轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套、装备及控制方法

技术领域

本发明涉及轮胎生产制造技术领域，具体为一种轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套、装备及控制方法。

背景技术

目前，轮胎定型硫化机外模具的内轮廓决定着轮胎成品的几何形状和参数。现有的轮胎硫化技术对于外轮廓取决于活络模加热，目前活络模硫化过程存在以下弊端：

第一，传统加热方式需要大量管路运送硫化内压介质，热能在运输过程中被大量消耗，加热时间较长，同时还存在管道的泄漏问题；

第二，轮胎的胎肩相比于胎侧和胎冠等较薄的部位需要更高的温度，而实际生产过程中，热量被均匀的传递给胎坯，胎坯各处受热并无差异，当胎肩和胎圈完成硫化时，胎侧和胎冠已经严重过硫化，大大降低轮胎性能；

第三，传统加热存在复杂的蒸汽管道，维修成本较高，而且硫化轮胎时间较长且质量分布不均匀。

为此，提出一种轮胎外模具电磁感应加热技术，电磁模套和上下热板合理缠绕电磁线圈,硫化时通过高频交变电流,利用电磁感应效应实现外模具加热。相比于传统硫化工艺，电磁感应加热硫化工艺硫化周期更短，温度均匀性更好,节能效果显著。电磁感应加热具有加热速度快、热量集中的特点。

发明内容

针对蒸汽加热过程冷凝水沉积造成温度不均匀、蒸汽管路复杂、维修成本高和加热过程缓慢问题，本发明提出了一种能源消耗少、硫化周期短、产品精度高的轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套、装备及控制方法。

为实现上述目的，本发明提出一种轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套，所述电磁模套整体为圆柱形，紧贴外模具外模套外侧设置，所述电磁模套包括：由外至内分别设置的外壳、磁条、保温棉、多组线圈和高温纸。

其中，所述电磁模套在圆周方向竖直分成四部分，各部分之间通过合页和拉扣相连。

其中，所述外壳为云母板，由角码通过铆钉连接；若干磁条沿所述外壳的内侧圆周方向铺设。

其中，所述磁条分为4层，分别由两层云母板隔开。

其中，所述保温棉内侧分布有三组线圈，其中，中间线圈较两侧线圈大；所述电磁模套和外模具上分布有三个探温针孔。

其中，所述外模具外模套的顶部设有上盖板，底部设有底座，所述外模具外模套的内侧分别设置有弓形座、花纹块、上下侧模、上下模，所述弓形座与外模套之间设有导向条，导向条与所述外模套之间设有减摩板；所述上盖板上所有调节环，所述外模套与调节环通过螺栓连接；所述弓形座和花纹块通过螺钉连接。

本发明还提出一种轮胎外模具电磁感应加热硫化装备，包括：电磁模套、探温针、温控器和电磁线圈电源，其中：

所述电磁模套为如上所述的电磁模套；

所述温控器分别与电磁线圈电源、线圈及探温针连接，所述电磁线圈电源还与所述探温针连接；

所述探温针，用于监测外模具温度，将温度监测结果通过电磁线圈电源反馈到温控器；

所述温控器，用于根据所述温度监测结果判断是否继续加热。

其中，所述电磁模套在圆周方向竖直分成四部分，每一部分配置对应的线圈、温控器和电磁线圈电源。

其中，所述线圈的分布方式包括以下至少之一：

电磁模套整体分为4部分，每一部分包括3组线圈，线圈的缠绕方式相同，每一个电磁线圈电源控制一个温控器，并对一组线圈发送输出信号，每四分之一电磁模套的三个电磁线圈电源之间并联控制，每组线圈有独立的电磁线圈电源控制；

电磁模套整体分为4部分，每一部分包括3组线圈，线圈的缠绕方式相同，每个四分之一电磁模套由独立的电磁线圈电源、以及温控器控制，内部3组线圈串联；

电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈，围绕模套外壳由外向内间隔缠绕，每个四分之一模套由独立的电磁线圈电源、以及温控器控制；

电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈，围绕模套外壳由外向内间隔缠绕，每2个四分之一模套由独立的电磁线圈电源、以及温控器控制；电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈；

电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈，围绕模套外壳由外向内间隔缠绕，每个电磁模套由独立的电磁线圈电源、以及温控器控制；

