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1、轿车外胎成型设计【目录】第一节轿车外胎制品图、规格、质量标准一、轿车外胎制图 二、外胎规格 三、质量标准第二节原料配方一、轮眙胶料配方设计原则 二、轮胎各部件胶料配方设计 1、胎面胶、胎侧胶配方设计 2胎体胶料配方设计 3胎圈胶料配方设计第三节成型设备一、成型机的简单介绍第四节成型工艺条件一、工艺流程 二、工艺参数第五节产品操作及注意事项一、操作要点 二、加工注意事项第六节参考文献第七节成型工艺卡第八节生产线平面布置图第一节轿车轮胎制品图、规格、质量标准1、轿车外胎制品图2、轿车外胎的规格 轮胎通常是按照结构划分为斜交线轮胎、子午线轮胎。子午线胎与斜交 线胎的根本区别在于胎体。斜交线胎的胎体是
2、斜线交叉的帘布层；而子午 线胎的胎体是聚合物多层交叉材质，其顶层是数层由钢丝编成的钢带帘布， 可减少轮胎被异物刺破的几率。 外胎由胎面、胎侧、缓冲层（或带束层）、帘布层及胎圈组成。用于承受 各种作用力。 胎侧 胎侧是轮胎侧部帘布层外层的胶层，用于保护胎体。 帘布层 帘布层是胎体中由并列挂胶帘子线组成的布层，是轮胎的受力骨架层， 用以保证轮胎具有必要的强度及尺寸稳定性。缓冲层（或带束层）为斜交 轮胎胎面与胎体之间的胶布层或胶层，用于缓冲外部冲击力，保护胎体， 增进胎面与帘布层之间的粘合。 胎圈 胎圈是轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布组成，起固定轮 胎作用。轮胎的规格以外胎外径D、胎圈内
3、径或轮辋直径d、断面宽B及扁 平比（轮胎断面高H轮胎断面宽B） 等尺寸加以表示， 单位一般为英寸 （ in ） （1in 2.54cm）。 轮胎规格 轮胎规格：规格是轮胎几何参数与物理性能的标志数据。轮胎规格常用 一组数字表示，前一个数字表示轮胎断面宽度，后一个数字表示轮辋直径， 均以英寸为单位。 中间的字母或符号有特殊含义：“x”表示高压胎； “R ”、 “Z”表示子午胎；“一”表示低压胎。13、质量标准 (1)外胎各部件的成型位置，要达到施工的规定范围。(2)成型时做到五正：帘 布筒上正、钢丝圈扣正、缓冲层上正、胎面胶上正、子口包布上正。(3)做到五 无：无气泡、无褶子、无掉胶、无断线、无
4、杂物。(4)成型后的胎坯要符合生胎外观质量标准的规定。第二节原料配方 3（一）轮眙胶料配方设计原则轮胎是一个多部件组成的复合材料体，在复杂的 形变作用下， 各部件所处位置不同， 其胶料性能各异。 配方设计时不但要考虑各 部件胶料本身的性能要求， 还要考虑各部件胶料的相互影响和相互作用。轮胎整 体配方设计时，应考虑定伸应力或硬度性能指标和硫化速度的匹配。 （1）各部件胶料定伸应力的匹配轮胎形变特征主要由结构设计和骨架材料性 质决定，在正常情况下，胶料所起的作用不大。但是，轮胎使用过程中产生复杂 变形，各部位之间相应产生了剪切应力、压缩应力和拉伸应力， 如果各部件胶料 应力应变性能分布不当时， 会
5、因局部应力过大而导致轮胎早期损坏。定伸应力 是轮胎胶料的重要性能， 它代表胶料应力与应变的特性，即模量特性。 在相同外 力作用下，胶料定伸应力越高，其变形越小；反之，胶料定伸应力越低，则变形 越大。轮胎胶料定伸应力合理配置，使得应力应变均匀过渡， 从而轮胎整体变 形率趋近一致，各部位界面之间的剪切应力相应随之减少。定伸应力匹配方式， 可根据配方中生胶种类不同分为“阶梯形”和“山峰形”两种。 （2）各部件胶料硫化速度的匹配；轮胎为多层复合的厚壁制品，各部位厚度 不同，而且胶料与帘线材料均为热的不良导体，轮胎硫化内外加热条件及热介质 也不同，因而各部位胶料在硫化过程中，受热状态差异较大， 这就要求
