一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺的制作方法

本发明属于橡胶制品工艺技术领域，具体地说，涉及一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺。

背景技术：

轮胎是汽车重要组成部件之一，其主要作用是支撑汽车质量，承受汽车负荷，传递牵引和制动扭矩，保证车轮与路面附着力；减轻和吸收汽车行驶时的振动和冲击力，防止汽车零部件受到剧烈振动和早期损坏，适应汽车高速性能并降低行驶时噪声，保证汽车行驶安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性。

橡胶轮胎根据要求，既要保证其强度和耐磨性，又要保证其有弹性，为保证两项指标，通常将其设计成内外胎结构，外胎保证强度及耐磨性，内胎充气后保证其弹性，使其结构复杂，内胎也容易漏气，增加维修成本，也容易产生安全事故。

现有无内胎结构轮胎，因无法充气，达不到弹性要求，强度与弹性是目前无内胎橡胶轮胎的最大矛盾，为较少橡胶材料用量，降低成本，将轮胎设计成空心加强筋结构，因其结构的限制，只能采用手工退模芯，生产效率低，工人劳动强度大，所以现有无内胎结构轮胎只能用于小型，要求不高的场合，如手推车、转运车轮胎，得不到广泛的应用。

在一般情况下，使橡胶等高分子材料发孔的物质都可作为发泡剂，物理发泡是一种常见的橡胶发泡工艺，其原理是将发泡剂溶解在高聚合物中，在体系的压力降低或稳定升高时变成气体使高聚合物体积膨胀而沸腾发泡的物质，其优点是不产生分解残渣，不会污染空气或腐蚀加工设备，但需要增加高压发泡下发泡的特殊设备(连续起泡机)，对于发泡设备要求特别严格，使用起来极不方便，也增加了设备费用。

现有物理发泡的工艺流程为，利用连续起泡机进行橡胶发泡——注射或挤出模压成型——硫化——最终制品，工艺繁琐，设备投资大，设备维修费用高，尤其对于橡胶粉末双密度制品，其工艺流程更为复杂。

经检索，中国专利公布号cn105599214a，公开日2016.05.25，发明名称：一种免充气轮胎整体成型的压注方法，包括以下步骤：1)把配置好的免充气轮胎制造原料放入存料箱，并搅拌均匀；2)预热压注机至180℃-190℃；3)提升压注机压力至50pa-60pa；4)调整进料速度为10m/s-20m/s；5)调整保压时间至2min-3min；6)把步骤1)中的免充气轮胎制造原料注射入压注机，根据预设模式启动作业；7)依次经过合模、注射、热熔、冷却、开模后，获取免充气轮胎。该工艺简单，无需多次加工，操作便利，成本低；所获得的免充气轮胎结构均匀合理，没有内外胎之分，消除了内外胎之间的摩擦力和阻力。但该发明应用的材料tpe的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。

中国专利公布号cn107618143a，公开日2018.01.23，发明名称：一种橡胶注射成型硫化生产线，包括输送导轨，输送导轨的前段安装有橡胶注射成型机，输送导轨的后段安装有平板硫化机，橡胶注射成型机的前部安装有横跨在输送导轨上方的支承平台，支承平台的一端与橡胶注射成型机的上座连接，支承平台上于橡胶注射成型机的前部安装有开模机构和取产品机构，开模机构和取产品机构沿垂直于输送导轨的方向设置，输送导轨上设有直线导轨，直线导轨上滑设有用于从橡胶注射成型机中取出模具，将模具输送至平板硫化机并将硫化后的产品输送至取产品机构下方的输送小车。该橡胶注射成型硫化生产线注射和硫化分开进行，耗能、耗时、成本高。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

为克服现有技术中存在橡胶轮胎弹性不足、双密度轮胎注射、发泡和硫化分开进行，耗能、耗时、成本高的问题，本发明提供一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎及其制作工艺。本发明的双密度橡胶轮胎设计成双密度层结构；其制作中，将双密度注射成型、发泡以及硫化装置集成一体化，减少了轮胎制品的成本费用、成型时间，并降低能耗，还能消除轮胎制品工序之间运送费用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，包括高密度外层和低密度内层，为同模具出模的一体式结构；所述高密度外层和低密度内层的材质分别为高密度胶料和低密度胶料，所述低密度内层中还均匀埋敷有径向状态的弹簧支撑；并应用双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统在一个模具内完成双密度胶料双向注射、发泡和硫化工艺制得，能有效避免轮胎制品在各工序的流转，从而降低了生产成本。

