Page 119 - 《橡塑技术与装备》2024年6期

产品与设计 张志 等·基于 CAE 的机械式双模轮胎定型硫化机底座结构分析与优化

基于 CAE 的机械式双模轮胎定型硫化机

底座结构分析与优化

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张志 ，侯文超 ，张晓琳 ，刘全泽 1
(1. 青岛海琅智能装备有限公司，山东 青岛 266400 ；
2. 陕西延长石油集团橡胶有限公司，陕西 西安 710000)

摘要 ： 机械式双模轮胎定型硫化机作为主要的轮胎硫化设备之一目前在我国轮胎行业中大量使用，虽然其传动结构特性导致
精度不如新兴的液压结构硫化机高，但是其凭借较低的成本价格仍然有较可观的市场价值。因此对于现有机型设备挖掘提升其精
度也是技术升级的一个重要方向。本文基于专业 CAE 软件 ansysworkbench，对机械双模硫化机现有部分机型中底座的结构进行
结构静态力学分析，着重对于影响合模精度的底座刚度变形进行仿真和优化，为 CAE 参与已有设备优化升级提供参考借鉴。
关键词 ： 轮胎定型硫化机 ； CAE 结构静力学仿真 ；底座结构优化
中图分类号 ： TQ330.8 文章编号 ： 1009-797X(2024)06-0065-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.06.014

全钢 B 型机械式双模轮胎定型硫化机（本文以 度与各关键数据的真实性、数学算法的适用性以及计
LL-B1665 热板加热机型为例，以下简称机械式双模 算机性能等息息相关。目前主流的商用工业应用 CAE
硫化机）是轮胎进行定型硫化的主要现用设备之一。 软件有 ansysworkbench、abaqus、fluent、adams 等，
其对轮胎模具提供合模压力的工作原理为通过电机减 不同软件根据模拟场景的不同可在结构、流体、电磁、
速机和齿轮传动系统，将电能转化来的机械能通过连 热等方面进行模拟，既可以进行单个场的模拟也可进
杆和横梁以及调模结构施加到硫化室的模具上固定板 行复合场的模拟。经过多年的软件和计算机硬件发展，
上，由固定安装有隔热板和热板的底座上面和上下垂 目前的模拟结果对大部分场景已经有较大参考价值。
直移动的模具上固定板组成最终的合模加力空间。机 本次我们对机械式双模硫化机底座进行结构静力学分
械式双模硫化机在实际的设备使用过程中，会出轮胎 析使用的是 ansysworkbench 软件。在使用 CAE 技术
硫化产品飞边、合模力不足或超合模力等与力结构相 时，根据研究的对象不同，尽量的分析剥离出主要影
关的问题。发生上术故障问题的主要原因多与合模限 响模拟的因素并依此合理的简化模型是得到可靠结果
位开关位置不准确、调模位置不准确、合模面凹凸不 并降低计算量的有效方法。由于我们此次分析的底座
平，左右合模力不均匀等有关。从设备参与合模加力 是已有的产品结构，通过长期实用验证可知其强度已
的结构上看底座、热板和模具上固定板是直接影响合 满足实际使用要求，刚度才是影响精度的主要因素，
模加力后形变的主要部件。本次我们排除上述调试和 所以我们本案例模拟主要围绕底座在最大额定压力下
制造因素，单纯选择加力部件中的底座，结合 CAE 软 的刚度形变展开。
件进行结构静力学分析，探究旧有机型底座单纯在力 本次探究的思路是 ：首先结合实际机械式双模硫
学机构上的优缺点，优化其结构，使其总体设备精度 化机生产时存在问题分析底座结构，针对其结构可能
得到提高。 造成问题的点提出假设 ；然后通过构建理想化的简化
CAE 技术是指运用计算机辅助求解复杂工程和产 模型使用 CAE 软件进行分析验证 ；对于验证产生的不
品结构强度、刚度、屈曲稳定、动力响应等多学科的
一种仿真技术。通过赋予关键的数据信息如材料、载 作者简介 ：张志（1989-），男，工程师，工艺工程师，主
要从事硫化机、成型机等橡塑装备的生产工艺制定、制造可行
荷、约束等结合合理的网格化模型可通过大量的数据
性评估，结构成本优化等工作。
算法实现对真实事物的实景模拟。模拟结果的逼真程 收稿日期 ：2024-01-02

2024 第 50 卷 ·65·
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