Solidworkssimulation在轮胎定型硫化机设计中的应用

    轮胎定型硫化机(如图1所示)是轮胎生产制造的主要设备，主机结构复杂，整机零件多。硫化室（如图2所示）是轮胎定型硫化机的重要部件，轮胎硫化时承受合模产生的压力，因此其零件必须具备足够的强度和刚度。传统的设计是采用材料力学来进行零件强度和刚度设计计算，相对繁琐。

图1 45”轮胎定型硫化机主机图

1.主传动机构；2.机械手；3.机座；4.中心机构；5.脱模机构；6.硫化室；7.卸胎机构

图2 45”轮胎定型硫化机硫化室图

1.下热板；2下隔热板；3.下护罩；4上热板；5.上隔热板；

6.上护罩；7.托板；8.调模螺柱；9.调模座；10.调模机构

    随着计算机的飞速发展和广泛应用，大型CAD软件功能不断完善，一些CAD软件自身带有有限元分析功能，就是一款这样的辅助设计软件。具有强大的三维建模功能，其内置的有限元分析模块Simulation是专门针对机械产品的力学分析而开发的软件，因而易为机械行业的技术人员所接受。模型的生成和力学计算均在一个软件中完成，技术人员可以在模型设计的同时进行力学性能分析，使得分析计算过程变得简便。本文选择热板式硫化室部件中的重要零件托板作为例子进行说明。

    托板是硫化室部件的主要受力零件，图2中托板与上热板均为圆环式结构，它们之间用螺栓联接在一起。工作状态下，托板上端面承受调模螺柱向下施加的压力，下端面承受模具对其产生向上的力。

1 模型的建立

    1.1 建立三维模型

    托板的结构属圆环型，按材料力学初步估算托板厚度尺寸(材料ZG310-570)，在适当位置挖深槽以减轻重量，考虑模具安装、调模机构安装等因素，其结构及尺寸按图3确定。

图3 托板

    用三维建模特征建立三维模型(如图4所示)，为了方便有限元分析，对模型进行简化，忽略一些圆角、倒角等特征。同时要对三维模型划出分割面有助于定义载荷。建模完成后就可以用Simulation进行有限元分析，其分析过程与其他有限元分析软件一样，经过前处理、加载求解和后处理3个阶段。

图4 托板三维模型图

      1.2 有限元分析