PLC系统控制的轮胎硫化机
引 言 5
一、轮胎硫化机简介及国内外轮胎硫化机的发展趋势 6
（一）轮胎硫化机简介 6
（二）硫化机工作原理 6
（三）国内外硫化机的发展历程 6
二、轮胎硫化机的分类 6
三、液压式轮胎主要结构组成及硫化简要过程 8
（一）液压式轮胎硫化机的特点 8
（二）液压硫化机的主体结构 8
（三）液压式中心机构 9
（四）液压式轮胎硫化机的的定型和硫化过程 10
四、主要参数确定 11
（一）横压力的确定 12
（二）预紧力的确定 12
（三）功率的确定 12
五、PLC控制系统在轮胎硫化机上的应用与程序 12
（一）PLC 的定义 12
（二）在硫化机上使用可编程序控制器优点 13
（三）轮胎硫化机的控制要求 13
（四）PLC控制系统的调试步骤与程序 17
（五）硫化机PLC自控系统常见故障 17
（六）硫化机PLC自控系统的维护和保养 17
总 结 18
参考文献 19
谢 辞 20
引 言
轮胎硫化机是轮胎生产的关键设备之一， 硫化机的发展影响着轮胎制造质量。20世纪50年代以来机械式硫化机推广应用取代硫化罐,是轮胎硫化的第一次飞跃，液压硫化机替代机械式硫化机,是轮胎硫化的第二次飞跃。汽车工业和轮胎工业的不断发展,对轮胎的均匀性提出了越来越高的要求,对硫化机的工作精度要求越来越高,液压硫化机的优越性充分显示出来。现在世界上主要轮胎公司已逐步采用液压硫化机来代替传统的机械式硫化机。他们在建新厂或对老厂进行技术改造 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
时,已基本上采用液压硫化机。液压硫化机替代机械式硫化机已成为无可置疑的发展趋势。
作为轮胎硫化机的核心部分，其控制系统直接影响到轮胎的硫化效率和硫化质量。老式硫化机采用继电器连锁控制, 可靠性和灵活性差、故障率高、维修困难。为使老式硫化机能够更好地发挥作用, 我国自20世纪90年代起陆续采用可编程序控制器对老式硫化机控制系统进行改造。PLC在中国九十年代快速发展起来的新一代产业控制装置，是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物，在现代控制系统中，PLC已经成为最重要的基本控制单元之一，在产业控制领域中应用越来越广泛。PLC控制系统由于其可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强等特点逐渐成为目前主流轮胎硫化机的标准配置。
基于此，本论文将完成以下主要工作：（1）查阅相关资料，了解常用轮胎硫化机的主要结构构成以及基本特点；（2）到工厂进行实际调研，掌握液压式轮胎硫化机硫化的过程；（3）理论与实践相结合，掌握PLC控制系统的特点，以及故障分析和维修维修注意事项。
一、轮胎硫化机简介及国内外轮胎硫化机的发展趋势
（一）轮胎硫化机简介
在高分子化学中，硫化（Vulcanization）[1]指的是橡胶胶料通过生胶分子间交联，生成具有三维网络结构的硫化胶的过程。含有双键的弹性体在工业上多采用硫或有机硫化合物来进行硫化交联，因此在橡胶工业中，硫化与交联是同义词。交联的目的是为了使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等优良性能，消除永久形变，使橡胶在变形之后，能迅速并完全地恢复原状。因为最早发现的交联剂是硫磺，故得名硫化。轮胎硫化机就是用来将橡胶产品硫化成型的机器。
（二）硫化机工作原理?
（1） 第一是利用液控单向阀保压。在油缸的进油路上串联一个液控单向阀，利用单向阀锥形阀座的密封性来实现保压。它在200mpa压力下，10min内压力下降超过2mpa。?
（2）?用蓄能器保压。蓄能器与主缸相通，补偿系统漏油，并且在蓄能器出口设单向节流阀，其作用是防止换向阀切换时，蓄能器突然泄压而造成冲击。采用蓄能器保压24小时内，压力降不超过1～2bar。?
