輪胎微波硫化的影響因素分析及溫度場模擬.pdf

1、硫化是輪胎等橡膠制品在制造加工過程中必不可少的一道工序，對橡膠等制品的實(shí)際應(yīng)用具有非常重要的意義。目前，傳統(tǒng)的輪胎硫化方式主要有直接蒸汽硫化罐硫化、熱空氣硫化和過熱水壓力硫化。這些傳統(tǒng)的硫化方式主要依靠熱傳導(dǎo)將熱量逐漸傳到輪胎內(nèi)部。因此，對輪胎這樣熱的不良導(dǎo)體而言，不可避免地會延長硫化時間。如果要提高硫化效率就必須提高外部熱源的溫度，由此又會導(dǎo)致輪胎外部燒焦而內(nèi)部不熟的現(xiàn)象，這樣會大大降低輪胎的使用性能。
　　微波硫化是一種新型的

2、橡膠硫化方式，主要是借助于微波硫化的綠色化、高效性、可連續(xù)化生產(chǎn)優(yōu)勢，使橡膠制品在外加高頻電磁場的作用下，內(nèi)部偶極子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一種“類摩擦”的作用，最終以熱的形式釋放出來。因此，不同于傳統(tǒng)依靠熱傳導(dǎo)進(jìn)行硫化的方式，微波硫化的速度更快，效率更高。因此，設(shè)計一種專用于輪胎硫化的微波加熱裝置具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在本文中，為了為今后設(shè)計輪胎微波硫化裝置提供參考與指導(dǎo)，主要是對以下幾個方面進(jìn)行了相關(guān)研究:
　　(1)根據(jù)諧振腔的模式數(shù)、

3、簡并比、品質(zhì)因數(shù)等參數(shù)以及電磁場、溫度場建立合適的微波諧振腔模型，并對所建模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)對諧振腔切除一定半徑的圓角，可以增強(qiáng)微波聚能的效果。
　　(2)研究了單、雙波導(dǎo)及其放置角度等微波硫化裝置結(jié)構(gòu)對微波硫化效果的影響，發(fā)現(xiàn)在微波入射功率一定的前提下，雙波導(dǎo)相比單波導(dǎo)的加熱效率更高，受熱物料的溫度分布更為均勻。
　　(3)研究了微波入射頻率、功率及雙波導(dǎo)功率分配等可調(diào)工藝參數(shù)對微波硫化效果的影響，發(fā)現(xiàn)微波的入射功率增

4、大可以加快受熱物料的溫升速率，而對微波加熱效率基本無影響，而且雙波導(dǎo)的功率分配一致性越強(qiáng)，微波的加熱效果越好。
　　(4)研究諧振腔內(nèi)受熱膠料的電磁參數(shù)和熱物性參數(shù)以及膠料反應(yīng)熱對微波硫化過程中電場、溫度場及溫升的影響。最終發(fā)現(xiàn):熱物性參數(shù)主要影響受熱物料的溫升速率，而對溫度分布基本無影響;而電磁參數(shù)主要影響其溫度分布，其中主要是介電常數(shù)的貢獻(xiàn)。最終確定:為增加模擬結(jié)果的可信度需限定微波入射頻率，且不可忽略各膠料的熱物性參數(shù)以及胎