电磁模套整体分为4部分，每一部分包括2组线圈，围绕模套外壳由外向内间隔缠绕，整个电磁模套的上部分4组线圈串联，共用1组电气元件，下部分4组线圈串联，共用1组电气元件。

本发明还提出一种通过如上所述的轮胎外模具电磁感应加热硫化装备进行加热硫化控制的方法，所述方法包括以下步骤：

通过电磁线圈电源向所述线圈内通入高频电流，形成高频交变磁场，使电磁模套在交变磁场内发热，热量从高温纸以接触传热形式传递给外模具；

通过探温针监测所述外模具的温度，并通过电磁线圈电源将温度监测结果反馈给温控器；

通过所述温控器根据温度监测结果判断实时温度与设定温度之间的差值，并根据差值决定是否继续加热。

本发明提出的一种轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套、装备及控制方法，电磁模套合理缠绕电磁线圈,硫化时通过高频交变电流，利用电磁感应效应实现外模具加热，相比于传统硫化工艺，电磁感应加热硫化工艺硫化周期更短，温度均匀性更好，节能效果显著。电磁感应加热具有加热速度快、热量集中的特点。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1.电磁加热替代传统的蒸汽加热，避免外模套因大量管路铺上导致的能量浪费，提高节能效果，降低加工难度；

2.电磁加热发热效率高，减少升温时间，减少热传导和空气对流传热的损耗，热损失小，效率高；

3.电磁加热线圈分多段布置，每组线圈配备独立的电磁线圈电源和探温针，实现区域可调，保证整体硫化温度均匀性，可达±1℃温差；

4.采用PLC控制方式，可靠性更高、抗干扰能力强、运行速度快、且功能完善、可实现复杂控制功能；

5.电磁加热利用电能转化为磁能作用于金属直接加热，可显著降低环境温度，并且绿色环保无污染。

附图说明

图1为本发明电磁模套与外模具装配体总览图；

图2为图1的正视图；

图3为图2的剖视图A-A；

图4为图3中局部视图B；

图5为本发明电磁模套整体装配图；

图6为本发明电磁模套部分结构图；

图7为3组线圈的电磁模套结构示意图；

图8为2组线圈的电磁模套结构示意图；

图9为外模具探温孔结构结构示意图；

图10为本发明电磁模套加热控制原理图。

附图标号：

1-外壳，2-铆钉，3-探温孔，4-磁条，5-保温棉，6-角码，7-线圈，8-高温纸，9-调节环，10-上盖板，11-上下侧模，12-上下模，13-弓形座，14-花纹块，15-导向条，16-减摩板，17-外模套，18-底座。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的目的是针对蒸汽加热过程冷凝水沉积造成温度不均匀、蒸汽管路复杂、维修成本高和加热过程缓慢问题，提出了一种能源消耗少、硫化周期短、产品精度高的轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套、装备和控制方法，其中涉及一组电磁加热模套和电磁加热控制方法，提供外模具所需的硫化温度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套、装备和控制方法，该装备主要包括电磁模套、探温针、温控器，通过电磁线圈电源(PLC)控制，其中电磁模套由云母板外壳、磁条、保温棉、多组线圈和高温纸组成，整体紧贴于轮胎模壳外侧；该控制方法采用PLC控制方式，分为12区控制、4区控制、2区控制以及1区控制，分别对应5种不同的绕线方式以及探温测温方式，电磁线圈电源为线圈供电，探温针反馈信号至温控器进行调控，通过比例、微分、积分环节的应用提供硫化温度。

本发明利用电磁感应加热替代传统的过热水、蒸汽和氮气加热，在不改变原有模具结构的前提下，通过电磁模套对活络模加热，整个过程实现智能化控制。活络模合模后，电磁模套通电加热，电源为电磁线圈电源供电，电磁线圈电源向螺旋线圈内通入高频电流，从而形成交变磁场，热电偶与温控器组成闭合回路，起到测量和反馈的作用。每台硫化机配备独立的温控柜，从而实现了单台硫化机的温度控制，改革了蒸汽加热的源头控温机制，解决了蒸汽加热成组硫化机采用一个工艺温度参数、无法实现单机控温的难题。

具体地，参照图1-图10所示，本发明提出一种轮胎外模具电磁感应加热硫化电磁模套，所述电磁模套整体为圆柱形，紧贴外模具外模套17外侧设置，所述电磁模套包括：由外至内分别设置的外壳1、磁条4、保温棉5、多组线圈7和高温纸8。

