一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎，属于中空轮胎工艺技术领域。本实用新型专利技术的中空轮胎模芯，包括模芯板和在模芯板上、下两端面对称设置的上模芯、下模芯；上模芯和下模芯合体后的形状和大小与中空轮胎的内腔一致。本实用新型专利技术的中空轮胎，包括圆形的胎体和中空的内腔；内腔沿环形方向设置有轮胎骨架；轮胎骨架呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形等。轮胎骨架周围是密封式，一方面有效避免其行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面有效避免其中易积累各种石子、污泥等杂质难以清洗且高速行驶过程中易部分甩出而造成危险。本实用新型专利技术可将中空轮胎的注射成型、中空以及硫化装置集成一体化，减少了中空轮胎生产的成本费用。

【技术实现步骤摘要】
一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎
本技术属于橡胶制品工艺
，具体地说，涉及一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎。
技术介绍
现有技术的免充气轮胎制品中，轮胎的用料一般至少有两种体系，一种是以SBS(苯乙烯系热塑性弹性体)和SEBS(以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物)的原料的塑料的物理化“结晶”体系(摩拜单车，如图1所示的轮胎，孔隙为纵孔)；一种是以PU(聚氨酯)、RB(橡胶)等高分子材料为原料的化学反应法“交联”体系(哈罗单车，如图2所示的轮胎截面，孔隙为水平环形孔)，两种体系均可以用熔融注射工艺进行注射成型。两种体系虽然都广泛应用，但都存在相应的缺点：第一种体系的SBS和SEBS材料价格高，遇高温易软化而耐磨性较差；第二种体系中，轮胎的成型是在模具中先注射成长条状半成品，孔隙只能是直孔，然后再根据相应的规格截断后，转入硫化模具中进行硫化，成型和硫化要分开进行，虽然材料成本相对较低，但工艺成本较高，而且，硫化过程中，由于内部有孔隙，硫化过程难以保证整个半成品硫化均匀，成品动平衡效果较差，硫化后，孔隙内的高压气体在开模时还容易快速膨胀而爆炸，造成孔隙薄壁破裂而成为废品，工艺过程中，废品率较高；还需要说明的是，硫化是在专用硫化机进行，需对橡胶制品重新加压、加温，耗能、耗时、成本高，是橡胶制品工艺的一大弊病。以上两种体系还存在同样的缺陷：孔洞分布在轮胎内或外部的不同地方，这样的结构造成轮胎承压大小不均匀，使得轮胎有不同的受力点，从而造成轮胎的动平衡不均匀，使用者会感受到颠簸，舒适度不好。而且孔洞会随使用时间的延长，并在压力的作用下产生塌陷的现象，从而缩短了轮胎的使用寿命。而且，现有技术的免充气轮胎制品中，如果是如图1、3、4所示，胎体的支撑骨架为非密闭结构，虽然外形比较美观，但一方面存在行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面当经过泥泞路面或长时间的使用时，胎体内部容易藏污纳垢，不易清理反而影响其美观效果，同时高速行驶过程中易部分甩出而对路人造成危险。经检索，中国专利公布号CN105599214A，公开日2016.05.25，专利技术名称：一种免充气轮胎整体成型的压注方法，包括以下步骤：1)把配置好的免充气轮胎制造原料放入存料箱，并搅拌均匀；2)预热压注机至180℃-190℃；3)提升压注机压力至50Pa-60Pa；4)调整进料速度为10m/s-20m/s；5)调整保压时间至2min-3min；6)把步骤1)中的免充气轮胎制造原料注射入压注机，根据预设模式启动作业；7)依次经过合模、注射、热熔、冷却、开模后，获取免充气轮胎。该工艺简单，无需多次加工，操作便利，成本低；所获得的免充气轮胎结构均匀合理，没有内外胎之分，消除了内外胎之间的摩擦力和阻力。但该专利技术应用的材料TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题针对以上现有技术中存在的免充气轮胎耐磨性差、二次加工制作成本高、舒适度差以及不容易清理等技术问题，本技术提供了一种中空轮胎模芯和基于模芯的中空轮胎。本技术可将中空轮胎的注射成型、中空以及硫化装置集成一体化，减少了中空轮胎生产的成本费用、成型时间，并降低能耗，还能消除中空轮胎生产过程中各工序之间运送费用。2.技术方案为解决上述问题，本技术采用如下技术方案：一种中空轮胎模芯，包括模芯板和在模芯板上、下两端面对称设置的上模芯、下模芯；所述上模芯和下模芯合体后的形状和大小与中空轮胎的内腔一致。