中國橡膠機械網 液壓硫化機具有精度和自動化程度高、硫化的輪胎均勻質優、適合于子午線輪胎尤其是高等級子午胎的硫化等優點，其優越性在國內已被廣大輪胎企業認可，新上輪胎項目尤其是高等級子午線輪胎項目更傾向于選用液壓硫化機。本文主要介紹了國內液壓硫化機的發展現狀，在國內制造及使用過程中出現中問題、新的要求以及對今后的發展趨勢作了初步的探討。

隨著我國汽車工業和輪胎工業近十幾年來的快速發展，國內輪胎企業對輪胎的均勻性提出了越來越高的要求，輪胎硫化是輪胎制造的最后一道工序，液壓硫化機由于較徹底的解決了機械式硫化機合模力不均，很難保證輪胎的均勻性的弱點，具有生胎對中性好，合模平行精度高，運動快速平穩，控制系統先進，設備利用高等優點，在生產高等級子午線輪胎較機械式硫化機具有更大的優勢，因此國內外輪胎廠家生產高等級子午線輪胎時普遍采用液壓硫化機，其使用比例也越來越高。

1、發展現狀

我國液壓硫化機從“十五”前試制、小批量過渡到目前產業化階段，現已呈現出蓬勃發展之勢。目前，國內液壓硫化機的主要生產廠家有益神橡膠機械有限公司、桂林橡膠機械廠、青島軟控、廣東巨輪、華橡自控等二十余家，生產能力在2000臺以上。其主要型號涵蓋42″、45″、47″、48″、51″、52″、55″、58″、63.5″、65.5″、67″、70″、177″、188″、200″等，實現了液壓硫化機系列化。液壓硫化機的主要結構有天平式（又稱扁擔式）、框架式、立柱式等。可以說我國通過對引進液壓硫化機的消化吸收，已基本掌握液壓硫化機的技術及原理，具備液壓硫化機的自主開發能力，液壓硫化機進入廣泛推廣階段。

1.1益神橡膠機械有限公司的液壓硫化機

益神公司系益陽橡膠塑料機械集團有限公司與日本神戶制鋼所、神鋼商事株式會社于1995年合資創辦，于2005年引進神戶制鋼液壓硫化機技術并開始生產液壓硫化機，其產品具備優越的生產效率和穩定的輪胎質量。目前，其產品結構主要分為天平式和框架式兩種，如圖1所示。天平式液壓硫化機主要采用雙模同時進行控制，由兩模中間的油缸來控制主機開合模，單邊采用三拉桿、四加壓油缸下加壓結構形成一個閉環結構來提供合模力。后充氣采用四點式雙工位上翻轉結構，整體對中性好。該結構主要適用于少品種大批量輪胎的生產。

框架式液壓硫化機主要采用左右雙模單獨控制，其抓胎手、卸胎機械手、后充氣及管道系統均左右可單獨控制，整機采用單邊四拉桿、四加壓油缸下加壓結構形成一個閉環結構來提供合模力。可采用兩邊一起硫化控制或兩邊單獨硫化控制，主要適用于小批量多規格輪胎的生產。

該兩種結構的液壓硫化機，其中心機構的定型高度、模具高度以及合模力的變更均可在控制面板上快速設定，模具采用快速更換結構等。操作簡單方便，自動化程度高。

1.2桂林橡膠機械廠的液壓硫化機

桂林橡膠機械系國內首家將液壓硫化機產業化的老牌硫化機生產廠家，目前液壓硫化機已實現42″到200″的系列化。其產品結構主要分天平式及框架式兩種，大規格如200″則采用單模框架式結構，如圖2所示。
天平式液壓硫化機結構與日本三菱結構類似，采用雙模同時控制，由兩模中間的油缸來控制主機開合模，單邊采用三拉桿、三加壓油缸下加壓結構形成一個閉環結構來提供合模力。后充氣采用四點式雙工位下翻轉結構，并單獨配套后充氣卸胎機械手進行卸胎，采用氣液增加技術來提供合模力所需的油壓。

框架式液壓硫化機結構與日本三菱結構類似，采用左右雙模單獨控制，后充氣采用兩側一起控制，整機利用整體框架，單邊采用一個大加壓油缸上加壓。主要采用一個單獨的高壓泵提供實際合模力所需的油壓。整體結構緊湊，占地空間小。

