由于汽车行业的飞速发展,轮胎行业受到了一定的冲击,这对轮胎行业来说即是一种挑战,也是一种机遇。轮胎的性能对汽车的稳定型与安全性产生着极大的影响。硫化作为轮胎制作过程中最关键的一个部分,它能够使橡胶的线型大分子在一定的温度条件与压力条件下转变成三维网状结构,该环节还决定了轮胎的质量与轮胎各方面性能的好坏。在传统硫化方式中,轮胎硫化所需要的压力与温度都是靠水蒸气或者过热水(通过热传递)提供的,传统硫化方式大多数都采用过硫化的方法,即通入蒸汽的温度高于轮胎硫化时的温度。因为使用蒸汽或者过热水进行硫化就必然会产生冷凝水。冷凝水的产生影响了整体温度场的均匀性,使得轮胎硫化机的上下端温差过大,这也间接影响了轮的性能,而且过硫化的方式能量损耗特别大,效率不高。在现有硫化设备的基础上进行电磁感应加热系统的设计与优化,摒弃传统的过热水与水蒸气当作介质进行加热的方法。在保留中间胶囊结构的情况下,使感应方式加热后底板与活络模的温度场更加的均匀且不会产生冷凝水,以此来提高轮胎各方面的性能,减小不必要的能耗浪费,同时提高生产效率。主要的研究工作如下:(1)在现有蒸汽加热硫化设备的基础上,对模型进行同比例建模;利用Maxwell软件对加热底板下方的感应线圈进行设计与模拟分析,分组模拟线圈与加热底板的距离、线圈形状两因素影响下底板涡流场的分布,确定线圈的排布方式,模拟结果表明优化后的线圈结构更加有利于温度场均匀分布。(2)确定线圈排布方式之后,利用间接耦合的方法将Maxwell中得到的涡流场与Workbench中的稳态温度场进行耦合,模拟得到底板表面的温度场;对频率与电流两因素对温度场的影响进行分析,得到温度场受这两个因素影响的基本规律。利用正交试验法对电流、频率等因素进行优化,模拟得到参数优化后温度场的分布;最后对铁氧体进行优化设计,模拟结果表明优化后的结构进一步提高了温度场分布的均匀性。(3)优化完成底板的温度场之后,在现有蒸汽加热硫化设备的基础上,对活络模进行建模,考虑到活络模的特殊结构提出用电磁感应加热单元的方法对活络模进行加热。对线圈单元进行建模,根据单个线圈单元的感应磁场分布情况,对多个线圈单元进行排布,得到线圈设计后活络模的感应涡流场。利用正交实验法对活络模所选的参数进行优化与分析,模拟结果表明,电磁感应加热单元设计提高了活络模温度场的均匀性。对活络模感应方式加热后得到的周围磁场进行模拟计算,根据计算结果对外部的磁场进行屏蔽处理,验证磁场屏蔽效果。来保证工作人员的安全,提高硫化机的效率,提高硫化性能。