其中，所述电磁模套在圆周方向竖直分成四部分，各部分之间通过合页和拉扣相连。

其中，所述外壳1为云母板，由角码6通过铆钉2连接；若干磁条4沿所述外壳1的内侧圆周方向铺设，磁条4使用高温胶粘在外壳1上。磁条4内侧装有保温棉5，分布在线圈7外侧沿圆周方向铺开，锁住电磁加热产生的温度，起到保温、隔温和阻燃的作用，不影响模套周边环境温度。

作为一种实施方式，所述磁条4分为4层，分别由两层云母板隔开。

作为一种实施方式，所述保温棉5内侧分布有三组线圈7，其中，中间线圈7较两侧线圈7大；线圈7依据模套各部分型腔大小绕制而成，缠绕式加热方案容易实现周向温度一致性每组线圈7保证一定的电感量；最内层铺设一层高温纸8，一方面是为了防止模具高温导致线圈7烧伤，另一方面能减小接触热阻和防止导电。

作为一种实施方式，由于采用电磁感应加热的特殊性，模套外壳1不能选用金属材料以防止在交变磁场内发热，而是选用一种不导磁材料云母板外壳1，在模套中作为承重基体，其不直接接触硫化模具，能够承受600℃以下的高温，而且绝缘效果很好，可以满足需求。

作为一种实施方式，在云母板内侧铺有一层磁条4，磁条4分布在线圈7外侧，可以屏蔽磁场，保护人体免受伤害。

考虑到模具更换时拆装线圈7难度大，模套电磁感应加热线圈7铺设方案设计不再采用传统线圈7布置方案即线圈7均匀缠绕在被加热工件上，而将线圈7与电磁模套安装在一起，安装过程只需要将相邻的电磁模套使用拉扣连接即可，避免了更换及调整模具过程中拆装线圈7的过程。

其中，所述电磁模套和外模具上分布有三个探温针孔。

其中，所述外模具外模套17的顶部设有上盖板10，底部设有底座18，所述外模具外模套17的内侧分别设置有弓形座13、花纹块14、上下侧模11、上下模12，所述弓形座13与外模套17之间设有导向条15，导向条15与所述外模套17之间设有减摩板16；所述上盖板10上所有调节环9，所述外模套17与调节环9通过螺栓连接；所述弓形座13和花纹块14通过螺钉连接。

在本实施例中，采用PLC控制方式，每个电磁线圈7电源控制一个温控器，对线圈7发送输出信号，每四分之一电磁模套的三个电磁线圈电源之间并联控制，彼此不受影响；通过比例控制方式快速使线圈7加热达到一定温度，积分控制消除稳态误差，控制电磁加热硫化温度保持在一定范围内，避免出现大幅度温差，而且微分控制可以抵消积分控制产生的不稳定趋势，进一步将温度稳定在硫化温度区间内。

电磁线圈电源将三相工频转换成高频交流电输送到螺旋线圈7中，通电的电磁线圈7磁场，高频交流电产生高频交变磁场。超导磁芯能够聚拢分散的磁感线，加强磁芯部分的磁场，减弱远离磁芯部分的磁场。磁芯对应部分热板切割交变磁力线，产生的感应电动势与热板阻抗构成回路产生涡流，涡流效应使热板自行发热。与寻常电磁感应加热方案设计不同，被加热工件并非整体置于磁场当中，而是被加热物部分处于较为集中的磁场中，由面发热变为点发热，便于控制温度高低和调整温度分布。

以下对本方案进行详细阐述：

如图1-图3所示，电磁模套的结构形式是圆柱形，为了便于缠绕线圈7以及安装方便，在圆周方向竖直分成四份，模套由外及内分别是云母板外壳1、磁条4、保温棉5、多组线圈7和高温纸8。电磁模套外壳1为云母板由角码6通过铆钉2连接，为了方便安装将模套圆周方向分成四部分，如图4所示，各部分之间通过合页和拉扣相连；外壳1内侧圆周方向铺有一定数量的磁条4，如图6所示，磁条4分为4层，分别由两层云母板隔开，两侧为一排磁条4，中间为两排磁条4，其作用是为了屏蔽磁场保护工作人员；磁条4内侧为保温棉5，如图7所示，也是被云母板分成3部分，一方面对线圈7产生的热量起到保温作用，另一方面可以阻燃；保温棉5内侧分布有缠绕至一定电感量的线圈7，提供轮胎硫化的热量，云母板板两侧线圈7较小，中间线圈7较大，分成三个线圈7一方面是为了加热更加均匀，可以实施调控，另一方面为了方便调节维修方便；最内侧是贴有一层高温纸8，可耐高温和隔热降租，避免直接与模具接触烧伤表面，也可以使得表面温度更加均匀。