1.3青島軟控的液壓硫化機

青島軟控為近年來新進入液壓硫化機生產廠家行業的新企業，其生產的液壓硫化機結構為中間立柱式，如圖3所示。
整機結構采用兩側模具一起控制，中間立柱導向裝置與合模力受力裝置分離，采用錯齒鎖環機構保證合模力的產生及均一性。整體結構簡潔緊湊，硫化輔助時間短，生產效率較高。

1.4其它廠家的液壓硫化機

目前，國內能夠生產液壓式硫化機的其它企業主要有巨輪股份、華工百川，青島雙星、華橡自控等。其中巨輪股份擴張最快，其主打產品48″液壓硫化機，也采用框架式結構，與日本三菱結構類似，產品供不應求。

國內其它廠家生產的液壓硫化機大體結構基本上差不多，具體見圖4。
2、發展過程中出現的問題及對策

2.1提升自動化程度的需求

要求自動化程度高，操作更簡單，調整更快捷，維護更方便。目前，主要通過以下手段來滿足客戶新的要求。

⑴在主機開合模、中心機構上環、機械手以及卸胎機械手升降動作及位置采用線性位移傳感器或旋轉編碼器來檢測和控制，客戶可通過觸摸屏根據實際需求進行數字化設定或變更。

⑵輪胎硫化時所需的合模力采用電液比例閥調整油壓壓力來控制的，通過相關放大器與主機相連，其操作控制可通過觸摸屏進行直觀的數字，精確設定或調整合模力。

⑶輪胎的一次及二次定型采用平衡閥+電器轉換器來控制，工藝員可在觸摸屏直接、快速設置或更改定型壓力。另外，程序中可根據要求設置更換新膠囊時，自動增加新膠囊補償壓力，而不需人工調整。

另外，當設備出現問題時，為了幫助維修工判斷，在程序中設置了相關比較常見的故障信息，可以很方便地查閱。在一定程度上減少了問題的處理時間。

2.2采用群控制技術的需求

要求硫化機具有以太網接口，輪胎廠可在適當時候采用群控制技術進行控制。控制系統是輪胎硫化機的重要組成部份，近年來，隨著國外輪胎廠家對硫化機控制技術的不斷完善與發展，硫化機群控技術越來越成熟。由于群控技術利用上位機，通過以太網與各單臺硫化機聯接起來，通過各硫化機上的感應及控制元件，可對各硫化機的歷史參數查詢、產量統計、工藝儲存或合理、PLC-I/O監控等功能進行更加系統的管理，每臺上位機可以實時監控多達32臺硫化機。在一定程度上提高硫化機的可靠性、穩定性及自動化程度，提高了控制精度，減少了操作員，降低了維護費用。同時，系統的實時數據或歷史數據可方便地傳送到分廠或公司其他管理網絡中，實現系統資源網絡共享形成管控一體化的網絡系統，提高全廠的科學管理水平。

目前，部分國內廠家也對硫化機的群控技術進行了前期的技術研究及嘗試，尚處在起步階斷。可以預見，在未來較長一段時間，越來越多的輪胎廠家將在硫化機的控制上逐步采用群控技術。

2.3 提高整機運行效率，節能減耗的需求

如何提高整機運行效率，可從以下三個方面著手解決：

⑴對設備相關結構進行改進優化，減少客戶更換模具，變換硫化輪胎規格需時間。如活絡模的更換是客戶比較頭痛的工作，由于活絡模缸的活塞桿與活塊模一般用6個螺栓連接，且操作空間的十分狹小，非常麻煩。近年來開發了一種新的快速換模結構，如圖5所示，其采用十字梅花型結構，只需將聯接盤與活絡模塊聯接固定后，將模具調入設備，設備上活塞桿的連接頭伸入聯接盤的十字槽內，用操作桿將連接頭旋轉45度即可。使用表明，一個較熟練的操作工配合叉車，只需5～8分鐘，可完成整個換模工作。另外，中心機構的采用快速更換膠囊結構。膠囊可預先裝好上下夾環，需更換時，將膠囊頭升至換膠囊位，松開上環螺栓可將膠囊旋出，然后裝上新膠囊，實踐表明，操作熟練的工人，只需6～8分鐘即可更換一臺設備的膠囊。

