申请/专利权人：青岛科技大学

申请日：2020-07-29

公开（公告）日：2023-10-31

公开（公告）号：CN111873271B

主分类号：B29C35/02

分类号：B29C35/02;B29D30/06;B29L30/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.10.31#授权;2020.11.20#实质审查的生效;2020.11.03#公开

摘要：本发明公开一种基于TRIZ的环形活络胎面挤出一体化装备的设计方法，该方法利用TRIZ中的技术矛盾和物理矛盾方法将金属高刚性内模直压硫化技术进行阶梯式分析形成阶梯式轮胎直压硫化内模、环形胎面活络模具、短纤维径向取向增强环形活络胎面挤出一体化装备并形成初级设计方案，并利用初级设计方案的产品进行加、减、乘、除的一种或多种的组合进行变形，得到新产品；本发明可解决TRIZ理论在实际问题应用中仍存在着参数定义较复杂，技术问题转化较难，实际问题转化率不高，解决实际问题系统性不强的问题，通过对环形活络胎面挤出一体化装备的技术方案的TRIZ和整体综合分析形成了完备的技术方案，并提供了一套解决实际发明问题的方法。

主权项：1.一种基于TRIZ的环形活络胎面挤出一体化装备的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：1利用TRIZ理论中的技术矛盾和物理矛盾方法将金属高刚性内模直压硫化技术进行分析形成阶梯式轮胎直压硫化内模设计方案；2利用TRIZ理论中的技术矛盾和物理矛盾方法将阶梯式轮胎直压硫化内模设计方案进行分析形成一种环形胎面活络模具设计方案；3利用TRIZ理论中的技术矛盾和物理矛盾方法将一种环形胎面活络模具进行分析形成一种短纤维径向取向增强环形活络胎面挤出一体化装备的基础设计方案；4从新产品出发进行发明创造a对3步骤得到的基础设计方案的产品进行加、减、乘、除的一种或多种的组合进行变形，得到一个或多个新产品；b寻找新产品有哪些好处,并确定最终方案；其中基于TRIZ的一种环形胎面活络模具到一种短纤维径向取向增强环形活络胎面挤出一体化装备的设计方案，其设计步骤为：1一种环形胎面活络模具中存在着中间部分导向轴形状具有制造性，可行性低，并且恶化了形状；虽然改善了系统的复杂性，因此查表用分割原理，反向作用原理,复制原理，廉价替代品原理进行形状改变；恶化了形状，查表用反向作用原理,动态特性原理，替代机械系统原理，气压和液压结构原理；按实际生产采用分割原理将中间块分割，反向作用原理将内活络模和小内活络模与中间块即导向轴反向配合；2导向轴面的因素形状较复杂，相比较轮胎直压硫化内模设计方案和阶梯式轮胎直压硫化内模方案，虽然部分形状简化改进，但形状也有所恶化，难以加工，比较难以成型，定义该物理矛盾，查表利用分离原理来解决这一问题；3针对环形胎面活络模具胶料不能从中间挤出后引流的技术问题，环形胎面活络模具中的导向轴中间部分既能导向导向轴相配合的部分，又必须自身导向轴中间部分有流道；既有中间部分，又没有中间部分，定义该物理矛盾，查表采用分离原理，使用空间分离原理，使导向轴从中间挤出胶料，外侧导向内活络模，将与导向轴相配合部分与自身中间部分空间分离，利用导向轴边缘导向；4将导向轴边缘利用竖直方向位移实现导向轴相配合部分的移动；或利用借助中介物原理进行导向，最后用组合原理连成一体；54步骤产生的一种短纤维径向取向增强环形活络胎面挤出一体化装备中的导向轴的初始方案存在着难以脱模，脱模结构适用性，通