进一步的方案，弹簧支撑的两端部固定有连接板，方便弹簧支撑同步在模具内的预置和固定，在橡胶硫化前进行预置弹簧支撑，分别为外圈连接板和内圈连接板；所述外圈连接板和内圈连接板均紧抵外圈和内圈的高密度外层，并可设计成契合轮胎外圈或内圈形状的弧形板，可有效提高弹簧支撑和橡胶的结合强度，橡胶可嵌入弹簧缝隙中，可与弹簧弹性同步恢复，起到骨架支撑作用，同一模具生产，弹簧和橡胶的结合强度大，复合效果好，弹簧弹性可选择与低密度橡胶层弹性一致，以加强低密度内层的支撑强度，减缓低密度内层频繁变形引起的弹性衰减。

进一步的方案，高密度胶料组分配方及其各自重量份包括：复合橡胶28～39份，再生橡胶25～35份，丁苯橡胶2～5份，天然橡胶2～5份；顺丁橡胶4～8份，120树脂2～5份，炭黑7～12份，环烷油2～5份，硬脂酸0.3～0.7份，氧化锌1～3份，复合促进剂0.5～1.3份，复合防老剂1.0～2.5份，复合硫化剂0.7～2.1份；所述低密度胶料组分为高密度胶料组分中添加发泡剂，该组分制得的轮胎弹性和耐磨性高，耐撕裂性强，可与弹簧支撑协同作用，进一步提高轮胎弹性和耐磨性。

进一步的方案，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统包括压模硫化台及其左右两侧对称设置的两个注射机底座，还包括在压模硫化台前或后侧置的模具排气及充气机构；所述压模硫化台上固定有压模成型及发泡硫化装置；所述2个注射机底座上分别固定有胶料注射装置，2个胶料注射装置相对设置，分别为高密度胶料注射装置和低密度胶料注射装置；所述压模成型及发泡硫化装置包括两个形状相同、规格不同的模具内芯，所述高密度胶料注射装置和低密度胶料注射装置分别将密度不同的两种塑化橡胶料对应不同的模具内芯依次注射入压模成型及发泡硫化装置的模具内，所述模具排气及充气机构在注射装置注射前将压模成型及发泡硫化装置的模具内的空气排空，注射后将高压气体通入压模成型及发泡硫化装置的模具内，所述压模成型及发泡硫化装置对模具内的塑化橡胶料进行压模发泡和硫化，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统可将注射成型、排充气以及发泡、硫化装置集成化，避免了现有技术中各工序流转造成的热量流失和工序流转成本，解决了传统橡胶轮胎生产工艺的多次加压、加温以及二次胶水粘贴，耗能、耗时、成本高的一大弊病。

进一步的方案，2个胶料注射装置均包括加料斗、注射油缸、塑化注射螺筒、塑化加热器、注射嘴控制油缸、注射头和注射座移动油缸；所述加料斗与塑化注射螺筒的始端相通，塑化注射螺筒的始端插入注射油缸的缸筒内，并紧抵注射油缸内的注射活塞；所述塑化注射螺筒内置塑化注射螺杆，塑化注射螺杆的端头处，预留预存塑化料腔；所述预存塑化料腔通过送料管与塑化注射螺筒底部的注射嘴控制油缸前端的料腔连通，所述注射头的进料端与料腔连通，注射端与所述压模成型及发泡硫化装置的模具相通；所述注射嘴控制油缸缸筒和注射座移动油缸的缸筒固定连接，两者的活塞杆背向设置，所述注射座移动油缸活塞杆与所述注射油缸均固定于注射机底座上，所述塑化加热器环绕式固定于塑化注射螺筒的外壁，用于塑化胶料。

进一步的方案，压模成型及发泡硫化装置包括合模油缸、上半模具、下半模具、模具内芯一、模具内芯二和模芯转动油缸；所述下半模具固定于压模硫化台上，下半模具的正上方配合设置有上半模具，所述上半模具与合模油缸可拆卸连接；所述合模油缸通过固定架固定；所述模具内芯一和模具内芯二形状相同、规格不同，两者尾端相对，均与模芯转换支架可拆卸固定，所述模芯转换支架呈t形，底端插入模芯转动油缸后，与模芯转动油缸的转轴固定连接；所述模芯转动油缸带动模具内芯一、模具内芯二在上半模具和下半模具之间转换；上半模具、下半模具、模具内芯一和模具内芯二根据轮胎本体的形状配合设置；所述模芯转动油缸固定于压模硫化台上；所述压模成型及发泡硫化装置还包括合模横梁，所述合模油缸的液压杆穿过合模横梁的导向孔后再和上半模具固定连接；所述合模横梁固定于压模成型及发泡硫化装置的固定架上；所述压模成型及发泡硫化装置还包括模具加热器；所述模具加热器设置于上半模具的上部和/或下半模具的下部。

更进一步的方案，所述高密度胶料注射装置和低密度胶料注射装置分别包括高密度胶料注射头和低密度胶料注射头，所述高密度胶料注射头和低密度胶料注射头分列在压模成型及发泡硫化装置的模具两侧，注射时，并均与压模成型及发泡硫化装置的模具模腔相通。