该电磁模套涉及外模具相关结构，如图3所示，包括调节环9、上盖板10、上下侧模11、上下模12、弓形座13、花纹块14、导向条15、减摩板16、外模套17、底座18，其中外模具底座18与外模套17在开模阶段相互分离，在合模阶段相互接触，同时外模套17与调节环9通过螺栓连接，外模具导向条15和外模具减摩板16通过螺栓与外模套17固定在一起，起到限位导向作用，另外模套17内分布着8个弓形座13，在开模合模阶段保证模套在弓形座13的15°斜面上运动，弓形座13内分别对应着8个花纹块14，为了增大接触面积，保持良好的导热性和稳定性，接触面为斜面设计，弓形座13和花纹块14通过螺钉连接在一起通过外模具导向条15相互接触径向运动。

如图1和图5所示，电磁模套整体分为四部分，每一部分包括三组线圈7，线圈7的缠绕方式相同，中间线圈7较大电感量较大，两边两个线圈7较小，电感量较小。如图10所示，电源通电后，每个电磁线圈电源控制一个温控器，并对一组线圈7发送输出信号，每四分之一电磁模套的三个电磁线圈电源之间并联控制，彼此不受影响；采用PLC控制方式，因其高可靠性、抗干扰能力强、运行速度快、且功能完善、可实现复杂控制功能而被应用在电磁模套上，通过比例控制方式快速使线圈7加热达到一定温度，当探温针探到的温度达到温控器所设温度时，会给温控器发送信号停止线圈7加热，当探温针探到的温度低于温控器所设温度时，会给温控器发送信号开始线圈7加热；积分控制消除稳态误差，控制电磁加热温度保持在一定范围内，避免出现大幅度温差，而且微分控制可以抵消积分控制产生的不稳定趋势，进一步将温度稳定在硫化温度区间内。另外，如图10所示，电磁线圈电源、温控器和线圈可以编号，彼此之间独立控制，保证各区域温度均匀性，而且方便检查维修，比如电磁模套的四部分可以分别用E、F、G、H编号，每部分对应三组线圈，例如，对于编号E这部分，电磁线圈电源、温控器和线圈可以分别编号为电磁线圈电源E1、电磁线圈电源E2、电磁线圈电源E3，温控器E1、温控器E2、温控器E3，线圈E1、线圈E2、线圈E3。其他部分以此规则编号。

本实施例线圈7分布方式可以采用如下几种：

(1)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括3组线圈7，线圈7的缠绕方式相同，并且紧贴于保温棉5内侧成弧状分布，中间线圈7较大电感量较大，两边两个线圈7较小，电感量较小，而且每组线圈7有独立的电磁线圈7电源控制，那么整个外模具共需要12组线圈7加热分为12个区域独立控制，彼此不受影响，有更好的灵活性。

具体的控制方法为：电源通电后，每一个电磁线圈7电源控制一个温控器，并对一组线圈7发送输出信号，每四分之一电磁模套的三个电磁线圈7电源之间并联控制，彼此不受影响；采用PLC控制方式，因其高可靠性、抗干扰能力强、运行速度快、且功能完善、可实现复杂控制功能而被应用在电磁模套上，通过比例控制方式快速使线圈7加热达到一定温度，当探温针探到的温度达到温控器所设温度时，会给温控器发送信号停止线圈7加热，当探温针探到的温度低于温控器所设温度时，会给温控器发送信号开始线圈7加热；积分控制消除稳态误差，控制电磁加热温度保持在一定范围内，避免出现大幅度温差，而且微分控制可以抵消积分控制产生的不稳定趋势，进一步将温度稳定在硫化温度区间内。另外，电磁线圈电源、温控器和线圈7需要编号，彼此之间独立控制，保证各区域温度均匀性，而且方便检查维修。

