輪胎成型工藝

第二章輪胎的成型工藝

張馨高分子材料實(shí)訓(xùn)中心2008年3月第一頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝其中工序包括：膠料混塑煉、胎體簾帆布壓延、胎面壓出、膠簾帆布裁斷、鋼絲圈制造、貼合、成型、硫化等輪胎制造工藝流程見下圖：第二頁，共四十二頁。輪胎制造工藝流程圖：生膠及原材料加工、稱量↓密煉機(jī)塑、混煉↓壓片、冷卻、下料↓簾帆布干燥膠料熱煉↓↓↓↓↓↓↓汽門嘴化學(xué)處理過濾墊帶壓出胎面壓出三角膠條壓型鋼絲壓出和成圈簾帆布壓延↓↓↓↓↓↓↓粘貼膠墊加硫磺接頭定長、切割鋼圈制造←裁斷↓↓↓↓↓氣門嘴硫化熱煉墊帶硫化接頭↓簾布筒貼合、帆布↓↓↓↓↓↓↓內(nèi)胎壓出↓外胎成型↓↓↓內(nèi)胎接頭成型↓外胎定型↓↓內(nèi)胎硫化↓外胎硫化↓↓內(nèi)胎檢驗(yàn)墊帶檢驗(yàn)外胎成品檢驗(yàn)

↓↓↓配套入庫包裝第三頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝1、胎面壓出（1）胎面的結(jié)構(gòu)形式

輪胎胎面的胎冠和胎側(cè)的作用不同，膠料的性能要求不同。一般有如下幾種形式：①一方一塊②兩方兩塊（a)③

兩方三塊（b)④三方四塊（c)⑤四方五塊第四頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝1、胎面壓出（2）胎面壓出方法①胎面壓出按設(shè)備分為熱喂料擠出法與冷喂料擠出法②按胎面壓出方法分為整體壓出法與分層壓出法

第五頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝1、胎面壓出（3）胎面壓出工藝條件①胎面壓出工藝流程胎面壓出工藝有熱喂料壓出和冷喂料壓出兩種。熱喂料壓出工藝流程為:熱煉→壓出→貼合→秤量→冷卻→自動打印(規(guī)格,標(biāo)記)→打磨→自動定長→裁斷→檢驗(yàn)→存放。除熱煉工藝在熱煉機(jī)上完成外，其它工工序由擠出機(jī)聯(lián)動裝置流水作業(yè)完成。冷喂料壓出工藝采用復(fù)合壓出，工藝流程為:割條→冷喂料→復(fù)合壓出→輸送(自然冷卻)→收縮輥道→預(yù)秤量、掃錨(各部位尺寸)→冷卻→自動打印→自動定長→裁斷→稱量→檢驗(yàn)→存放。第六頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝1、胎面壓出（3）胎面壓出工藝條件壓出溫度：胎面壓出前，首先預(yù)熱機(jī)頭、機(jī)身及口形板,供膠溫度控制在80～90℃左右。一般擠出機(jī)機(jī)筒溫度為40±5℃,機(jī)頭溫度為80±5℃，口型板溫度為85±5℃，不應(yīng)超過100℃，排膠溫度應(yīng)小于120℃。第七頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝1、胎面壓出（3）胎面壓出工藝條件壓出速度：擠出機(jī)壓出速度直接影響胎面半成品的規(guī)格及致密性，壓出速度快,胎面半成品膨脹率及收縮率增大，表面粗糙；壓出速度慢，半成品表面光滑，保證胎面壓出質(zhì)量。壓出速度即單位時(shí)間內(nèi)壓出長度（m/min）。壓出速度的快慢取決于擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速，一般轉(zhuǎn)速范圍在30～5Or/mjn時(shí)，壓出速度為4～12m/min。壓出速度的快慢根據(jù)輪胎規(guī)格而定，大規(guī)格胎面壓出速度應(yīng)比小規(guī)格胎面壓出速度慢。壓出速度還與生膠品種、膠料含膠率、可塑度、壓出溫度等因素有關(guān)，天然橡膠胎面壓出速度應(yīng)比合成膠胎面壓出速度慢。第八頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝1、胎面壓出（3）胎面壓出工藝條件冷卻半成品胎面的冷卻程度影響壓出質(zhì)量。胎面膠壓出離開口型時(shí)，膠溫高達(dá)120℃以上，極易產(chǎn)生熱變形,加速其收縮定型;影響規(guī)格尺寸的穩(wěn)定性，同時(shí)在存放過程中容易焦燒,因此,必須將膠溫降至40℃以下，才能獲得充分冷卻。第九頁，共四十二頁。胎面壓出工藝條件

