液压轮胎硫化机快速换模机构及油温控制研究

发布时间：2020-06-11 15:57

【摘要】：液压轮胎硫化机具有生产效率高、操作简单、硫化的轮胎均匀质优等特点,且是硫化高等级子午线轮胎的专用设备。目前硫化机广泛采用人工换模,效率低、劳动强度大,且由于油温过高导致液压油极易老化变质、使用周期短、成本高。因此,对液压轮胎硫化机换模装置和油温控制系统进行研究设计,具有重要的意义。首先,通过对快速换模机构的设计及对其主要零部件进行的结构设计分析,运用Solidworks软件建立了换模机构的三维模型,结合ANSYS Workbench软件对关键部件进行静力学分析,观察应力和变形的分布情况,确定了受力变形最大的位置。为了更接近实际工况的设计要求,结合ANSYS Workbench进行热力学分析,并对换模机构进行了优化,保证了换模机构的安全性和可靠性。其次,针对硫化机中心机构在轮胎硫化过程中因热量传递导致液压缸内油温升高的问题,在现有中心机构的基础上进行优化设计。运用集总参数法对截面圆环形冷水套及圆柱型活塞杆进行了传热分析,建立循环水流速与降温时间的数学模型,通过MATLAB软件对数学模型进行数值仿真,确定最佳水流速度,实现快速对中心机构活塞杆的降温,保证中心机构液压缸内的油温正常。最后,根据硫化机液压系统油温的工作要求,提出一种油温自动控制方案。在建立的温控系统数学模型的基础上,结合液压系统工作温度要求,提出基于PID算法的控制策略,并利用MATLAB/Simulink软件对油温PID控制系统进行建模分析,仿真结果显示采用该油温控制系统可使液压油温度维持在正常工作范围内。
【图文】：

特性曲线,液压油粘度,温度,液压油

系统连续运行的稳定性提出更高的要求，影响整个液压系统运行可面是液压系统泄漏以及乳化问题，而油温过高、油液污染、密封元题则会加速系统泄漏。存在的这些问题会造成液压油浪费、污染工效率低、停工时间长、设备维护成本高等一系列后果。目前对于改漏问题也没有较好的解决方法，主要是采取一些防治措施以及合理从产生的原因上对这些问题加以改善，着手对液压轮胎硫化机液压，采取优化措施和控制方案，不仅可以延长液压油的使用寿命，而压油泄漏及氧化、液压系统元件的损坏等问题。硫化机的液压系统用的油冷却装置或者冷却装置容量较小，加之外界环境及硫化车间，都会导致液压油温升高。液压油的粘度随着油温的升高而下降，压油的氧化变质，还会缩短液压油的使用周期，直接影响液压油液度是影响液压油粘度变化的一个重要参数，如图 1-1 所示表示几种随温度变化的特性曲线。为确保硫化机的正常运行，要求硫化介质压元件的性能指标稳定，液压系统的工作温度通常控制在 15~55℃围较大，控制方式也相对简单。

示意图,油温控制,回油路,示意图

青岛科技大学研究生学位论文统的研究现状：以将系统运行过程中液压油吸收的热量随油管传递换，有以下几种常用的冷却方式[21]：却器降温回路示，开式液压系统常用的降温方法是在回油路中安装产生的高温油液和流经溢流阀 A 的热油冷却，，而溢流止阀可用来关闭冷却器油路。风冷式和水冷式散热器冷式散热器包括蛇形管式、多管式式和板式，水冷式进出油口以及多个冷却管路，待热油进入冷却器时，行冷却。风冷式散热器是将高温油液引入散热片的管和散热变表面散发的热量，达到冷却的目的，但是相应用在移动式的工程机械设备上。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ336.1

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