(2)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括3组线圈7，线圈7的缠绕方式相同，并且紧贴与保温棉5内侧成弧状分布，中间线圈7较大电感量较大，两边两个线圈7较小，电感量较小，每四分之一电磁模套中的三组线圈7共用一个电磁线圈7电源，因此，整个外模具共需要4组线圈7加热分为4个区域独立控制，大大缩减电气元件的使用，占用空间较小而且成本大大缩减。

具体的控制方法为：每个四分之一模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部3组线圈7串联，只需要4个电磁线圈7电源、4个温控器、4组PLC元件以及4个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所述，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(3)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，因此模套一共需要缠绕4组线圈7，即每四分之一模套缠绕1组整体式线圈7，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布。

具体的控制方法为：每个四分之一模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有一组整体式线圈7，模套只需要4个电磁线圈7电源、4个温控器、4组PLC元件以及4个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所述，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(4)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布，但是本方案每2个四分之一模套串联，整个模套只需要2组电气元件。

具体的控制方法为：每2个四分之一模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有1组整体式线圈7，模套只需要2个电磁线圈7电源、2个温控器、2组PLC元件以及2个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所述，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(5)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布，但是本方案整个模套的4组线圈7串联，整个模套只需要1组电气元件。

具体的控制方法为：每个模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有1组整体式线圈7，模套只需要1个电磁线圈7电源、1个温控器、1组PLC元件以及1个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所述，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(6)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括2组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布，但是本方案整个模套的上部分4组线圈7串联，共用1组电气元件，下部分4组线圈7串联，共用1组电气元件，整个模套只需要两组控制元件即可；具体的控制方法：每个模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有1组整体式线圈7，模套只需要1个电磁线圈7电源、1个温控器、1组PLC元件以及1个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所示，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

如图1-图10所示，本发明还提出一种轮胎外模具电磁感应加热硫化装备，包括：电磁模套、探温针、温控器，其中：

所述电磁模套可以采用如上实施例所述的电磁模套；

所述温控器分别与电磁线圈电源(即PLC元件)、线圈7及探温针连接，所述电磁线圈电源还与所述探温针连接；

所述探温针，用于监测外模具温度，将温度监测结果通过电磁线圈电源反馈到温控器；

所述温控器，用于根据所述温度监测结果判断是否继续加热。

探温针测温方式为，将探温针座旋入探温孔3，将探温元件扣在探温座上，并保证探温针到达探温孔3底部即可，如图9所示。

其中，所述电磁模套在圆周方向竖直分成四部分，每一部分配置对应的线圈7、温控器和电磁线圈电源。

轮胎外模具电磁感应加热硫化装备整体紧贴外模具外模套17外侧，提供硫化温度；该控制方法采用PLC控制方式，分为12区控制、4区控制、2区控制以及1区控制，分别对应5种不同的绕线方式以及探温测温方式，每个电磁线圈7电源为线圈7供电，探温针反馈信号至温控器进行调控。

以下对本实施例方案进行详细阐述：

电磁模套由云母板外壳1、磁条4、保温棉5、多组线圈7和高温纸8组成。模套的结构形式是圆柱形，为了便于缠绕线圈7以及安装方便，在圆周方向竖直分成四份。模套外壳1由大小不一的云母板通过角码6连接组成；在云母板内侧周向分布一定数量的磁条4，主要作用是防止电磁加热产生的磁场对人体造成损伤，每个磁条4通过高温胶粘在云母板上；磁条4内侧是保温棉5，分布在线圈7外侧沿圆周方向铺开，主要是锁住电磁加热产生的温度，起到保温和隔温的作用，不影响模套周边环境温度，另外还有阻燃的作用，防止温度过高引起火灾；保温棉5内侧分布有三组线圈7，线圈7依据模套各部分型腔大小绕制而成，缠绕式加热方案容易实现周向温度一致性每组线圈7保证一定的电感量，进而确保每一部分的温度均匀性，另外每组线圈7分别通过PLC独立控制，而且模套和外模具上分布有三个探温针孔实时监测温升情况，探温针也与PLC相连，实时监测模具温度，将监测结果反馈到温控器，PLC控制实现智能精准控温；对于最内层铺设一层高温纸8，一方面是为了防止模具高温导致线圈7烧伤，另一方面能减小接触热阻和防止导电。

本实施例提出的一种轮胎外模具电磁感应加热硫化装备，考虑到模具更换时拆装线圈7难度大，模套电磁感应加热线圈7铺设方案设计不再采用传统线圈7布置方案即线圈7均匀缠绕在被加热工件上，而将线圈7与云母板壳体安装在一起，安装过程只需要将相邻的电磁模套使用拉扣连接即可，避免了更换及调整模具过程中拆装线圈7的过程。

