轮胎成型工艺

第二章轮胎的成型工艺张馨高分子材料实训中心2008年3月第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺其中工序包括：胶料混塑炼、胎体帘帆布压延、胎面压出、胶帘帆布裁断、钢丝圈制造、贴合、成型、硫化等轮胎制造工艺流程见下图：轮胎制造工艺流程图：生胶及原材料加工、称量↓密炼机塑、混炼↓压片、冷却、下料↓帘帆布干燥胶料热炼↓↓↓↓↓↓↓汽门嘴化学处理过滤垫带压出胎面压出三角胶条压型钢丝压出和成圈帘帆布压延↓↓↓↓↓↓↓粘贴胶垫加硫磺接头定长、切割钢圈制造←裁断↓↓↓↓↓气门嘴硫化热炼垫带硫化接头↓帘布筒贴合、帆布↓↓↓↓↓↓↓内胎压出↓外胎成型↓↓↓内胎接头成型↓外胎定型↓↓内胎硫化↓外胎硫化↓↓内胎检验垫带检验外胎成品检验↓↓↓配套入库包装第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺1、胎面压出（1）胎面的结构形式轮胎胎面的胎冠和胎侧的作用不同，胶料的性能要求不同。一般有如下几种形式：①一方一块②两方两块（a)③两方三块（b)④三方四块（c)⑤四方五块第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺1、胎面压出（2）胎面压出方法①胎面压出按设备分为热喂料挤出法与冷喂料挤出法②按胎面压出方法分为整体压出法与分层压出法第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺1、胎面压出（3）胎面压出工艺条件①胎面压出工艺流程胎面压出工艺有热喂料压出和冷喂料压出两种。热喂料压出工艺流程为:热炼→压出→贴合→秤量→冷却→自动打印(规格,标记)→打磨→自动定长→裁断→检验→存放。除热炼工艺在热炼机上完成外，其它工工序由挤出机联动装置流水作业完成。冷喂料压出工艺采用复合压出，工艺流程为:割条→冷喂料→复合压出→输送(自然冷却)→收缩辊道→预秤量、扫锚(各部位尺寸)→冷却→自动打印→自动定长→裁断→称量→检验→存放。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺1、胎面压出（3）胎面压出工艺条件压出温度：胎面压出前，首先预热机头、机身及口形板,供胶温度控制在80～90℃左右。一般挤出机机筒温度为40±5℃,机头温度为80±5℃，口型板温度为85±5℃，不应超过100℃，排胶温度应小于120℃。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺1、胎面压出（3）胎面压出工艺条件压出速度：挤出机压出速度直接影响胎面半成品的规格及致密性，压出速度快,胎面半成品膨胀率及收缩率增大，表面粗糙；压出速度慢，半成品表面光滑，保证胎面压出质量。压出速度即单位时间内压出长度（m/min）。压出速度的快慢取决于挤出机的螺杆转速，一般转速范围在30～5Or/mjn时，压出速度为4～12m/min。压出速度的快慢根据轮胎规格而定，大规格胎面压出速度应比小规格胎面压出速度慢。压出速度还与生胶品种、胶料含胶率、可塑度、压出温度等因素有关，天然橡胶胎面压出速度应比合成胶胎面压出速度慢。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺1、胎面压出（3）胎面压出工艺条件冷却半成品胎面的冷却程度影响压出质量。胎面胶压出离开口型时，胶温高达120℃以上，极易产生热变形,加速其收缩定型;影响规格尺寸的稳定性，同时在存放过程中容易焦烧,因此,必须将胶温降至40℃以下，才能获得充分冷却。胎面压出工艺条件热喂料压出法的胎面压出后，通常采用水槽或喷淋等方法冷却半成品胎面。冷却过程中，为防止压出胶料因骤冷而引起局部收缩及喷霜，水槽宜用分段逐步冷却方法，水槽长度不应过短，可高达1OOm以上，第一段冷却水温度稍高,约为4O℃，第二段冷却水温度略低，第三段冷却水温度最低，可降到2O℃左右，对半成品胎面的存放有利。喷淋法冷却胎面效率较高，但冷却水温度要求低于2O℃，以12～15℃为宜。