1 整機管道系統分析

　　硫化機管道系統是完成輪胎硫化過程的重要部分，包括硫化管道系統，動力水管道系統，機械手管道系統，氣控管道系統，潤滑管道系統，活絡模管道系統等，它是根據硫化機自動循環操作程序的要求繪出的管道系統圖，并選擇適用的儀表，閥門，控制元件以及管道零件所組成。

　　硫化管道系統分別安裝于后充氣部件底下和兩側，其中底下主要是內壓閥組，旁邊是外壓閥組;動力水管道系統安裝于主機右側(靠儀表柜一邊);機械手管道系統主要安裝于機械手上，氣控管路系統從儀表柜內由接管座引出，按順序與層次分列于主機，后充氣左側、中間、右側及機座內，最后接到各閥門、儀表及其氣動元件上;潤滑管道安裝于機座及各零件上;活絡模管道閥組安裝主機左側。整體布局如圖1。

　　圖1 整機管道布置圖

　　2 輪胎硫化機管道設計

　　2.1 管道設計與計算

　　管道設計根據壓力、溫度、流體特性等工藝條件，并結合環境和各種載荷等條件進行。

　　確定管徑時主要考慮以下三個方面：a、操作工況 管徑主要取決于流量性質和流速，不同性質和操作工況的介質應選取不同的流速。b、流體阻力損失c、建設投資和運行費用

　　管徑確定可由常用流速來計算，再按工程設計規定的管子公稱通徑系類調整為實際內徑。

　　 (1-1)

　　管道壁厚計算，當直管計算厚度ts小于外徑D0的1/6時，直管的計算厚度不應小于式(1-2)計算的值，設計厚度按式(1-3)計算

　　 (1-2)

　　 (1-3)

　　當直管計算厚度ts大于或等于管子外徑D0的1/6時，或設計壓力p在設計溫度下材料的許用應力[σ]t和焊接接頭系數Ej乘積之比(p/[σ]tEj)大于0.385時，直管厚度的計算需按斷裂理論、疲勞和熱應力給予考慮。

　　管道阻力損失包括延程阻力損失、局部阻力損失、靜壓阻力損失和加速度阻力損失。

　　鋪設管路時，由于所輸送流體的溫度使管道伸長或縮短，產生較大的熱應力可能會破壞管道，得考慮管道的膨脹和補償，大多數管道的熱補償是靠自然補償實現的。

　　管子選好之后，根據工藝需要，選擇合適的法蘭、墊片、緊固件、閥門以及管道特殊件，組成管道系統。

　　2.2 硫化管道系統設計

　　根據管道系統原理圖，著手進行設計。根據硫化輪胎需要，安排好介質進出管的位置，兼顧管道系統布置的可行性， 結構設計如圖2 所示。

　　圖2 硫化管道系統

　　2.3 動力水管道系統設計

　　硫化機整機安裝若干水缸，實現幾個動作：機械手升降，上、下環升降，卸胎機構的運動等等，每個缸體用相應的氣控閥門進行控制。把設計好的管道零件，選擇的正確閥門，儀表、控制元件進行組合裝配，即完成閥組的設計。結構設計如圖3所示。

　　圖3 動力水閥組

　　3 三維設計的可行性

　　Pro/E是專業化的CAD/CAM/CAE軟件，其管道模塊提供了很好的設計和解決方案，給傳統的機械管道設計與制造帶來很大的便利。通過管道設計，筆者淺議一下三維設計軟件Pro/E 在設計過程中應用的可行性：

　　(1)在產品的開發設計中，結合二維圖紙和三維造型，可在加工前進行預組裝，從而發現裝配中可能存在的問題，為解決問題縮短時間;有利于產品結構的優化設計，縮短加工周期;對于產品重量的計算也能達到較準的估算。

　　(2)產品設計完后可進行運動仿真，有限元分析，力學仿真等，為產品完整設計提供更為完整的理論依據。用三維虛擬裝配的過程，是對設備深入認識的一個過程，為進一步認識熱場、熱流，作FEM分析打下基礎;再者，采用無限次的虛擬裝配，可以有效的減少材料損失，節約成本。

　　(3)在跟客戶商談，介紹產品時，可以利用三維數字機進行演示，提供比二維圖紙更為直觀的建模造型，從而為留住客戶，抓住市場創造有利條件。

　　(4)Pro/E 軟件采用的是參數化的設計理論，方便修改零件結構尺寸，再者，也可以從標準庫和資料庫直接調用標準件，如法蘭、螺栓，軸承等等，提高設計速度。

　　(5)三維建模造型設計完之后，可以利用軟件快速創建二維平面圖，提高作圖效率。

　　4 結束語

　　傳統設計中，使用二維軟件設計畫圖，但是對于干涉問題很難反映出來，現實中雖然可以用折鐵絲折彎來模擬設計要求，但是效率低下，工作量大，很難達到真實的效果。實踐證明，由于三維設計可明顯縮短設計周期，節約管件，方便復雜的空間管道設計，為企業抓市場，搶訂單，贏得了寶貴的時間。