更进一步的方案，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统的模具排气及充气机构包括支架、气缸、油缸缸体和液压站；所述支架为中间有通孔的环形台架，所述气缸固定于支架的环形台面上，所述油缸缸体固定于支架的环形台面的底部，所述气缸和油缸缸体分别内置连接同一活塞杆的气缸活塞和油缸活塞，所述气缸顶部通过气管与压模成型及发泡硫化装置的模具内腔相通；所述油缸缸体由油缸活塞分为上腔体和下腔体，两腔体分别通过一油管与液压站相通。

更进一步的方案，模芯转换支架为升降式，胶料注射时，带动模具内芯一和模具内芯二下移；所述气缸的外臂环绕式固定有气缸加热器，气缸的底部侧开有气缸卸气孔；所述气缸的直径大于油缸缸体。

一种高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎的生产工艺，步骤为：

步骤一、高密度胶料橡胶塑化：高密度胶料注射嘴控制油缸先将高密度胶料送料管以及高密度胶料注射头封闭，通过高密度胶料加料斗加高密度胶料橡胶粒料入高密度胶料塑化注射螺筒，高密度胶料塑化注射螺杆旋转，旋转的同时，高密度胶料塑化注射螺杆抵紧高密度胶料注射活塞持续后移，塑化后的胶料在高密度胶料塑化料腔内暂存；

步骤二、合模：模芯转动油缸转动模芯转换支架，将模具内芯一插入上半模具与下半模具之间的中心处，启动合模油缸下移，上半模具与下半模具合拢；

步骤三、抽真空：启动液压站，高压油通过高压油管进入油缸缸体上腔，推动油缸活塞下移，油缸活塞带动气缸活塞一起移动，气缸上腔形成真空，将合模的内腔气体排尽；

步骤四、注射：启动高密度胶料注射座移动油缸，将高密度胶料注射头插入合模后的上半模具与下半模具内，启动高密度胶料注射油缸，高密度胶料注射活塞前移，将高密度胶料预射容料腔内的高密度胶料橡胶注入模具内；高密度胶料注射头关闭；启动高密度胶料注射座移动油缸，将高密度胶料注射头退出模具，注射后静置成型；

步骤五、低密度胶料橡胶塑化：低密度胶料注射嘴控制油缸先将低密度胶料送料管以及低密度胶料注射头封闭，通过低密度胶料加料斗加低密度胶料橡胶粒料入低密度胶料塑化注射螺筒，低密度胶料塑化注射螺杆旋转，旋转的同时，低密度胶料塑化注射螺杆抵紧低密度胶料注射活塞持续后移，塑化后的胶料在低密度胶料塑化料腔内暂存；

步骤六、开模：启动合模油缸上移，开启分别内含半个高密度外层的轮胎本体的上半模具与下半模具，启动模芯转动油缸，模芯转换支架将模具内芯一抽出，并将模具内芯二插入上半模具与下半模具之间的中心处；

步骤七、预埋弹簧：将弹簧预埋在下半模具的半个高密度外层的轮胎本体内，硫化前的轮胎本体中，可以很方便的将弹簧预埋，外圈连接板和内圈连接板可将弹簧整体一次性预埋，操作方便；

步骤八、合模：启动合模油缸下移，上半模具与下半模具合拢，将模具内芯二留置；

步骤九、注射：模芯转换支架下降，留出低密度胶料注射头的注射位；启动低密度胶料注射座移动油缸，将低密度胶料注射头插入合模后的上半模具与下半模具内，启动低密度胶料注射油缸，低密度胶料注射活塞前移，将低密度胶料预射容料腔内的低密度胶料橡胶注入模具内；低密度胶料注射头关闭；启动低密度胶料注射座移动油缸，将低密度胶料注射头退出模具；

步骤十、模芯转换支架上升至原位，启动模芯转动油缸，模芯转换支架将模具内芯二抽出；

步骤十一、再次合模：启动合模油缸下移，将分别内含半个轮胎本体的上半模具与下半模具再次合拢，轮胎本体内部呈模具内芯二移走后的中空状；

步骤十二、高压充气：启动液压站，高压油通过高压油管进入油缸缸体下腔，推动油缸活塞上移，油缸活塞带动气缸活塞一起上移，气缸活塞将气缸上腔的高压高温气体通过气针打入上半模具与下半模具内腔；

步骤十三：发泡和硫化：对上半模具与下半模具内腔的轮胎本体升温和加压，调节合模油缸背压，使合模油缸切换至浮动位置，发泡剂分解发泡，使橡胶膨胀形成海绵状态，再进行保压、保温、保时间，达到硫化要求；