⑵適當提高設備各部位的動作速度，合理設定各部位的工作位置，盡量減少設備的硫化輔助時間。如益神液壓硫化機主機開合模使用電液比例閥，采用慢速+中速+高速的模式控制，即節約時間，又減少沖擊，同時，其最大開模位置設計有兩個，當客戶在硫化較大規格輪胎時，采用較高的開模位，而硫化小規格化輪胎時，采用較低的開模位，可最大限度減少開合模時間。

⑶對硫化動作控制程序進行優化。設備在現場進行調試時，可根據實際需求，對設備各動作運行進行系統上的優化，例如：將卸胎機械手停在抓胎轉進位置，當開模到位后可以立即轉入進行抓胎動作。將機械手抓住生胎后停在轉入放胎的位置，當卸胎完畢后可馬上轉入進行裝胎的工作。通過此類對各動作的聯接優化后，可大大節省設備的待機時間，提高整機效率。

如何降低單個設備在硫化過程中的能耗，目前普遍的做法有：

⑴采用氮氣硫化，其所用設備比較簡單，比純熱水硫化要節約蒸汽、電能，從而比熱水硫化系統更加節約能源，降低生產成本。另外，硫化使用的氮氣，其純度可達到99.99％，含氧量很低，使膠囊老化基本變成熱老化，延長了膠囊的使用壽命。同時，氮氣是資源廣、制備容易、無污染的氣體,其使用清潔、安全和簡便。而熱水硫化變為氮氣硫化，在硫化機上僅需將對應硫化管路改造成適合氮氣硫化，同時變更對應的硫化工藝，故在近年內，國內輪胎廠已逐步淘汰熱水硫化，轉而采用氮氣硫化。

⑵采用新型保溫材料對管路進行保溫。近年來，隨著保溫材料技術的不斷發展及成熟，新型保溫材料不斷出現，保溫層厚度變得更薄，保溫效果更好。而國內輪胎廠對新上項目對管路保溫也提出了更高的要求，對以前忽略的蒸汽閥門、金屬軟管也提出了保溫的要求。新保溫新技術的出現及實施減少了單位輪胎的能耗損耗，降低了企業生產成本。

⑶作為整個液壓硫化機的動力源液壓站，目前有一拖一、一拖多的形式，根據近年內節能減耗降噪要求，對主要元器件如油泵、電機，普遍采用高效節能減耗、噪音低的產品，并對噪音主要發生源油泵及電機采用新的隔間技術。

由于在整個硫化周期中，液壓動作所占時間不到整個周期的六分之一，而隨著國內液壓控制技術的發展，液壓站采用最新的節能技術，使整個系統壓力、流量可按需匹配輸出，真正實現低壓大流量、高壓小流量、無極調速、無極調壓，油泵空轉的時候沒有輸出。同時，電機負載和油溫都比開關式系統低很多，可對硫化機在整個硫化周期性中的所有工況、動作實現壓力、流量按需匹配控制，整個系統動作運行平穩，沖擊小，噪音低，可靠性高，自動化程度高，真正實現人機界面控制，從而也達到高效、節能目的。該系統還采用了旁路精細過濾，一是保護油泵，二是提高液壓油使用周期，降低維護成本。

近來，部分廠家還提出了采用伺服系統驅動的液壓站方案設計，相對采用比例泵的液壓站而言，采用伺服系統，其壓力和流量控制更加精準，變換響應更加快速，發熱低，冷卻水使用少，噪音低，使用成本低。但造價較高，適用對流量需求較小的小規格硫化機。

2.4液壓油泄漏及乳化問題

液壓硫化機經常工作在潮濕、塵埃、高溫以及一定腐蝕的環境中，要求其液壓系統能夠長期可靠地工作。而液壓系統泄漏及乳化則會影響到整個系統工作的安全性及可靠性，造成油液浪費、污染周圍環境、增加機器的停工時間、降低生產率、增加生產成本及造成產品污損或報廢，因此，我們必須對液壓硫化機液壓系統的泄漏及乳化的應對措施加以控制。

2.4.1液壓油泄漏問題

液壓系統的泄漏部位主要分為內泄漏和外泄漏。內泄漏主要指油液在液壓元件中從高壓腔流向低壓腔時泄漏；外泄漏主要指油液向液壓元件的外面滲漏，具體表現為管路連接焊接處、管接頭、密封件、元件接合面及殼體等。液壓硫化機液壓系統的泄漏一般都是在使用一段時間后產生。主要原因有：油液遭到污染、密封件損壞或失效、元件結合面設計或加工不合理管接頭松動、殼體的泄漏等。