6、各部位胶 料硫化速度应协调同步（二）轮胎各部件胶料配方设计 1胎面胶、胎侧胶配方设计 胎面胶、胎侧胶性能要求胎面胶性能要求。由于胎面是轮胎与路面直接接 触的部位，承受着轮胎最苛刻的外应力作用，经常出现的损坏形式为胎面磨光、 刺扎损坏、花纹崩花及裂口，胎面损坏易导致胎体爆破，影响轮胎的使用寿命。 因此，胎面胶应具有优越的耐磨性， 较高的拉伸强度和撕裂强度， 良好的耐老化、 耐屈挠、耐热、抗刺扎和抗花纹沟裂口等性能。胎侧胶性能要求。胎侧是侧向 变形最大的部位， 胎侧胶较薄，用以保护胎体免受机械损伤及日光、 风雨的侵蚀， 其损坏形式为屈挠龟裂、 机械损伤。 因此，胎侧胶应具有良好的强伸性能及耐屈 挠
7、龟裂、耐大气老化等性能。胎面胶、胎侧胶可用一种胶料制备，但一种胶料难 以同时满足各种不同性能的要求。 目前大中型载重轮胎已普遍采用分层出型的复 合胎面胶， 既利于提高产品质量， 又可降低成本。 分层压出形式常用的有以下三 种形式：a胎冠上、下层用两种胶料，胎侧用另一种胶料；b胎冠上层用一种 胶料 2胎体胶料配方设计 (1)胎体胶料性能要求胎体胶料包括缓冲层、外帘布层及内帘布层胶料和油皮 胶等。缓冲层胶料性能要求。 缓冲层是胎面胶与帘布层之间的过渡层，在轮胎 行驶过程中， 不但是承受剪切应力最大的部位，而且还要缓和及分散外部冲击应 力， 避免因局部应力过大造成帘布层早期损坏。因此要求胶料具有较高
8、定伸应力、 弹性和抗剪切性能，同时要求生热低、耐热性好。帘布层胶料性能要求。帘布 层因帘线密度不同分为外帘布层和内帘布层。外帘布层位于缓冲层与内帘布层之 间，形成过渡层结合。 因此要求胶料与帘线具有良好的黏合性能，使胎体成为牢 固的整体，并要求胶料生热低，耐热及耐屈挠疲劳性好。油皮胶料性能要求。油皮胶位于外胎的内表面， 在内帘布层的里层， 起保护内胎及避免空气和水分侵 蚀帘布层的作用。 因此要求胶料有一定的强伸性能和较好的耐老化性能，而且要 求胶料硫化起点较快， 可塑性不宜过大， 防止在硫化过程中向帘布层迁移影响帘 布层的性能。(2)胎体胶料配方目前胎体大多数采用尼龙帘布，胶料配方应考虑与帘线
9、的良 好黏合及与外胎各部件之间的整体配合。生胶。通常可用纯天然橡胶或以天然 橡胶为主，掺用部分顺丁橡胶或丁苯橡胶。 掺用比例一般根据轮胎品种和规格而 定，合成橡胶掺用量以不超过30为宜，通常大型轮胎合成橡胶掺用量应少些， 外层帘布胶掺用量比内层帘布胶略少。胎体胶料含胶率从缓冲层、 外帘布层至内 帘布层依次逐渐增大，相互配合，缓冲层胶一般不低于62，外层帘布胶不低 于 63，内帘布层胶不低于64。补强剂。应根据不同部位胶料要求决定品 种和用量，如缓冲层胶应具有较高的定伸应力，可采用以耐磨炉黑为主与半补强 炉黑并用的配合；因内帘布层帘线密度大， 为提高布层间黏合性能和胎体的弹性， 可采用以半补强炉
10、黑或通用炉黑为主与耐磨炉黑并用的配合。外层帘布胶介于二 者之间，可采用耐磨炉黑与半补强炉黑并用或以快压出炉黑为主的配合。炭黑的 用量应视帘线种类与合成橡胶掺用比例而定。如人造丝帘线缓冲胶炭黑用量约为 40 份，尼龙帘线缓冲胶因尼龙帘线初始模量低，延伸率大，为提高胎体的挺性， 炭黑用量可增加为45 份，钢丝帘线缓冲层由于钢丝初始模量大，延伸率小，应 提高缓冲层胶的定伸应力，增强钢丝与胶料的黏合，炭黑用量可增加至50 份。 尼龙胎体外帘布层胶炭黑用量比缓冲层胶略低，约为40 份，内帘布层胶炭黑量 约为 35 份。软化剂。软化剂品种及用量以不影响胶料黏合性及滞后性能为选 定原则。天然橡胶胶料可单用松
11、焦油和古马隆树脂，用量为34 份，掺用合成 橡胶胶料常用芳香烃含量较高的石油软化剂如三线油、六线油，用量为 35 份。 硫化促进体系。 可根据胎体骨架材料和生胶品种而定，一般人造丝或尼龙帘线 胎体，天然橡胶与丁苯橡胶并用胶料硫黄用量为2o 一 22 份，天然橡胶与顺 丁橡胶并用胶料硫黄用量为152o 份。钢丝帘线的胎体，为提高胶料与钢 丝的黏合性能， 硫黄用量较高， 为 4 份左右。促进剂品种应选用硫化过程中诱导 期较长的后效性促进剂， 使胶料有良好的黏流状态， 利于胶与帘线的结合。 帘布 层胶料可选用速效性促进剂作为第二促进剂，如次磺酰胺类和秋兰姆类并用或者 噻唑类与秋兰姆类并用，一般NOB