其中，由于采用电磁感应加热之后，模套外壳1不能选用金属材料以防止在交变磁场内发热。云母板外壳1作为一种不导磁材料，在模套中作为承重基体，其不直接接触硫化模具，能够承受600℃以下的高温，而且绝缘效果很好，可以满足需求，处理后表面平整、美观。

其中，保温棉5是由能够耐热防火的纤维组成，由于其具有很好的隔热、保温效果，仍应用在人非接触式的环境下。电磁模套中保温棉5嵌入云母板壳体和高温纸8内，符合应用环境要求。高温纸8由于其耐高温且即机加工性能好等原因成为在模套的内衬材料。

其中，电磁线圈7电源将三相工频转换成高频交流电输送到螺旋线圈7中，通电的电磁线圈7磁场，高频交流电产生高频交变磁场。超导磁芯能够聚拢分散的磁感线，加强磁芯部分的磁场，减弱远离磁芯部分的磁场。磁芯对应部分热板切割交变磁力线，产生的感应电动势与热板阻抗构成回路产生涡流，涡流效应使热板自行发热。与寻常电磁感应加热方案设计不同，被加热工件并非整体置于磁场当中，而是被加热物部分处于较为集中的磁场中，由面发热变为点发热，便于控制温度高低和调整温度分布。

其中，所述线圈7的分布方式包括以下至少之一：

(1)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括3组线圈7，线圈7的缠绕方式相同，并且紧贴于保温棉5内侧成弧状分布，中间线圈7较大电感量较大，两边两个线圈7较小，电感量较小，而且每组线圈7有独立的电磁线圈7电源控制，那么整个外模具共需要12组线圈7加热分为12个区域独立控制，彼此不受影响，有更好的灵活性：具体的控制方法：电源通电后，每一个电磁线圈7电源控制一个温控器，并对一组线圈7发送输出信号，每四分之一电磁模套的三个电磁线圈7电源之间并联控制，彼此不受影响；采用PLC控制方式，因其高可靠性、抗干扰能力强、运行速度快、且功能完善、可实现复杂控制功能而被应用在电磁模套上，通过比例控制方式快速使线圈7加热达到一定温度，当探温针探到的温度达到温控器所设温度时，会给温控器发送信号停止线圈7加热，当探温针探到的温度低于温控器所设温度时，会给温控器发送信号开始线圈7加热；积分控制消除稳态误差，控制电磁加热温度保持在一定范围内，避免出现大幅度温差，而且微分控制可以抵消积分控制产生的不稳定趋势，进一步将温度稳定在硫化温度区间内。另外，电磁线圈电源、温控器和线圈7需要编号，彼此之间独立控制，保证各区域温度均匀性，而且方便检查维修。

(2)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括3组线圈7，线圈7的缠绕方式相同，并且紧贴与保温棉5内侧成弧状分布，中间线圈7较大电感量较大，两边两个线圈7较小，电感量较小，每四分之一电磁模套中的三组线圈7共用一个电磁线圈7电源，因此，整个外模具共需要4组线圈7加热分为4个区域独立控制，大大缩减电气元件的使用，占用空间较小而且成本大大缩减；具体的控制方法：每个四分之一模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部3组线圈7串联，只需要4个电磁线圈7电源、4个温控器、4组PLC元件以及4个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所示，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(3)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，因此模套一共需要缠绕4组线圈7，即每四分之一模套缠绕1组整体式线圈7，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布；具体的控制方法：每个四分之一模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有一组整体式线圈7，模套只需要4个电磁线圈7电源、4个温控器、4组PLC元件以及4个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所示，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(4)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布，但是本方案每2个四分之一模套串联，整个模套只需要2组电气元件；具体的控制方法：每2个四分之一模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有1组整体式线圈7，模套只需要2个电磁线圈7电源、2个温控器、2组PLC元件以及2个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所示，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(5)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括1组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布，但是本方案整个模套的4组线圈7串联，整个模套只需要1组电气元件；具体的控制方法：每个模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有1组整体式线圈7，模套只需要1个电磁线圈7电源、1个温控器、1组PLC元件以及1个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所示，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