上模芯和下模芯先将中空轮胎均分成两半，达到中空的技术效果，而且，可以根据中空轮胎的具体形状进行适配式设计。进一步的中空轮胎模芯方案，上模芯和下模芯内的模芯板处，向外凸起有形成中空轮胎中的气体通道的模芯环凸，可以在中空轮胎的环形中心处预留环形的气体通道，如果中空轮胎需要充气时，通过气体通道将中空轮胎的内腔连通。一种基于中空轮胎模芯的中空轮胎，包括圆形的胎体和中空的内腔；所述内腔沿环形方向设置有轮胎骨架；所述轮胎骨架呈酒桶拱形、麦穗形、螺旋桨形或交叉网格形等，与合体后的上模芯和下模芯形状一致。根据不同的车体需要配置相应形状的轮胎骨架，以提高其通用性，而且，轮胎骨架周围是密封式，一方面有效避免其行驶过程中易产生较大的空气阻力，另一方面有效避免其中易积累各种石子、污泥等杂质难以清洗且高速行驶过程中易部分甩出而造成危险。进一步的中空轮胎方案，轮胎骨架中部沿圆周方向连通有圆形的气体通道，并在胎体内侧预留与内腔相通的充气口，根据需要选择是否充气，以提高司乘人员的舒适度。一种中空轮胎的制作方法，在中空和硫化成型装置的一模腔内完成注射、中空和硫化工序，所述模腔包括上半模具、下半模具和中空轮胎模芯，中空轮胎模芯为模腔的中空奠定基础，中空后具备了充入硫化所需要的高温高压气体的条件，进而将注射成型、中空以及硫化装置集成化，避免了现有技术中各工序流转造成的热量流失和工序流转成本，解决了传统中空轮胎生产工艺的重新加压、加温，耗能、耗时、成本高的一大弊病。进一步的制作方法，具体步骤为：步骤一、橡胶塑化：将橡胶颗粒在塑化注射螺杆内塑化，塑化后的流体状胶料在塑化料腔内暂存，一般情况下塑化温度为60～100℃，并保温；步骤二、合模：上半模具、下半模具合拢成模腔，并将中空轮胎模芯留置于模腔几何中心处；合模过程中，可以对模腔加温至130～180℃，可通过上半模具、下半模具的外壁增加加热器来达到目的，保证中空轮胎半成品的硫化要求；步骤三、注射：通过注射台座的注射机将塑化料腔内的胶料注射入中空和硫化成型装置的模腔，并充满模腔后静置成型；步骤四、开模：打开模腔，将分别内含半个中空轮胎半成品的上半模具、下半模具分开，取出中空轮胎模芯；步骤五、二次合模：将分别内含半个中空轮胎半成品的的上半模具、下半模具二次合拢形成模腔，中空轮胎模芯取走后，中空轮胎内部呈中空轮胎模芯形状的中空；步骤六、注气：在中空轮胎的中空内部充入高温高压气体，使之具备硫化条件；步骤七：硫化：对模腔内的中空轮胎进行硫化；步骤八：泄压：将中空轮胎的中空内部的高温高压气体泄压，避免开模后中空轮胎爆炸；步骤九：二次开模：打开膜腔，取出中空轮胎。进一步的方案，步骤二合模后进行抽真空，膜腔内呈负压状态，方便胶料的注射。进一步的方案，步骤三注射时，料温为60～100℃，注射时间5～30s，注射后，静置5～50s，根据中空轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。进一步的方案，步骤四取出中空轮胎模芯后，采用风冷和/或水冷相结合的方式，将中空轮胎模芯温度控制在60～100℃，防止中空轮胎模芯温度过高导致与中空轮胎模芯直接接触的中空轮胎的中空内部橡胶提前硫化，甚至出现焦烧。进一步的方案，步骤六高温高压气体的压力为10～50kg，温度为130～180℃，根据中空轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。进一步的方案，步骤七硫化的时间为100～2000s，根据中空轮胎规格或形状的要求进行相应的选择。进一步的方案，上半模具和下半模具的形状与中空轮胎的形状相适配，上半模具和下半模具的形状为水平状态的半个轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空轮胎模芯，其特征在于，包括模芯板(21)和在模芯板(21)上、下两端面对称设置的上模芯(22)、下模芯(23)；所述上模芯(22)和下模芯(23)合体后的形状和大小与中空轮胎(3)的内腔(33)一致。

【技术特征摘要】
1.一种中空轮胎模芯，其特征在于，包括模芯板(21)和在模芯板(21)上、下两端面对称设置的上模芯(22)、下模芯(23)；所述上模芯(22)和下模芯(23)合体后的形状和大小与中空轮胎(3)的内腔(33)一致。2.如权利要求1所述的中空轮胎模芯，其特征在于，所述上模芯(22)和下模芯(23)内的模芯板(21)处，向外凸起有形成中空轮胎(3)中的气体通道(34)的模芯环凸(24)。3.一种基于权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶孙勇，葛九敢，黎广，赵正，唐帆，强金凤，蒋水金，何国柱，王闯，费大壮，
申请(专利权)人：安徽世界村新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34