（三）国内外硫化机的发展历程
1. 国外轮胎定型硫化机的发展历程
（1）20世纪30年代前后，英、美等工业国家发明了普通个体硫化机。1935年后，普通个体硫化机得到了较大的改进，其升降机构采用曲柄连杆传动副形式。
（2）20世纪50年代左右，德国、美国推出了曲柄连杆式轮胎定型硫化机。
（3）20世纪80年代初，德国、美国、日本、瑞士等工业化国家先后推出了液压定型硫化机。
2. 我国轮胎定型硫化机的发展历程
（1）20世纪70年代初，我国开始少量引进轮胎定型硫化机。随后，橡机生产厂与轮胎厂合作，对进口机进行消化吸收，并在实践中不断探索创新；
（2）从1974年开始桂林橡胶机械厂研制新中国第一台硫化机；
（3）1975年桂林橡胶机械厂生产出第一台63 1 /2 ″双模轮胎定型硫化机。
（4）目前我国液压硫化机的主要型号有1140、1220、1600、1700等，但目前我国液压硫化机的配套件仍主要依赖进口的品牌产品。
二、轮胎硫化机的分类
轮胎定型硫化机按采用胶囊类型的不同可分为四种类型：
（1）A型（或称AFV型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎中脱出时，胶囊在顶推器的作用下，往下翻入下模下方的储囊筒内。开模方式一般为升降平移型，其胶囊如图2-1所示。
（2）B型（或称BOM型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎脱出时，胶囊在中心机构的操纵下，待抽真空收缩后向上拉直。开模方式有升降型、升降翻转型，其胶囊如图2-2所示。
（3）AB型（或称AUBO型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎脱出时，胶囊在胶囊操纵机构和囊筒的作用下，上半部作翻转而整个胶囊由囊筒向上移动收藏起来。开模方式有升降型和升降翻转型，其胶囊如图2-3所示。
（4）RIB型（rolling in bladdet type）定型硫化机 为适应子午线轮胎生产的需要，综合了A型和B型硫化机的优点而开发的一种新型机型，结构类似AB型，但不需要抽真空，开模方式为升降平移型。
图2-1 A型定型硫化机 图2-2 B型定型硫化机
图2-3 AB型子午胎定型硫化机 图2-4 液压式定型硫化机
另外，轮胎硫化机按定型硫化机的传动方式可分为曲柄连杆式定型硫化机、液压式定型硫化机和电动式定型硫化机。按加热方式可分为罐式定型硫化机、和液压式定型硫化机（如图2-4所示）。按整体结构可分为定型硫化机和定型硫化机组。
三、液压式轮胎主要结构组成及硫化简要过程
（一）液压式轮胎硫化机的特点
机械式定型硫化机与液压式定型硫化机比较，具有比较高的平行度、同心度和重复定位的设备精度，更适合硫化子午线轮胎、尤其是生产均衡性特别优良的高等级子午胎。此外，在能源的消耗、产品的质量和生产的效率等，液压定型硫化机具有较佳的性能价格比，是轮胎硫化机的发展方向。目前市场上，液压式轮胎硫化机已经成为主流，故本文主要研究液压式轮胎硫化机。
一、轮胎硫化机简介及国内外轮胎硫化机的发展趋势 6
（一）轮胎硫化机简介 6
（二）硫化机工作原理 6
（三）国内外硫化机的发展历程 6
二、轮胎硫化机的分类 6
三、液压式轮胎主要结构组成及硫化简要过程 8
（一）液压式轮胎硫化机的特点 8
（二）液压硫化机的主体结构 8
（三）液压式中心机构 9
（四）液压式轮胎硫化机的的定型和硫化过程 10
四、主要参数确定 11
（一）横压力的确定 12
（二）预紧力的确定 12
（三）功率的确定 12
五、PLC控制系统在轮胎硫化机上的应用与程序 12
（一）PLC 的定义 12
（二）在硫化机上使用可编程序控制器优点 13
（三）轮胎硫化机的控制要求 13
（四）PLC控制系统的调试步骤与程序 17
（五）硫化机PLC自控系统常见故障 17
（六）硫化机PLC自控系统的维护和保养 17
总 结 18
参考文献 19
谢 辞 20
引 言
轮胎硫化机是轮胎生产的关键设备之一， 硫化机的发展影响着轮胎制造质量。20世纪50年代以来机械式硫化机推广应用取代硫化罐,是轮胎硫化的第一次飞跃，液压硫化机替代机械式硫化机,是轮胎硫化的第二次飞跃。汽车工业和轮胎工业的不断发展,对轮胎的均匀性提出了越来越高的要求,对硫化机的工作精度要求越来越高,液压硫化机的优越性充分显示出来。现在世界上主要轮胎公司已逐步采用液压硫化机来代替传统的机械式硫化机。他们在建新厂或对老厂进行技术改造 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
时,已基本上采用液压硫化机。液压硫化机替代机械式硫化机已成为无可置疑的发展趋势。
作为轮胎硫化机的核心部分，其控制系统直接影响到轮胎的硫化效率和硫化质量。老式硫化机采用继电器连锁控制, 可靠性和灵活性差、故障率高、维修困难。为使老式硫化机能够更好地发挥作用, 我国自20世纪90年代起陆续采用可编程序控制器对老式硫化机控制系统进行改造。PLC在中国九十年代快速发展起来的新一代产业控制装置，是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物，在现代控制系统中，PLC已经成为最重要的基本控制单元之一，在产业控制领域中应用越来越广泛。PLC控制系统由于其可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强等特点逐渐成为目前主流轮胎硫化机的标准配置。
基于此，本论文将完成以下主要工作：（1）查阅相关资料，了解常用轮胎硫化机的主要结构构成以及基本特点；（2）到工厂进行实际调研，掌握液压式轮胎硫化机硫化的过程；（3）理论与实践相结合，掌握PLC控制系统的特点，以及故障分析和维修维修注意事项。
一、轮胎硫化机简介及国内外轮胎硫化机的发展趋势
（一）轮胎硫化机简介
在高分子化学中，硫化（Vulcanization）[1]指的是橡胶胶料通过生胶分子间交联，生成具有三维网络结构的硫化胶的过程。含有双键的弹性体在工业上多采用硫或有机硫化合物来进行硫化交联，因此在橡胶工业中，硫化与交联是同义词。交联的目的是为了使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等优良性能，消除永久形变，使橡胶在变形之后，能迅速并完全地恢复原状。因为最早发现的交联剂是硫磺，故得名硫化。轮胎硫化机就是用来将橡胶产品硫化成型的机器。
（二）硫化机工作原理?
