壓膠模具測溫方式的分析與改進

劉旭棟

摘要：通過對橡膠模壓硫化加工過程中測溫方式的現狀及存在問題的分析，重新導出計算計量要求，提出一種選擇數表和工業鉑電阻的測溫方式，將模擬顯示升級為數字顯示。試驗結果表明：該方式可以保證測量器具最大允差滿足產品工藝和1/3的配置原則，解決玻璃溫度計存在易碎易損（安全風險）、讀數隨機誤差大、定制購買周期長、價格貴等問題，能夠快速準確讀數，提升測量準確性。

關鍵詞：壓膠模具；測溫方式；分析；改進

Keywords：press rubber mold；temperature measurement method；analysis；improvement

1 現狀及存在的問題

在橡膠模壓硫化加工過程中，硫化溫度是影響航空橡膠制品硫化加工質量好壞的關鍵因素之一，準確測量出橡膠模具的工作溫度是保證產品質量的重要前提。目前，在橡膠模壓硫化加工成品制件時，用（0～200）℃、分度值1℃的玻璃液體溫度計測量模具實際溫度，實際使用中存在以下問題：

1）使用的玻璃液體溫度計最大允許誤差為±2℃，產品工藝要求溫度測量點控制限為±3℃，既不能對工藝要求進行嚴格控制，也不滿足計量器具1/3的配置控制原則；

2）玻璃液體溫度計為模擬刻度，分度值為1℃，讀數誤差大，且為易碎易損件，使用中每年的損壞量均在百余支；

3）受模具測溫孔直徑和插入深度限制，玻璃溫度計須找廠家專門定制，購買周期長，價格貴，影響生產。

基于此現狀，有必要對壓膠所用玻璃溫度計的測溫方式進行改變，提出一種新的測量溫度方式，既能快速準確讀數，提升測量準確度，又簡單方便、使用可靠，提高工作效率，更好地保證產品質量。

2 測溫方式的改進

2.1 計量要求導出

根據產品工藝要求控制限±3℃，進行計量要求導出計算，根據計量器具配置的1/3原則，測量過程的計量要求為：±3℃÷3=±1℃。由于測量過程是在自然環境下實現，本地環境溫度為0～40℃，測量系統可由一次傳感器和二次儀表組成，因此環境溫度的變化對測量結果影響很小（可忽略），且測量系統設置好溫度參數后，自動進行溫度控制采集，操作人員只起監視作用，帶來的影響也很小，可忽略。依此分析，測量設備本身的計量特性占90%，則測量設備的計量要求（即允差）為：±1℃×90%=±0.9℃。

2.2 測量量具選配

按橡膠模壓硫化加工工藝要求，溫度測量點和計量要求導出計算的測量設備允差，基于市場調研已標準化的測量器具，采用準確度等級為0.1級，分辨力為0.1℃的數字溫度顯示儀表（以下簡稱數表）和A級工業鉑電阻溫度傳感器（以下簡稱傳感器）進行工藝溫度測量，具體技術要求比較和計算如下。

因為0.54℃<0.9℃，所以配置的測量器具完全滿足產品工藝導出的計量（測量）要求。

2.3 兩種測溫方式的比較

將數表和傳感器測溫方式與玻璃液體溫度計測溫方式進行比較，改進的測溫方式在滿足工藝要求的前提下，測量誤差縮小至玻璃溫度計允差的1/4，顯示方式由模擬方式（刻度）變為數字顯示讀數，且數顯分辨力0.1℃比原來刻度分度值1℃提高一個數量級，其優缺點如表1所示。

3 試驗驗證

選擇一臺橡膠制品的硫化機，溫度設定控制在175℃，在相同環境條件下，同一名操作者分別用玻璃溫度計和數表與傳感器兩種測溫方式進行模具實際溫度的測量，讀數間隔時間為1min，現場測得實際工作溫度如表2所示。兩種測溫方式的試驗數據曲線如圖1所示。

從表2和圖1可以看出，玻璃溫度計測得的數據偏離實際溫度較大，數據分散性大，隨機讀數帶入的讀數誤差很大；數表和傳感器測溫所得數據更接近實際溫度，數據分散性很小，沒有帶入讀數隨機誤差。用數表和傳感器測溫明顯優于玻璃溫度計測溫。

4 結論

用數表和傳感器測溫方式代替玻璃溫度計，既可以保證測量器具最大允差與工藝要求符合1/3的配置原則，滿足國家檢定規程和工藝要求，同時徹底解決玻璃溫度計存在易碎易損（安全風險）、讀數誤差大、定制購買周期長、價格貴等問題，又可將模擬顯示升級為數字顯示，分辨力由1℃提升到0.1℃，能快速準確讀數，提升測量準確性，可有效保證產品質量。同時，通過理論計算來選擇合適計量器具的創新測量技術，對其他設備滯后測溫方式的技術改進具有很好的借鑒意義。

參考文獻

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