(6)线圈7分布方式：电磁模套整体分为4部分，每一部分包括2组线圈7，围绕模套外壳1云母板由外向内间隔缠绕，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，并且紧贴于保温棉5内侧弧状分布，但是本方案整个模套的上部分4组线圈7串联，共用1组电气元件，下部分4组线圈7串联，共用1组电气元件，整个模套只需要两组控制元件即可；具体的控制方法：每个模套由独立的电磁线圈7电源、温控器以及PLC元件控制，内部只有1组整体式线圈7，模套只需要1个电磁线圈7电源、1个温控器、1组PLC元件以及1个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所示，另外探温针头部探温需在线圈7板温度最高处。

本发明的有利效果是：1.电磁加热替代传统的蒸汽加热，避免外模套17因大量管路铺上导致的能量浪费，提高节能效果，降低加工难度；2.电磁加热发热效率高，减少升温时间，减少热传导和空气对流传热的损耗，热损失小，效率高；3.电磁加热线圈7分多段布置，每组线圈7配备独立的电磁线圈电源和探温针，实现区域可调，保证整体硫化温度均匀性，可达±1℃温差；4.采用PLC控制方式，可靠性更高、抗干扰能力强、运行速度快、且功能完善、可实现复杂控制功能；5.电磁加热利用电能转化为磁能作用于金属直接加热，可显著降低环境温度，并且绿色环保无污染。

结合图10所示，本发明还提出一种通过如上所述的轮胎外模具电磁感应加热硫化装备进行加热硫化控制的方法，所述方法包括以下步骤：

S1，通过电磁线圈7电源向所述线圈7内通入高频电流，形成高频交变磁场，使电磁模套在交变磁场内发热，热量从高温纸8以接触传热形式传递给外模具；

S2，通过探温针监测所述外模具的温度，并通过电磁线圈电源将温度监测结果反馈给温控器；

S3，通过所述温控器根据温度监测结果判断实时温度与设定温度之间的差值，并根据差值决定是否继续加热。

本发明加热温度控制方法的实现原理，请参照上述各实施例，在此不再赘述。

本发明涉及轮胎硫化过程，包括装胎坯、合模、电磁加热硫化、卸胎。具体的工艺流程步骤：

装胎坯：内模具限位盘距离下钢圈一定高度，以保证模具胀缩时不与下钢圈发生干涉，同时内模具处于收缩状态，将待硫化胎坯置于硫化机台上。

合模：外模具底座18下降到一定高度停止运动，液压缸继续往下压，上盖板10和弓形座13同时下降，当弓形座13下降到外模具底座18时，硫化机上盖板10继续带着外模套17向下移动，由于外模具导向条15的作用也使得弓形座13和花纹块14向内收缩，当花纹块14完全收缩与胎坯外表面接触时，达到完全合模状态，锁模后进行硫化。

电磁加热硫化：电磁模套整体装配后安装在外模套17外侧，各部分由拉扣连接，将探温针正确装配接在温控器上，并且温控器连接线圈7，通电后使硫化温度达到硫化温度加热一段时间完成硫化，另外在硫化阶段探温针和线圈7构成负反馈调节，当探温针探到的温度过低时，将指令传给温控器使线圈7加温，当探温针探到的温度过高时，将指令传给温控器使线圈7降温。

卸胎：硫化结束后，电磁模套停止加温并将其打开，给外模具开模让出空间。外模具开模时，硫化机外模具的上盖板10带着外模套17和上模12向上提升，在提升的过程中，由于外模套17和弓形座13有15°的斜面夹角，以及他们之间的外模具导向条15，使弓形座13带着花纹块14产生径向的移动，从而使花纹块14、弓形座13脱离轮胎，脱模。

本发明的有益效果是：1.电磁加热替代传统的蒸汽加热，避免外模套17因大量管路铺上导致的能量浪费，提高节能效果，降低加工难度；2.电磁加热发热效率高，减少升温时间，减少热传导和空气对流传热的损耗，热损失小，效率高；3.电磁加热线圈7分多段布置，每组线圈7配备独立的电磁线圈电源和探温针，实现区域可调，保证整体硫化温度均匀性，可达±1℃温差；4.采用PLC控制方式，可靠性更高、抗干扰能力强、运行速度快、且功能完善、可实现复杂控制功能；5.电磁加热利用电能转化为磁能作用于金属直接加热，可显著降低环境温度，并且绿色环保无污染。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。