用性低，形状相比改善，查表得分割原理，动态特性原理，气压和液压结构原理，因此为使脱模方便，采用分割原理将导向轴分为两块—上盖内芯和底座内芯；6一种短纤维径向取向增强环形活络胎面挤出一体化装备中，对于带动其中三个上盖小滑块，三个上盖大滑块；为增加操作的便利性，即操作流程的方便性，将一个液压缸-活络模上盖牵引装置传递为三个分力，采用活络模上盖牵引装置另一端的形状改变来实现传递三个分力，造成另一端的形状恶化，但这也造成系统的复杂性和形状恶化；另外，系统的复杂性恶化和操作流程的方便性优化，查表得，原理为等势原理，空间维数变化原理，复制原理，颜色改变原理；形状恶化和操作流程的方便性优化，查表得，原理为动态特性原理，替代机械系统原理，气压和液压结构原理，抛弃或再生原理；综上所述，利用等势原理将三个上盖开模延时杆端面处于同一平面上；利用动态特性原理中的分割物体方法，利用中介物原理的活络模上盖上的上盖开模延时杆使上盖内芯移动，从而使环形胎面胶脱模；即利用上盖分割出三个上盖开模延时杆传递三个分力；和或增加液压缸的数量即替代机械系统原理即增加了系统的复杂性提供三个分力，但又必须有液压缸，构成了物理矛盾，因此利用分离原理里面的分割原理，中介物原理实现提供三个分力的功能；使活络模上盖上面布置有上盖开模延时杆使上盖内芯移动，从而使环形胎面胶脱模；由三个活络模模芯驱动装置带动底座内芯从而带动三个底座小滑块，三个底座大滑块相对移动，从而达到脱模的目的；7对于分流道的技术问题，即注射压力不足，不易成型，流道拐弯处压力损失过大的问题，因此定义技术矛盾：恶化了能量损失，改善的是相对于传统的阻坝扩张式机头的形状，使形状设计优化，查表得曲面化原理，将直角机头去除，及分流的六个流道曲面化处理；短纤维径向取向增强环形活络胎面挤出一体化装备是为了提高短纤维的径向取向，因此采用与胶料相同速度的短纤维作为其速度方向，注射成型改善了速度参数，但恶化了能量消耗，即能量损失，查表得曲面化原理，周期性作用原理，有效作用的连续性原理，物理或化学参数改变原理；在此选择曲面化原理，将注射腔道里面设有螺杆，将直线运动改为螺旋运动能有效减少压力损失；和或利用功能结构中的裁剪功能，去除轮胎胎面胶中短纤维径向取向成型中的过渡段、分流段对压力损失有较大影响的弯角，即将直角机头去除；将滑块组成的大侧面加工成筛孔状造成自动脱模时不方便，利用借助中介物原理，在其上方加一个圆形裁刀，当硫化完成后，用圆形裁刀将预硫化环形胎面与底座小滑块，底座大滑块，上盖小滑块，上盖大滑块组成的大侧面裁断；8利用加法策略将挤出机，温控系统等成套设备与取向装置连接，最终形成一体化装备；将底座小滑块，底座大滑块，上盖小滑块，上盖大滑块组成的大侧面加工成筛孔状，六个流道中的每一个流道对应底座小滑块，底座大滑块，上盖小滑块，上盖大滑块侧面构成的11个筛孔，该11个筛孔在滑块内部成U或和V型分布，胶料从六个流道中的每一个流道流动时，每一个流道开有一个向下延伸的孔，为主流道口，底座小滑块，底座大滑块，上盖小滑块，上盖大滑块组成的侧面从左到右孔数为四个，三个，四个,中间一列中间孔所在流道为主流道口，通过在滑块内部成U或和V型分布的流道与另外十个侧面筛孔相连；在活络模上盖的顶部开有圆形槽，槽内置有圆形裁刀，圆形裁刀连接有液压控制系统，从而使圆形裁刀在硫化时起密封活络模上盖的作用，而在硫化完时控制系统控制圆形裁刀上下移动实现预硫化环形胎面与大侧面的分离。

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