的比例绘于计算机中。其有限元模型如图 1所示。其网格划分采用3．D20节点的热单元。该单元适合于3维模型的稳态及瞬态传熟分析。 (2)物理参数的选取 由于轮胎和胶囊的热阻是模型整个热路热阻的主要部分，它们的热力学参数及几何参数的取值对模 拟结果有很大影响。本文根据工厂实际硫化工艺模拟轮胎的硫化过程，先采用与实际相同的参数设置，然 后经过多次试探性计算并与实测数据反复对比后。确定其主要物理参数。它使模型在大多数工艺条件下 的模拟结果与实验结果相吻合． 圈1 田2轮雎蔫重点示l盈 (3)模型参数的设置 ■钊等．不同璜热沮度对轮_自麓化量度及程度场的影响 轮胎主要测温点的位置详见图2：l号点表示胎冠表面中心部位；2号点位于胎里内衬层表面；3号点表 示胎肩带柬端点；4号点是胎冠中心处，从胎面底部至整个胎面的1，3处。温度历程比较见图3所示。 慧 l#点 0 埒 40 ∞ O 0 蚰 ∞ 热 ∞加h 绱 ∞佃 n 图h 图 弛 温度 3#点 4硝 。3暇 黼 帖∞¨∞：8 牾∞坫∞I盘他弘蚰 m弱∞ o 10 50 蚰 ∞ 20时间32t／mi。4)0 ‰ 图3c 粕蚴 圈3 不同覆热噩度对轮胎各美t点噩度历程的髟响 2结果分析 (1)预热对轮胎硫化温度场的影响 图3a一图3d是用有限元模拟生胎硫化前预热温度不同时轮胎各主要点温度历程的比较，由图可见， 预热温度的变化对轮胎表面I号点及2号点的温度历程影响很小。1号点的各条曲线几乎重合，2号点各 温度曲线也只是在前10分钟差别稍大。而轮胎的内部点，3号点和4号点则随着轮胎预热温度的增加．曲 线逐渐平坦，说明随着预热温度的提高，轮胎内部硫化温度场愈均匀。 (