胎面压出工艺条件冷喂料复合压出机在胎面压出后，首先自然冷却，再经收缩辊道定型，迸入冷却水槽，其中喷淋冷却25m，浸泡冷却1OOm。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺1、胎面压出（4）胎面压出常见的质量缺陷及产生原因胎面内部有气孔产生原因为:原材料中水分或挥发物多;热炼工艺不当，夹入空气;压出温度过高;压出速度过快，供胶不足。胎面断面尺寸、重量不符合要求产生原因为:压出口型板安装不正；口型板变形;热炼温度和压出温度掌握不正;压出速度不均匀或联动装置配合不当;压出后冷却不足;热炼不充分。焦烧产生原因为:胶料配方设计不当，焦烧性能差;热炼和压出温度过高;机头中有积胶、死角或冷却水不通;供胶中断;空车滞料。断边烂边产生原因为:热炼不足,胶料可塑性小;胶料焦烧;胎面口型边部流胶口小或堵塞;机头、口型板温度低。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺2、帘布压延（1）压延设备轮胎帘、帆布挂胶常用四辊压延机和三辊压延机,三辊压延机用于胶料压片或帘，帆布擦胶和贴胶四辊压延机用于帘、帆布贴胶或胶片的贴合，常用的为L型或T型、现代采用的Z型或S型压延机;四辊压延机的几种形式可见图3-6所示。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺2、帘布压延（2）压延工艺要求温度：供胶温度应保持均匀稳定，一般约90℃。压延机辊筒温度，上辊、中辊为100±5℃，旁辊、下辊为95±5℃。帘布温度保持在70℃左右速度∶用V1、V2、V3,V4表示旁轴、上辊、中辊和下辊的速度，辊筒速度之间的关系，贴胶时帘布通过的上辊、中辊速度必须相等，旁辊与下辊速度相等，两面贴胶时，则彼此关系为V2=V3≥V1=V4)即V1:V2:V3:V4为1:1.4:1.4:1帘布张力：张力在1.5kN/根左右帘布厚度：帘布上下层挂胶厚度分别为0.4～0.5mm缓冲层上下挂胶厚度为0.65～0.7Omm。压延后挂胶帘布在存放过程中，因收缩使得压延厚度增加，增厚比值一般约为1.05～１.l0（见下表）第二章轮胎的成型工艺浸胶人造丝1840dtex/2内层帘布，mm外层帘布，mm缓冲层帘布，mm帘线粗度上胶片厚度下胶片厚度挂胶帘布总厚度挂胶帘布使用厚度0.680.400.401.081.150.680.500.501.111.200.680.650.651.201.35浸胶热伸张尼龙1400dtex/2帘线粗度上胶片厚度下胶片厚度挂胶帘布总厚度挂胶帘布使用厚度0.650.420.421.001.070.650.450.451.041.150.650.650.651.251.35浸胶热伸张尼龙1870dtex/2尼龙930dtex/2帘线粗度上胶片厚度下胶片厚度挂胶帘布总厚度挂胶帘布使用厚度0.750.470.471.111.200.750.500.501.111.200.550.650.650.931.35第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺2、帘布压延（4）帘布压延工艺中常见的质量缺陷及产生原因帘布掉皮、附着力差产生原因由于干燥不足,帘布含水率高；帘布表面不清洁或有油污；帘布本身温度低；胶料热炼不够，可塑度小；压延温度低或速度过快；滚距调节不当,压力不足等帘布出兜(即帘布中部松两边紧)其产生原田由于帘布本身密度不均造成帘线伸长率不一致；帘布干燥不足，含水率高；下辊温度过高，胶料粘贴下辊使中部与边部帘线受力不均匀；中辊局部积胶过多等因素造成。帘布压坏产生原因由于操作配合不当如递布时两边速废不一致，辊距调节两边大小不等，胶料中掺有胶疙瘩所造成。帘线跳线、弯曲产生原因由于胶料热炼不足，胶料软硬程度不均匀；帘线受潮后伸张不一致，造成纬线松紧不等；中辊积胶过多，局都受力过大；卷取时布卷过松等因素造成。帘布打折产生原因由于压延速度和冷却辊速度不一致，两边续布操作不一致；帘布伸张不均匀或垫布卷取过松所致。压延帘布厚薄不均匀产生原因是出于辊距调节不当，两边不等；辊温不稳定；压延速度与冷却速度配合不一是致；胶料可塑度不均所致。