步骤十四：泄压：将内部的高温高压气体泄压；

步骤十五：开模：启动合模油缸上移，开启上半模具与下半模具，取出轮胎本体。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，双层结构的胎体设置，可增加弹性效果，无需额外充气，低密度内层埋敷有弹簧支撑时，起到骨架支撑作用，同一模具生产，弹簧和橡胶的结合强度大，复合效果好，弹簧弹性可选择与低密度橡胶弹性一致，以加强低密度内层的支撑强度，减缓低密度内层频繁变形引起的弹性疲劳衰减；

(2)本发明的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，弹簧支撑的端部固定有连接板，方便弹簧支撑同步在模具内的预置和固定，在橡胶硫化前进行预置弹簧支撑，可有效提高弹簧支撑和橡胶的结合强度，橡胶可嵌入弹簧缝隙中，可与弹簧弹性同步恢复，起到增强骨架的支撑作用；

(3)本发明的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，高密度胶料注射装置可注射高密度胶料橡料(如密度＝1)，低密度胶料注射装置可注射低密度胶料(如密度＝0.5)，模腔内事先设置高密度胶料模芯(由换取油缸控制)，注射完成后，打开模具，换取高密度胶料模芯至低密度胶料模芯，闭合模具，进行低密度胶料注射(胶料内根据工艺要求已事先混有发泡剂)，合模加温加压，使其发泡剂分解释放出气体，调节合模油缸背压(合模油缸切换至浮动位置)，发泡剂分解释放出气体协同模具排气及充气机构的充气，足以克服被橡胶包围形成泡孔压力，使橡胶膨胀形成海绵状态，再进行保压、保温、保时间，达到硫化要求，开模，取出制品，无需工序转换，操作简单，生产效率高；

(4)本发明的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，高密度胶料以及低密度胶料组分配方，生成的高密度外层和低密度内层完全符合双层密度的对比要求，制得的轮胎弹性和耐磨性高，耐撕裂性强，可与弹簧支撑协同作用，进一步提高轮胎弹性和耐磨性；

(5)本发明的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，可在一个系统模具内完成注射、发泡、硫化制作过程，能有效的解决橡胶轮胎生产过程中二次重新加压、加温，造成耗能、耗时、成本高问题，以减少橡胶制品的成本费用、成型时间、降低能耗，并能消除橡胶制品工序之间运送费用；而且，还减少了二次加热带来的有害气体排放，降低了二次加热带来的橡胶轮胎的废品率，减少了二次加热加压带来的能量消耗，达到了环保节能的效果；模具排气及中空充气机构通过同一活塞杆将排充气装置集成一体化，由液压站驱动活塞杆往复移动，活塞后移抽气，活塞前移充气，气缸活塞和油缸活塞面积比值即为油压与气压的比值，调节液压站压力，可保证充气压力，活塞移动速度的快慢，与模具内充气流量有关，调节高压油流量，即可控制活塞运行速度，即可满足充气流量，进而达到充气压力和排气真空度的要求；

(6)本发明的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，为保证其柔软性，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统充分利用塑化注射螺杆旋转过程中向后的轴向力作用，无需对塑化注射螺杆施加额外动力，即可实现塑化料腔逐渐增大而达到胶料暂存的目的；模具加热器使胶料在硫化过程中保持稳定的软化状态，而且，胶料发泡后，气孔自动封合，无需二次密封，又保证了硫化效果；

(7)本发明的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，双密度注射模内发泡成型生产系统的整个模具(包括上半模具、下半模具以及模具内芯一、二)的合模和密封工作一气呵成，操作简单、方便快捷；

(8)本发明的生产工艺，能够持续无间断生产，生产效率和自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的横向剖视图；

图2为本发明的纵向剖视图；

图3为本发明中的生产系统结构示意图；

图4为本发明中的压模成型及发泡硫化装置部分放大后示意图；

图5为本发明中的模具排气及充气机构部分放大后示意图。

图中：1、注射机底座；2、高密度胶料注射装置；3、压模成型及发泡硫化装置；4、低密度胶料注射装置；5、压模硫化台；6、轮胎本体；7、气管；8、模具排气及充气机构；21、高密度胶料加料斗；22、高密度胶料注射油缸；23、高密度胶料塑化注射螺筒；24、高密度胶料塑化加热器；25、高密度胶料预存塑化料腔；26、高密度胶料送料管；27、高密度胶料注射嘴控制油缸；28、高密度胶料注射头；29、高密度胶料注射座移动油缸；31、合模油缸；32、合模横梁；33、上半模具；34、下半模具；35、模具内芯一；36、模具内芯二；37、模芯转换支架；38、模具加热器；39、模芯转动油缸；41、低密度胶料加料斗；42、低密度胶料注射油缸；43、低密度胶料塑化注射螺筒；44、低密度胶料塑化加热器；45、低密度胶料预存塑化料腔；46、低密度胶料送料管；47、低密度胶料注射嘴控制油缸；48、低密度胶料注射头；49、低密度胶料注射座移动油缸；61、高密度外层；62、低密度内层；63、弹簧支撑；64、外圈连接板；65、内圈连接板；80、气缸连接管接头；81、气缸；82、气缸加热器；83、气缸卸气孔；84、油缸缸体；85、油管；86、液压站；88、活塞杆；89、支架；221、高密度胶料注射活塞；231、高密度胶料塑化注射螺杆；421、高密度胶料注射活塞；431、高密度胶料塑化注射螺杆；811、气缸活塞；812、支撑限位块；813、耐高温密封圈；841、油缸活塞。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，如图1、2所示，包括高密度外层61和低密度内层62，为同模具出模的一体式结构；所述高密度外层61和低密度内层62的材质分别为高密度胶料和低密度胶料，所述低密度内层62中还均匀埋敷有径向状态的弹簧支撑63，起到骨架支撑作用，类似于混凝土中的钢筋，弹簧弹性可选择与低密度橡胶弹性一致，以加强低密度内层的支撑强度，减缓低密度内层频繁变形引起的弹性疲劳衰减。