熱喂料壓出法的胎面壓出后，通常采用水槽或噴淋等方法冷卻半成品胎面。冷卻過程中，為防止壓出膠料因驟冷而引起局部收縮及噴霜，水槽宜用分段逐步冷卻方法，水槽長度不應(yīng)過短，可高達(dá)1OOm以上，第一段冷卻水溫度稍高,約為4O℃，第二段冷卻水溫度略低，第三段冷卻水溫度最低，可降到2O℃左右，對半成品胎面的存放有利。噴淋法冷卻胎面效率較高，但冷卻水溫度要求低于2O℃，以12～15℃為宜。第十頁，共四十二頁。胎面壓出工藝條件

冷喂料復(fù)合壓出機(jī)在胎面壓出后，首先自然冷卻，再經(jīng)收縮輥道定型，迸入冷卻水槽，其中噴淋冷卻25m，浸泡冷卻1OOm。第十一頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝1、胎面壓出（4）胎面壓出常見的質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生原因胎面內(nèi)部有氣孔產(chǎn)生原因?yàn)?原材料中水分或揮發(fā)物多;熱煉工藝不當(dāng)，夾入空氣;壓出溫度過高;壓出速度過快，供膠不足。胎面斷面尺寸、重量不符合要求產(chǎn)生原因?yàn)?壓出口型板安裝不正；口型板變形;熱煉溫度和壓出溫度掌握不正;壓出速度不均勻或聯(lián)動裝置配合不當(dāng);壓出后冷卻不足;熱煉不充分。焦燒產(chǎn)生原因?yàn)?膠料配方設(shè)計(jì)不當(dāng)，焦燒性能差;熱煉和壓出溫度過高;機(jī)頭中有積膠、死角或冷卻水不通;供膠中斷;空車滯料。

斷邊爛邊產(chǎn)生原因?yàn)?熱煉不足,膠料可塑性小;膠料焦燒;胎面口型邊部流膠口小或堵塞;機(jī)頭、口型板溫度低。第十二頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝2、簾布壓延（1）壓延設(shè)備輪胎簾、帆布掛膠常用四輥壓延機(jī)和三輥壓延機(jī),三輥壓延機(jī)用于膠料壓片或簾，帆布擦膠和貼膠四輥壓延機(jī)用于簾、帆布貼膠或膠片的貼合，常用的為L型或T型、現(xiàn)代采用的Z型或S型壓延機(jī);四輥壓延機(jī)的幾種形式可見圖3-6所示。第十三頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝2、簾布壓延（2）壓延工藝要求溫度：供膠溫度應(yīng)保持均勻穩(wěn)定，一般約90℃。壓延機(jī)輥筒溫度，上輥、中輥為100±5℃，旁輥、下輥為95±5℃。簾布溫度保持在70℃左右速度∶用V1、V2、V3,V4表示旁軸、上輥、中輥和下輥的速度，輥筒速度之間的關(guān)系，貼膠時(shí)簾布通過的上輥、中輥速度必須相等，旁輥與下輥速度相等，兩面貼膠時(shí)，則彼此關(guān)系為V2=V3≥V1=V4)即V1:V2:V3:V4為1:1.4:1.4:1簾布張力：張力在1.5kN/根左右

簾布厚度：簾布上下層掛膠厚度分別為0.4～0.5mm緩沖層上下掛膠厚度為0.65～0.7Omm。壓延后掛膠簾布在存放過程中，因收縮使得壓延厚度增加，增厚比值一般約為1.05～１.l0（見下表）第十四頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝浸膠人造絲1840dtex/2內(nèi)層簾布，mm外層簾布，mm緩沖層簾布，mm簾線粗度上膠片厚度下膠片厚度掛膠簾布總厚度掛膠簾布使用厚度0.680.400.401.081.150.680.500.501.111.200.680.650.651.201.35浸膠熱伸張尼龍1400dtex/2