（1） 第一是利用液控单向阀保压。在油缸的进油路上串联一个液控单向阀，利用单向阀锥形阀座的密封性来实现保压。它在200mpa压力下，10min内压力下降超过2mpa。?
（2）?用蓄能器保压。蓄能器与主缸相通，补偿系统漏油，并且在蓄能器出口设单向节流阀，其作用是防止换向阀切换时，蓄能器突然泄压而造成冲击。采用蓄能器保压24小时内，压力降不超过1～2bar。?
（三）国内外硫化机的发展历程
1. 国外轮胎定型硫化机的发展历程
（1）20世纪30年代前后，英、美等工业国家发明了普通个体硫化机。1935年后，普通个体硫化机得到了较大的改进，其升降机构采用曲柄连杆传动副形式。
（2）20世纪50年代左右，德国、美国推出了曲柄连杆式轮胎定型硫化机。
（3）20世纪80年代初，德国、美国、日本、瑞士等工业化国家先后推出了液压定型硫化机。
2. 我国轮胎定型硫化机的发展历程
（1）20世纪70年代初，我国开始少量引进轮胎定型硫化机。随后，橡机生产厂与轮胎厂合作，对进口机进行消化吸收，并在实践中不断探索创新；
（2）从1974年开始桂林橡胶机械厂研制新中国第一台硫化机；
（3）1975年桂林橡胶机械厂生产出第一台63 1 /2 ″双模轮胎定型硫化机。
（4）目前我国液压硫化机的主要型号有1140、1220、1600、1700等，但目前我国液压硫化机的配套件仍主要依赖进口的品牌产品。
二、轮胎硫化机的分类
轮胎定型硫化机按采用胶囊类型的不同可分为四种类型：
（1）A型（或称AFV型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎中脱出时，胶囊在顶推器的作用下，往下翻入下模下方的储囊筒内。开模方式一般为升降平移型，其胶囊如图2-1所示。
（2）B型（或称BOM型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎脱出时，胶囊在中心机构的操纵下，待抽真空收缩后向上拉直。开模方式有升降型、升降翻转型，其胶囊如图2-2所示。
（3）AB型（或称AUBO型）定型硫化机 胶囊从硫化的外胎脱出时，胶囊在胶囊操纵机构和囊筒的作用下，上半部作翻转而整个胶囊由囊筒向上移动收藏起来。开模方式有升降型和升降翻转型，其胶囊如图2-3所示。
（4）RIB型（rolling in bladdet type）定型硫化机 为适应子午线轮胎生产的需要，综合了A型和B型硫化机的优点而开发的一种新型机型，结构类似AB型，但不需要抽真空，开模方式为升降平移型。
图2-1 A型定型硫化机 图2-2 B型定型硫化机
图2-3 AB型子午胎定型硫化机 图2-4 液压式定型硫化机
另外，轮胎硫化机按定型硫化机的传动方式可分为曲柄连杆式定型硫化机、液压式定型硫化机和电动式定型硫化机。按加热方式可分为罐式定型硫化机、和液压式定型硫化机（如图2-4所示）。按整体结构可分为定型硫化机和定型硫化机组。
三、液压式轮胎主要结构组成及硫化简要过程
（一）液压式轮胎硫化机的特点
机械式定型硫化机与液压式定型硫化机比较，具有比较高的平行度、同心度和重复定位的设备精度，更适合硫化子午线轮胎、尤其是生产均衡性特别优良的高等级子午胎。此外，在能源的消耗、产品的质量和生产的效率等，液压定型硫化机具有较佳的性能价格比，是轮胎硫化机的发展方向。目前市场上，液压式轮胎硫化机已经成为主流，故本文主要研究液压式轮胎硫化机。
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