表面粗糙产生原因是由于热炼不足，胶料可塑度小或热炼不均、热炼、压延时辊温过高，造成胶料焦烧。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺3、帘布裁断（1）裁断设备常用的裁断设备可分为卧式裁断机和立式裁断机两大类。卧式裁断机工作面大，精确度较高，适宜裁断胶帘布，只是生产效率较低，需进一步改进完善。立式裁断机为立式装置，占地面积小，刀架质量小，所以能作快速的往复运动，载断效率较高，适用于裁断较窄的胶帆布，如钢圈包布，胎圈包布等。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺3、帘布裁断（2）裁断工艺裁断角度：斜交轮胎胶帘布裁断角度一般为28～32°，胶帆布裁断角度一般为40°～45°，胶帘布裁断角度精确度为0.5°。裁断宽度是指胶帘、帆布裁断过程中，两条裁断线之间的垂直距离。裁布过宽，不但浪费材科,而且使胎圈布厚度上移，引起肩空、肩裂;裁布过窄时，气会使胎圈磨损.裁断角度不精确会影响轮胎轮廓曲线的变化，而且造成胎冠爆破或影响轮胎的滚动阻力和耐磨性。裁断误差：600mm以下±3mm，600mm-1000mm±5mm，1000mm以上±8mm。第二章轮胎的成型工艺(一）轮胎制造工艺流程和准备工艺4、钢圈制造（1）工艺流程钢丝→调直→浸酸处理→清洗余酸→热风吹干→压出→冷水冷却→卷层→成圈→切断→包口→贴三角胶→成型→修剪→贴标签（2）工艺要求温度：机身温度为40～50℃，机头温度为70℃钢丝排列符合施工要求，钢丝挂胶无漏铜，三角胶无翘起、无脱开，成型无脱空，包布均匀差级±1mm，包布出角±3mm。第二章轮胎的成型工艺（二）成型工艺1、概念：外胎成型是在成型机上将胎面、缓冲层、胶帘布、胶帆布、钢圈按照施工标准依次贴合组成外胎胎坯的工艺过程。2．成型设备（1)按机头外形轮廓分根据机头外形轮廓的不同可分为鼓式、半鼓式、芯轮式及半芯轮式机头的轮胎成型机，通常采用半鼓式和半芯轮式成型机。第二章轮胎的成型工艺（二）成型工艺2．成型设备（1)按机头外形轮廓分A、半鼓式成型机其机头形状是中部平直，两边垂下，形如双肩，称为机头鼓肩。用以固定钢圈位置。此种成型机成型的外胎，在定型时胎圈部位发生变化，变形较大，钢圈和帘布产生位移，仅适用于成型单钢圈结构的轮胎机头轮廓见图3-10(a)所示。（二）成型工艺2．成型设备（1)按机头外形轮廓分B、半芯轮式成型机其机头形状与成品外胎胎圈部位内缘轮廓相似。用此种成型机成型的外胎，定型时胎圈部位基本不变化，适用于成型双钢圈或多钢圈的载重轮胎和大型轮胎。机头轮廓见图3-10(b)所示。第二章轮胎的成型工艺（二）成型工艺2．成型设备（1)按机头外形轮廓分：半鼓式成型机、半芯轮式成型机机头轮廓图：第二章轮胎的成型工艺（二）成型工艺2．成型设备（1)按成型机包边方式分：根据成型机包边方式不同又可分为机械包边，压辊包边和胶囊包边轮胎成型机。中国普遍应用压辊包边式成型机。第一节轮胎的概述六、轮胎的制造工艺（二）成型工艺2．成型设备（2)按成型机包边方式分：压辊式成型机是由机箱、成型棒装置、帘布筒挂架、1号帘布筒正包装置、压辊装置、后压辊装置、侧压辊装置、内外扣圈盘、卸胎装置、程序控制装置和成型机头等部件组成。这种装置不但结构简单，生产效率高，同时可用于各种类型机头的成型机，如目前半鼓式、半芯轮式机头成型机基本是压辊包边式。第二章轮胎的成型工艺（二）成型工艺3．成型工艺方法(l)套筒法是指胶帘布预先制成帘布筒在成型机上成型的工艺方法。用于成型规格大、层数多、双钢圈以上的载重轮胎。成型前，预先将帘布筒、缓冲层布筒分别置于挂架上，钢圈安放在内、外扣圈盘上备用，胎面可接成筒状也可直接在机头上接口。(2)层贴法是指胶帘布不必预先制成帘布筒;单层胶帘布从专门供布架引出，直接在成型机头贴合的成型方法。适用于成型规格小、层数少或单钢圈的轿车轮胎和小型轮胎。第二章轮胎的成型工艺（二）成型工艺3．成型工艺方法(3)胶囊包边成型法，利用胶囊充气膨胀来完成帘布筒的正包程序，这种正包法，使帘布随着胶囊的膨胀过程而逐渐增大，胎圈部位的帘布不会产生折子，同时两侧是胶囊反包器，利用胶囊充气作用完成帘布边的翻转，胎