高密度胶料组分配方及其各自重量份包括：复合橡胶28～39份，再生橡胶25～35份，丁苯橡胶2～5份，天然橡胶2～5份；顺丁橡胶4～8份，120树脂2～5份，炭黑7～12份，环烷油2～5份，硬脂酸0.3～0.7份，氧化锌1～3份，复合促进剂0.5～1.3份，复合防老剂1.0～2.5份，复合硫化剂0.7～2.1份；低密度胶料组分为高密度胶料组分中添加发泡剂，发泡剂为化学发泡剂可以是h系列、ac系列等；也可以用膨胀剂，为物理发泡剂可以是膨胀微球、超临界co2等；添加量均为总重的1.0～5.0％，该组分制得的轮胎弹性和耐磨性高，耐撕裂性强。复合橡胶为环烷油、丁基胶、顺丁橡胶、天然橡胶、白炭黑、黑炭黑n330、硬脂酸、氧化锌和二次k胶塑料的组合物；所述炭黑为炭黑n330；所述复合促进剂为重量份dm-80促进剂0.2～0.6份和cz促进剂0.3～0.7份的组合物；所述复合硫化剂为重量份s-80硫化剂0.2～0.6份和dtdm硫化剂0.5～1.5份的组合物；所述复合防老剂为重量份rd防老剂0.5～1.0份和4020防老剂0.5～1.5份的组合物。二次k胶塑料，即k胶再生塑料，k胶即丁二烯-苯乙烯聚合物，本实施例中选用透明无色、园球状或椭园状颗粒的k胶在再生塑料，用量为复合橡胶总重的10％左右，粒子的尺寸在任意方向上应为2～5mm，不含有大于0.3um的金属杂质和其他可见机械杂质。其表观密度约为1.01g/cm³，堆积密度约为0.62g/cm³，弯曲强度≥34mps，热变形≥70℃，断裂伸长率≥160％，硬度≥71shored，玻璃转化温度-70∽115℃，冲击强度≥27j/m。

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，应用双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统在一个模具内完成双密度胶料双向注射、发泡和硫化工艺制得，能有效避免轮胎制品在各工序的流转，降低生产成本。如图3、4、5所示，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统包括压模硫化台5及其左右两侧对称设置的两个注射机底座1，还包括在压模硫化台5前或后侧置的模具排气及充气机构8；所述压模硫化台5上固定有压模成型及发泡硫化装置3；所述2个注射机底座1上分别固定有胶料注射装置，2个胶料注射装置相对设置，分别为高密度胶料注射装置2和低密度胶料注射装置4；所述压模成型及发泡硫化装置3包括两个形状相同、规格不同的模具内芯，所述高密度胶料注射装置2和低密度胶料注射装置4分别将密度不同的两种塑化橡胶料对应不同的模具内芯依次注射入压模成型及发泡硫化装置3的模具内，所述模具排气及充气机构8在注射装置2注射前将压模成型及发泡硫化装置3的模具内的空气排空，注射后将高压气体通入压模成型及发泡硫化装置3的模具内，所述压模成型及发泡硫化装置3对模具内的塑化橡胶料进行压模发泡和硫化，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统可将注射成型、排充气以及发泡、硫化装置集成化，避免了现有技术中各工序流转造成的热量流失和工序流转成本，解决了传统橡胶轮胎生产工艺的多次加压、加温以及二次胶水粘贴，耗能、耗时、成本高的一大弊病。