對油液泄漏的防治措施主要有：防止油液污染，所有液壓管路必需清洗干凈并按規定進行酸洗和油液循環。對液壓管接頭連接部位，要正確裝配密封圈，同時，盡量減少導致動密封件的磨損、老化的因素，如油溫過高，所選密封圈材質不當等。

合理設計和加工密封溝槽，重視修理裝配工藝，減少液壓管路沖擊和振動，合理設計安裝板等

2.4.2液壓油乳化及更換問題

液壓系統在使用一段時間后，其液壓油中慢慢混入水蒸汽而乳化，液壓油是否已“乳化”，通常的直觀判斷有以下兩種方法。

⑴根據油泵油液鑒別。從油泵中取出少許被測油液，若發現其已呈乳白色混濁狀（有時像淡黃色的牛奶），且用燃燒法鑒別時，發現其含大量水分，用手感覺已失去粘性，則說明該油液已徹底乳化變質，不宜再用。

⑵根據油箱油液鑒別。從油箱中取出少許被測油液，用濾紙過濾，若濾紙上存留有黑色殘渣，且有一股刺鼻異味，則說明該油液已氧化變質，也可直接從油箱底部取出部分沉淀油泥，若發現其中有許多瀝青和膠質沉淀，將其放在手指上捻捏，若感覺到膠質多，粘附性強，則說明該油已氧化變質。

液壓硫化機的工作環境比較惡劣，液壓油乳化后，不僅影響設備的正常工作，而且會損壞液壓系統零部件。當輪胎廠在對液壓油進行更換的時候，一般都是采用直接更換新的液壓油，值得提醒的是：在新油直接加入以后，整個硫化管路中的舊油是沒法更換的，一旦開動設備，舊油就會混入新油中，污染新油，變相降低了液壓油的使用壽命。

由此可見，定期對液壓硫化機液壓系統中的液壓油進行過濾維護是當前一個比較穩妥的辦法，不但可以節約液壓油的換油成本，還會使液壓系統整個處于良好的潔凈環境下。建議定期使用有高精度濾油機在線運行或毎隔半年就對油液進行一次循環處理，使液壓油一直保證清潔度，延長液壓油的使用壽命。

2.5設備操作及維護人員的培訓需求

隨著國內越來越多的輪胎廠家已經使用或準備使用液壓硫化機，部分輪胎廠家由于以前對液壓硫化了解不多，其員工對液壓硫化機的相關操作、使用及維護均不太子解，需對其相關操作人員進行相關的技術培訓。目前，主要采取的方法有：⑴客戶按協議要求派遣2～3人到硫化機生產廠家，現場觀摩安裝及裝配，并接受相關的液壓技術培訓；⑵在硫化機到達輪胎廠后進行安裝及調試時，輪胎廠派相關人員參與安裝及調試，并接受相關操作進行相關培訓。另在硫化機說明書內作出詳細的操作說明及注意事項，以供輪胎廠培訓及學習用。

3、結論

液壓硫化機作為一種新技術，近年來經過不斷改進提高，其技術已成熟并廣泛運用于輪胎硫化中，今后其發展方向主要為降低設備的維護成本及使用能耗，提高設備的生產效率，高度自動化控制。隨著我國高等級子午胎增長，液壓硫化機進一步看好，在今后相當一段時間內，液壓硫化機將成為輪胎廠硫化輪胎的設備首選。

改革開放以來，通過與國外相關廠家進行技術引進和合作，經過幾十多年消化吸收，我國液壓硫化機取得了長足的進步。尤其是近年來，通過與世界輪胎巨頭如法國米其林公司、美國固特異公司、日本的住友、普利司通公司等的合作與交流，我國液壓硫化機在精度與功能上有了一個質的飛躍，但在整個設備的穩定性和可靠性方面仍有差距，部分關鍵性部件如液壓閥塊、液壓接頭等仍需進口。

因此，我們應該正視差距，加倍努力，在吸收世界先進技術的基礎上不斷創新。我們有決心，有信心，中國液壓硫化機一定能夠躋身世界先進行列。