配有锁模加力机构的硫化机 (一)技术领域
本发明涉及轮胎硫化机的技术领域，具体为一种配有锁模加力机构的硫化机。
(二)背景技术
现有的液压轮胎硫化机锁模机构是通过销轴插入墙板连接成一体，另外配置的加力油缸加力形成合模力。一台硫化机需要多个加力油缸，成本较高，保持多个加力油缸的同步也较困难。另外由于加力油缸的位置是处于下托板和台面板之间，当加力油缸漏油或出现其它故障时，只有拆卸下或顶起托板才能进行维修。故加力油缸即使发生小故障，维修起来也非常麻烦，需要耗费大量人力物力和时间。
(三)发明内容
本发明的目的是设计一种配有新型锁模加力机构的硫化机，该锁模加力机构是利用斜面自锁的原理，实现锁模和加力同时执行，满足硫化机要求。
本发明设计的配有锁模加力机构的硫化机，包括上横梁体、上模具、下横梁体、下模具、左右墙板和开合模油缸，左右墙板竖直安装，下横梁体两端与左右墙板下端固定连接，下模具固定于下横梁体上表面、上模具固定于上横梁体下表面，开合模油缸缸体固定于下横梁体、活塞杆连接上横梁体。本硫化机还有2套锁模加力机构分别对称安装于上横梁体上左右，每套锁模加力机构包括1个锁模加力油缸，1或2个导向座和1个带斜面的楔形插销。每套锁模加力机构的锁模加力油缸的缸体固定于上横梁体上表面，1或2个导向座固定于上横梁体上表面、处于锁模加力油缸外侧。楔形插销插在1或2个导向座的导向孔内，二者之间为动配合。锁模加力油缸的活塞杆与楔形插销内端相连接，硫化前楔形插销较小的外端与墙板上的墙板孔相对并插入墙板上的墙板孔实现锁模，硫化时楔形插销继续向墙板孔插入实现加力。
楔形插销底面水平，左右侧面与底面垂直，且左右侧面相互平行，其上表面靠近内端的部分为平面、靠近外端的部分为向外端倾斜的斜面，即楔形插销的垂直的横向截面为矩形，垂直的纵向截面为矩形与梯形的组合。该斜面与水平面的交角为δ，根据自锁原理，δ应该小于斜面的摩擦角，另外δ又应该满足加力时楔形插销在墙板孔内有足够的移动量，一般情况来讲，δ取5°～16°，最佳为9°～11°。墙板孔与楔形插销相配合，配合面为左右侧面以及斜面，由于在加力过程中，墙板会受拉延伸，墙板孔会在楔形插销斜面的挤压下有向上的较小的位移，因此墙板孔的底面应该低于楔形插销的底面Δ，Δ应满足Δ＞Δx，Δx为墙板在合模加力时的伸长量，一般Δx为9～11mm。墙板孔内的顶面为斜面，其与水平面的交角和楔形插销斜面与水平面的交角相同。墙板孔的垂直的横向截面为矩形，垂直的纵向截面为梯形。墙板孔垂直的横向矩形截面的宽度稍大于楔形插销垂直的横向矩形截面的宽度，墙板孔的最大高度小于楔形插销的最大高度。楔形插销垂直的纵向截面中梯形的高度大于墙板孔的长度。楔形插销上表面平面的长度等于或大于斜面的长度。1或2个导向座的导向孔内端和外端之间的总长度大于楔形插销上表面平面的长度。锁模加力油缸的中心轴与1或2个导向座的导向孔中心轴为一直线，该直线与上横梁体的中心线平行。
左右墙板上端有连接件相互连接。
上横梁体上左右各安装1套锁模加力机构，锁模加力油缸地中心轴处于垂直于上横梁体的中心线的平面上。
当硫化机合模后，锁模加力油缸驱动活塞杆伸出，连接在活塞杆前端的楔形插销在导向座内滑动、向墙板方向直线移动、插入墙板孔。插入墙板孔的楔形插销使墙板、上横梁体、模具、下横梁体形成一个整体。
因墙板孔的顶面为与楔形插销相配合的斜面，所以在楔形插销插入墙板孔后，楔形插销的斜面与墙板孔的顶面相互贴合，锁模加力油缸继续加力使楔形插销的斜面挤胀墙板孔的顶面，墙板受到楔形插销给予的垂直于墙板孔斜面的挤胀力，该挤胀力可分解为向上的推力和向外的张力，向上的竖直方分力减去斜面摩擦力向下的分力即为预紧力，也就等于合模力Fc，通过墙板、上横梁、模具、下横梁形成封闭力系，另外左右墙板受到的向外的张力Fs大小相等、方向相反，两墙板间的连接件承受并抵消此张力。给定硫化机所需要的合模力Fc，通过减少楔形插销和导向座之间的摩擦系数μ1、楔形插销和墙板孔之间的摩擦系数μ2以及斜面和水平面之间的交角δ，选用更小、更经济实惠的锁模加力油缸来产生满足硫化机要求的合模力。
本发明配有锁模加力机构的硫化机的优点为：1、省去多个加力油缸，通过楔形插销和墙板孔的斜面增加合模力，结构新颖且大大简化，受力封闭稳定，还使硫化机整机结构紧凑，降低大量成本；2、本机构能同时实现锁模和加力，不需要另设专门的加力装置和加力步骤，使用灵活；3、本机构各元件均为外露安装，维修维护非常方便，也减少了维修费用和时间。
(四)附图说明