高密度胶料注射装置2包括高密度胶料加料斗21、高密度胶料注射油缸22、高密度胶料塑化注射螺筒23、高密度胶料塑化加热器24、高密度胶料注射嘴控制油缸27、高密度胶料注射头28和高密度胶料注射座移动油缸29；所述高密度胶料加料斗21与高密度胶料塑化注射螺筒23的始端相通，高密度胶料塑化注射螺筒23的始端插入高密度胶料注射油缸22的缸筒内，并紧抵高密度胶料注射油缸22内的注射活塞；高密度胶料塑化注射螺筒23内置高密度胶料塑化注射螺杆，高密度胶料塑化注射螺杆的端头处，预留高密度胶料预存塑化料腔25；所述高密度胶料预存塑化料腔25通过高密度胶料送料管26与高密度胶料塑化注射螺筒23底部的高密度胶料注射嘴控制油缸27前端的料腔连通，所述高密度胶料注射头28的进料端与料腔连通，注射端与压模硫化装置3的模具相通；高密度胶料注射嘴控制油缸27缸筒和高密度胶料注射座移动油缸29的缸筒固定连接，两者的活塞杆背向设置，高密度胶料注射座移动油缸29活塞杆与所述注射油缸均固定于注射机底座1上，高密度胶料塑化加热器24环绕式固定于高密度胶料塑化注射螺筒23的外壁，胶料的塑化和注射前的暂存在同一高密度胶料塑化注射螺筒23内进行，塑化的同时，在高密度胶料预存塑化料腔25内完成注射前的暂存，避免了胶料的转运。同样的，低密度胶料注射装置4包括低密度胶料加料斗41、低密度胶料注射油缸42、低密度胶料塑化注射螺筒43、低密度胶料塑化加热器44、低密度胶料注射嘴控制油缸47、低密度胶料注射头48和低密度胶料注射座移动油缸49；所述低密度胶料加料斗41与低密度胶料塑化注射螺筒43的始端相通，低密度胶料塑化注射螺筒43的始端插入低密度胶料注射油缸42的缸筒内，并紧抵低密度胶料注射油缸42内的注射活塞；低密度胶料塑化注射螺筒43内置低密度胶料塑化注射螺杆，低密度胶料塑化注射螺杆的端头处，预留低密度胶料预存塑化料腔45；所述低密度胶料预存塑化料腔45通过低密度胶料送料管46与低密度胶料塑化注射螺筒43底部的低密度胶料注射嘴控制油缸47前端的料腔连通，所述低密度胶料注射头48的进料端与料腔连通，注射端与压模硫化装置3的模具相通；低密度胶料注射嘴控制油缸47缸筒和低密度胶料注射座移动油缸49的缸筒固定连接，两者的活塞杆背向设置，低密度胶料注射座移动油缸49活塞杆与所述注射油缸均固定于注射机底座1上，低密度胶料塑化加热器44环绕式固定于低密度胶料塑化注射螺筒43的外壁，胶料的塑化和注射前的暂存在同一低密度胶料塑化注射螺筒43内进行，塑化的同时，在低密度胶料预存塑化料腔45内完成注射前的暂存，避免了胶料的转运。

实施例2

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，基本结构同实施例1，改进之处在于：弹簧支撑的两端部固定有连接板，方便弹簧支撑同步在模具内的预置和固定，在橡胶硫化前进行预置弹簧支撑，分别为外圈连接板64和内圈连接板65；所述外圈连接板64和内圈连接板65均紧抵外圈和内圈的高密度外层61，并可设计成契合轮胎外圈或内圈形状的弧形板，可有效提高弹簧支撑和橡胶的结合强度，橡胶可嵌入弹簧缝隙中，可与弹簧弹性同步恢复；如图3、4所示，压模成型及发泡硫化装置3包括合模油缸31、上半模具33、下半模具34、模具内芯一35、模具内芯二36和模芯转动油缸39；所述下半模具34固定于压模硫化台5上，下半模具34的正上方配合设置有上半模具33，所述上半模具33与合模油缸31可拆卸连接；所述合模油缸31通过固定架固定；所述模具内芯一35和模具内芯二36形状相同、规格不同，两者尾端相对，均与模芯转换支架37可拆卸固定，所述模芯转换支架37呈t形，底端插入模芯转动油缸39后，与模芯转动油缸39的转轴固定连接；所述模芯转动油缸39带动模具内芯一35、模具内芯二36在上半模具33和下半模具34之间转换；上半模具33、下半模具34、模具内芯一35和模具内芯二36根据轮胎本体6的形状配合设置；所述模芯转动油缸39固定于压模硫化台5上；所述压模成型及发泡硫化装置3还包括合模横梁32，所述合模油缸31的液压杆穿过合模横梁32的导向孔后再和上半模具33固定连接；所述合模横梁32固定于压模成型及发泡硫化装置3的固定架上；所述压模成型及发泡硫化装置3还包括模具加热器38；所述模具加热器38设置于上半模具33的上部和/或下半模具34的下部。高密度胶料注射装置2和低密度胶料注射装置4分别包括高密度胶料注射头28和低密度胶料注射头48，所述高密度胶料注射头28和低密度胶料注射头48分列在压模成型及发泡硫化装置3的模具两侧，注射时，并均与压模成型及发泡硫化装置3的模具模腔相通。如图5所示，双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统的模具排气及充气机构8包括支架89、气缸81、油缸缸体84和液压站86；所述支架89为中间有通孔的环形台架，所述气缸81固定于支架89的环形台面上，所述油缸缸体84固定于支架89的环形台面的底部，所述气缸81和油缸缸体84分别内置连接同一活塞杆88的气缸活塞811和油缸活塞841，所述气缸81顶部通过气管7与压模成型及发泡硫化装置3的模具内腔相通；所述油缸缸体84由油缸活塞841分为上腔体和下腔体，两腔体分别通过一油管85与液压站86相通。模芯转换支架37为升降式，胶料注射时，带动模具内芯一35和模具内芯二36下移，可为注射预留注射位。所述气缸81的外臂环绕式固定有气缸加热器82，气缸81的底部侧开有气缸卸气孔83；所述气缸81的直径大于油缸缸体84。