12、STMTD 、DMMTMTD 、DMCZ TMTD 并用，总用量为08 一 13 份。如采用 NOBSTMTD 并用， TMTD 用量为 003005 份。NOBS 用量缓冲层胶为12 一 14 份，外帘布层胶 为 11 一 12 份，内帘布层胶为 08 一 10 份相互配合。3胎圈胶料配方设计 胎圈胶料性能要求及配方特点胎圈由多部件组成，有钢丝圈、填充胶条、钢 圈包布、胎圈包布和帘布层， 要求部件之间胶料有良好的黏合性能，使胎圈形成 一个牢固整体。钢丝圈胶料。要求与钢丝有较强的黏合性能，胶料硬度较高， 不低于 70(邵氏 A)，胶料强伸性能要求不高，拉伸强度49MPa，扯断伸长率 200，含
13、胶率较低，约为30。因此胶料中宜选用纯天然橡胶与高硫黄量的 配合，硫黄用量为710 份，甚至高达 20 份，氧化锌用量可略增加。钢丝圈胶 料为半硬质胶，采用大量的半补强炉黑和无机填充剂，如碳酸钙、陶土等，还可 以掺用少量再生胶， 利于改善胶料的工艺性能， 又可降低成本。 软化剂可选用提高胶料黏着性能的松焦油、 沥青和松香等品种。 填充胶条胶料。 要求具有较高 的硬度，不低于 70(邵氏 A)，起填充空隙作用，使胎圈部轮廓均匀过渡，避免应 力集中而损坏。胶料强伸性能要求不高，拉伸强度29MPa，扯断伸长率 250，含胶率很低，为 15左右。因此胶料中除天然橡胶外可掺用再生胶和大 量填料，如炭黑、
14、碳酸钙等，也可掺用部分合成橡胶以改善胎圈脱空的毛病。钢 圈包布胶料和胎圈包布胶料可用同一种配方，便于生产管理。 钢圈包布用以包裹 钢丝圈和填充胶条组成钢圈； 胎圈包布是包在胎圈外层， 用以保护胎圈的帘布层 免受轮辋磨损。 包布均为挂胶尼龙帆布， 因此要求胶料具有良好的黏着性能及耐 老化性能，胶料应有一定的强伸性能，拉伸强度1765MPa，扯断伸长率 500，含胶率一般在 50左右。生胶品种可选用低级天然橡胶，也可掺用部分 丁苯橡胶、炭黑和无机填充剂并用，软化剂选用增加黏性的品种，如松焦油、沥 青、松香等，便于擦胶工艺操作，用量一般较大第三节成型设备成型机轮胎成型机5的结构种类很多， 现以目前国
15、内推广应用， 效能较好的压辊包边 成型机为例介绍如下。一、用途：本机为轮胎橡胶业专用设备之一，适用于人造丝、尼龙丝、棉帘线轮胎胎坯的成型用。二、结构及特征筒述：本机主要由主机、；下压滚、正包、外扣圈、成型棒、管路系统及电气控制系统等部分组成。主体部分：由主轴、主动电机、风筒、右钢圈模组成。主电机通过三角皮带驱动主轴旋转。主轴上安装着可迭叠的鼓式成型机头，胎坯的成型就在此上进行。主轴上设有刹车风筒，用手动或风动控制。以供操作时停车戎成型完毕后拆叠机头之用。下压滚部分： 装置在主轴的下部。主要组成部分是两个安装在同一螺旋轴上的盘状压滚。此螺旋杆两端分别与两不同旋向的螺母相吻合。使用时， 操纵与螺杆
16、相联的风筒动作，使整个下压滚装置升起而与旋转着的胎坯相触，借其间的摩擦力，压滚即被带动回转，由中心向西侧分离，从而压合胎坯各层帘布。压合完毕， 自动落下， 凭螺杆内弹簧力的作用压滚复位并合。后压滚部分： 用于滚压胎坯的两胎侧部分，使胎圈与帘布层间有良好的附作力。共滚压动作实现了自动化程序操作，极大地减轻了劳动强度，方便了操作，提高了成型质量和效率。两后压滚的杆臂分别与偏心的两臂架座相联，此臂架座分别安装在两蜗轮减速机出轴上，此减速机座落于可沿机座滑动的溜板箱上。工作时整个后压滚装置在电动机驱动下做驱近胎坯的大幅度快速定距离移动，同时， 两蜗轮减速机装置在不同旋向螺纹丝杆带动下，做与胎坯轴向平行的移动。 操纵与压滚臂杆相接的风筒使两后压滚与坯胎相触，驱动蜗轮减速机至使臂杆做偏心转动，即两后压滚在胎侧部位滚压。动作完毕，各部位自动复位。正包装置：初步成型时，为便于将筒状的层帘布按成型鼓的外型成型，本机设有正包装置。主要组成有大、小滚轮、压滚、 弹簧