图1为本配有锁模加力机构的硫化机实施例安装结构示意图；
图2为图1中锁模加力机构结构放大示意图。
图中1为下横梁体，2为开合模油缸，3为下模具，4为上模具，5为上横梁体，6为锁模加力机构，7为墙板，8为连接槽钢，6-1为锁模加力油缸，6-2为油缸座，6-3为导向座，6-4为楔形插销。
(五)具体实施方式
本配有锁模加力机构的硫化机实施例如图1和图2所示，包括上横梁体5、上模具、下横梁体1、下模具3、左右墙板7和开合模油缸2，左右墙板7竖直安装，下横梁体1两端与左右墙板7下端固定连接，下模具3固定于下横梁体1上表面、上模具4固定于上横梁体5下表面，开合模油缸2缸体固定于下横梁体1、活塞杆连接上横梁体5。2套锁模加力机构6分别对称安装于上横梁体5左右。本例的锁模加力机构6每套包括1个锁模加力油缸6-1、2个导向座6-3和1个带斜面的楔形插销6-4。上横梁体5左右对称固装有油缸座6-2，2个锁模加力油缸6-1的缸体各经油缸座6-2对称固定于上横梁体5左右上表面，锁模加力油缸6-1的中心轴处于垂直于上横梁体5中心线的平面上。
每套锁模加力机构6的2个导向座6-3固定于上横梁体5上表面，处于锁模加力油缸6-1外侧；楔形插销6-4插在2个导向座6-3的导向孔内，二者之间为动配合。锁模加力油缸5的活塞杆与楔形插销6-4内端相连接，硫化前楔形插销6-4较小的外端插入墙板7上的墙板孔、锁模，硫化时楔形插销6-4继续插入墙板7上的墙板孔、加力。
楔形插销6-4底面水平，左右侧面与底面垂直，且左右侧面相互平行，其上表面分为两部分，靠近内端的部分为平面、靠近外端的部分为向外端倾斜的斜面，即楔形插销6-4的垂直的横向截面为矩形，垂直的纵向截面为矩形与梯形的组合。该斜面与水平面的交角为10°。墙板孔与楔形插销6-4相配合，墙板孔的底面低于楔形插销6-4的底面10mm。墙板孔内的顶面为斜面，其与水平面的交角也是10°。墙板孔的垂直的横向截面为矩形，垂直的纵向截面为梯形。墙板孔垂直的横向矩形截面的宽度稍大于楔形插销垂直的横向矩形截面的宽度，墙板孔的最大高度小于楔形插销6-4的最大高度。楔形插销6-4垂直的纵向截面中梯形的高度大于墙板孔的长度。楔形插销6-4上表面平面的长度等于斜面的长度。两个导向座6-3的导向孔最内端和最外端之间的总长度大于楔形插销6-4上表面平面的长度。锁模加力油缸6-1的中心轴与导向座6-3导向孔的中心轴为一直线。
左右墙板7上端有连接件8相互连接，本例的连接件8为槽钢。
当硫化机合模时，缸体固定在下横梁体1上的开合模油缸2驱动活塞杆收缩，使活塞杆前端连接的上横梁体5连带上模具4向安装在下横梁体1上的下模具3移动实现合模。
合模后锁模加力机构6的锁模加力油缸6-1驱动，其活塞杆带动楔形插销6-4插入墙板孔。锁模加力油缸6-1的加力使楔形插销6-4对墙板7有向上的力，而墙板7对锁模加力机构6的反作用力通过上横梁体5传递给上模具4并压紧下模具3，并产生预紧力。在竖直方向做受力分析，下横梁1、下模具3、上模具4、上横梁体5、锁模加力机构6、墙板7形成了一个封闭力系，从这个封闭力系可以得出锁模加力机构6对墙板7的挤胀力在竖直方向上的分力就等于合模力。
另外两个锁模加力机构6对墙板7向外的水平方向上的分力是大小相等方向相反的，这两个力是通过在两墙板7之间连接件8的槽钢和下横梁体1抵消。
如图2所示楔形插销6-4在锁模加力油缸6-1带动下可在两个导向座6-3的导向孔内左右滑动，两个导向座6-3、上横梁体5、油缸座6-2以及锁模加力油缸6-1构成一个整体。锁模加力油缸6-1驱动活塞杆伸出时，连接于其活塞杆前端的楔形插销6-4就在两个导向座6-3的导向孔内向着墙板7的方向滑动插入墙板孔，直至楔形插销6-4的斜面和墙板孔顶面接触并压紧，此时完成锁模过程，继续驱动锁模加力油缸6-1加力，楔形插销6-4在锁模加力油缸6-1的推动下，其上斜面继续挤压墙板孔的顶面，产生挤胀墙板7的力，该力在竖直方向上的分力即为预紧力，也就等于合模力。在墙板孔内安装有相应的测力传感器，测力传感器与硫化机控制机构相连接。当墙板孔内受到的力达到要求时，测力传感器发送信号到硫化机控制机构，锁模加力油缸6-1停止驱动，楔形插销6-4由于斜面的自锁，不会再发生滑动，保持预紧力，合模力。当硫化完成，加力过程结束，锁模加力油缸6-1反向驱动，楔形插销6-4退出墙板孔。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。