高密度胶料组分配方及其各自重量份包括：复合橡胶28份，再生橡胶25份，丁苯橡胶2份，天然橡胶2份；顺丁橡胶4份，120树脂2份，炭黑7份，环烷油2份，硬脂酸0.3份，氧化锌1份，复合促进剂0.5份，复合防老剂1.0份，复合硫化剂0.7份。复合橡胶为环烷油、丁基胶、顺丁橡胶、天然橡胶、白炭黑、黑炭黑n330、硬脂酸、氧化锌和二次k胶塑料的组合物；所述炭黑为炭黑n330；复合促进剂为重量份dm-80促进剂0.2份和cz促进剂0.3份的组合物；所述复合硫化剂为重量份s-80硫化剂0.2份和dtdm硫化剂0.5份的组合物；所述复合防老剂为重量份rd防老剂0.5份和4020防老剂0.5份的组合物。二次k胶塑料的用量及特性在本实施例中同实施例1。低密度胶料组分为高密度胶料组分中添加h系列发泡剂，用量为总重的2％。

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎的生产工艺，步骤为：

步骤一、高密度胶料橡胶塑化：高密度胶料注射嘴控制油缸27先将高密度胶料送料管26以及高密度胶料注射头28封闭，通过高密度胶料加料斗21加高密度胶料橡胶粒料入高密度胶料塑化注射螺筒23，高密度胶料塑化注射螺杆231旋转，旋转的同时，高密度胶料塑化注射螺杆231抵紧高密度胶料注射活塞221持续后移，塑化后的胶料在高密度胶料塑化料腔25内暂存；

步骤二、合模：模芯转动油缸39转动模芯转换支架37，将模具内芯一35插入上半模具33与下半模具34之间的中心处，启动合模油缸31下移，上半模具33与下半模具合拢；

步骤三、抽真空：启动液压站86，高压油通过高压油管进入油缸缸体84上腔，推动油缸活塞841下移，油缸活塞841带动气缸活塞811一起移动，气缸81上腔形成真空，将合模的内腔气体排尽；

步骤四、注射：启动高密度胶料注射座移动油缸29，将高密度胶料注射头28插入合模后的上半模具33与下半模具34内，启动高密度胶料注射油缸22，高密度胶料注射活塞221前移，将高密度胶料预射容料腔25内的高密度胶料橡胶注入模具内；高密度胶料注射头28关闭；启动高密度胶料注射座移动油缸29，将高密度胶料注射头28退出模具，注射后静置成型；

步骤五、低密度胶料橡胶塑化：低密度胶料注射嘴控制油缸47先将低密度胶料送料管46以及低密度胶料注射头48封闭，通过低密度胶料加料斗41加低密度胶料橡胶粒料入低密度胶料塑化注射螺筒43，低密度胶料塑化注射螺杆431旋转，旋转的同时，低密度胶料塑化注射螺杆431抵紧低密度胶料注射活塞421持续后移，塑化后的胶料在低密度胶料塑化料腔45内暂存；

步骤六、开模：启动合模油缸31上移，开启分别内含半个高密度外层61的轮胎本体6的上半模具33与下半模具34，启动模芯转动油缸39，模芯转换支架37将模具内芯一35抽出，并将模具内芯二36插入上半模具33与下半模具34之间的中心处；

步骤七、预埋弹簧：将弹簧预埋在下半模具34的半个高密度外层61的轮胎本体6内；硫化前的轮胎本体中，可以很方便的将弹簧预埋，外圈连接板64和内圈连接板65可将弹簧整体一次性预埋，操作方便；

步骤八、合模：启动合模油缸31下移，上半模具33与下半模具34合拢，将模具内芯二36留置；

步骤九、注射：模芯转换支架37下降，留出低密度胶料注射头48的注射位；启动低密度胶料注射座移动油缸49，将低密度胶料注射头48插入合模后的上半模具43与下半模具44内，启动低密度胶料注射油缸42，低密度胶料注射活塞421前移，将低密度胶料预射容料腔45内的低密度胶料橡胶注入模具内；低密度胶料注射头48关闭；启动低密度胶料注射座移动油缸49，将低密度胶料注射头48退出模具；

步骤十、模芯转换支架37上升至原位，启动模芯转动油缸39，模芯转换支架37将模具内芯二36抽出；

步骤十一、再次合模：启动合模油缸31下移，将分别内含半个轮胎本体6的上半模具33与下半模具34再次合拢，轮胎本体6内部呈模具内芯二36移走后的中空状；

步骤十二、高压充气：启动液压站86，高压油通过高压油管进入油缸缸体84下腔，推动油缸活塞841上移，油缸活塞841带动气缸活塞811一起上移，气缸活塞811将气缸81上腔的高压高温气体通过气针打入上半模具33与下半模具36内腔；

步骤十三：发泡和硫化：对上半模具33与下半模具34内腔的轮胎本体6升温和加压，调节合模油缸31背压，使合模油缸31切换至浮动位置，发泡剂分解发泡，使橡胶膨胀形成海绵状态，再进行保压、保温、保时间，达到硫化要求；

步骤十四：泄压：将内部的高温高压气体泄压；

步骤十五：开模：启动合模油缸31上移，开启上半模具33与下半模具34，取出轮胎本体6。

实施例3

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，基本结构同实施例2；

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，低密度胶料组分配方及其各自重量份包括：复合橡胶39份，再生橡胶35份，丁苯橡胶5份，天然橡胶5份；顺丁橡胶8份，120树脂5份，炭黑12份，环烷油5份，硬脂酸0.7份，氧化锌3份，复合促进剂1.3份，复合防老剂2.5份，复合硫化剂2.1份。复合橡胶为环烷油、丁基胶、顺丁橡胶、天然橡胶、白炭黑、黑炭黑n330、硬脂酸、氧化锌和二次k胶塑料的组合物；所述炭黑为炭黑n330；复合促进剂为重量份dm-80促进剂0.6份和cz促进剂0.7份的组合物；所述复合硫化剂为重量份s-80硫化剂0.6份和dtdm硫化剂1.5份的组合物；所述复合防老剂为重量份rd防老剂1.0份和4020防老剂1.5份的组合物。二次k胶塑料的用量及特性在本实施例中同实施例1。低密度胶料组分为高密度胶料组分中添加ac系列发泡剂，用量为总重的5％。

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎的生产工艺，步骤同实施例2。

实施例4

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎，基本结构同实施例3，改进之处在于：用于生产双密度层的橡胶轮胎的双密度双向注射模内发泡成型-硫化轮胎生产系统的基本结构同实施例3，改进之处在于：气缸81的下腔的底部固定有支撑限位块812，并为所述气缸卸气孔83预留通气间隙，起到气缸活塞下移限位作用。气缸活塞811的外缘上，与气缸81内壁之间设置耐高温密封圈813，提高气缸上下腔的密封效果，并避免硫化过程中气体泄露。耐高温密封圈813为聚四氟乙烯或氟橡胶密封圈，可提高使用寿命，防止长期工作状态下气体泄露，并进而保证了密封性和硫化时的稳定性；气管7的两端分别通过模具连接管接头和气缸连接管接头80固定于上半模具33和气缸81上，提高连接的稳定性和密封性。

高密度胶料组分配方及其各自重量份包括：复合橡胶30份，再生橡胶30份，丁苯橡胶3份，天然橡胶3份；顺丁橡胶4份，120树脂3份，炭黑9份，环烷油3份，硬脂酸0.4份，氧化锌2份，复合促进剂0.6份，复合防老剂1.2份，复合硫化剂0.9份。复合橡胶为环烷油、丁基胶、顺丁橡胶、天然橡胶、白炭黑、黑炭黑n330、硬脂酸、氧化锌和二次k胶塑料的组合物；所述炭黑为炭黑n330；复合促进剂为重量份dm-80促进剂0.3份和cz促进剂0.3份的组合物；所述复合硫化剂为重量份s-80硫化剂0.3份和dtdm硫化剂0.6份的组合物；所述复合防老剂为重量份rd防老剂0.6份和4020防老剂0.6份的组合物。二次k胶塑料的用量及特性在本实施例中同实施例1。低密度胶料组分为高密度胶料组分中添加膨胀剂，为物理发泡剂可以是膨胀微球、超临界co2等；添加量均为总重的5.0％。

本实施例的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎的生产工艺，步骤同实施例3。

经检测，制得的高弹耐磨双密度模内发泡橡胶轮胎耐热、耐磨、耐候，而且，同一模腔生产，质量稳定，动平衡均匀效果好。检测结果如下表1：

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。