簾線粗度上膠片厚度下膠片厚度掛膠簾布總厚度掛膠簾布使用厚度0.650.420.421.001.070.650.450.451.041.150.650.650.651.251.35浸膠熱伸張尼龍1870dtex/2

尼龍930dtex/2簾線粗度上膠片厚度下膠片厚度掛膠簾布總厚度掛膠簾布使用厚度0.750.470.471.111.200.750.500.501.111.200.550.650.650.931.35第十五頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝2、簾布壓延（4）簾布壓延工藝中常見的質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生原因簾布掉皮、附著力差產(chǎn)生原因由于干燥不足,簾布含水率高；簾布表面不清潔或有油污；簾布本身溫度低；膠料熱煉不夠，可塑度??；壓延溫度低或速度過快；滾距調(diào)節(jié)不當(dāng),壓力不足等簾布出兜(即簾布中部松兩邊緊)其產(chǎn)生原田由于簾布本身密度不均造成簾線伸長率不一致；簾布干燥不足，含水率高；下輥溫度過高，膠料粘貼下輥使中部與邊部簾線受力不均勻；中輥局部積膠過多等因素造成。簾布壓壞產(chǎn)生原因由于操作配合不當(dāng)如遞布時(shí)兩邊速廢不一致，輥距調(diào)節(jié)兩邊大小不等，膠料中摻有膠疙瘩所造成。簾線跳線、彎曲產(chǎn)生原因由于膠料熱煉不足，膠料軟硬程度不均勻；簾線受潮后伸張不一致，造成緯線松緊不等；中輥積膠過多，局都受力過大；卷取時(shí)布卷過松等因素造成。簾布打折產(chǎn)生原因由于壓延速度和冷卻輥速度不一致，兩邊續(xù)布操作不一致；簾布伸張不均勻或墊布卷取過松所致。壓延簾布厚薄不均勻產(chǎn)生原因是出于輥距調(diào)節(jié)不當(dāng)，兩邊不等；輥溫不穩(wěn)定；壓延速度與冷卻速度配合不一是致；膠料可塑度不均所致。表面粗糙產(chǎn)生原因是由于熱煉不足，膠料可塑度小或熱煉不均、熱煉、壓延時(shí)輥溫過高，造成膠料焦燒。第十六頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝3、簾布裁斷（1）裁斷設(shè)備常用的裁斷設(shè)備可分為臥式裁斷機(jī)和立式裁斷機(jī)兩大類。臥式裁斷機(jī)工作面大，精確度較高，適宜裁斷膠簾布，只是生產(chǎn)效率較低，需進(jìn)一步改進(jìn)完善。立式裁斷機(jī)為立式裝置，占地面積小，刀架質(zhì)量小，所以能作快速的往復(fù)運(yùn)動，載斷效率較高，適用于裁斷較窄的膠帆布，如鋼圈包布，胎圈包布等。

第十七頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝3、簾布裁斷（2）裁斷工藝

裁斷角度：斜交輪胎膠簾布裁斷角度一般為28～32°，膠帆布裁斷角度一般為40°～45°，膠簾布裁斷角度精確度為0.5°。裁斷寬度是指膠簾、帆布裁斷過程中，兩條裁斷線之間的垂直距離。裁布過寬，不但浪費(fèi)材科,而且使胎圈布厚度上移，引起肩空、肩裂;裁布過窄時(shí)，氣會使胎圈磨損.裁斷角度不精確會影響輪胎輪廓曲線的變化，而且造成胎冠爆破或影響輪胎的滾動阻力和耐磨性。裁斷誤差：600mm以下±3mm，600mm-1000mm±5mm，1000mm以上±8mm。第十八頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝(一）輪胎制造工藝流程和準(zhǔn)備工藝4、鋼圈制造（1）工藝流程鋼絲→調(diào)直→浸酸處理→清洗余酸→熱風(fēng)吹干→壓出→冷水冷卻→卷層→成圈→切斷→包口→貼三角膠→成型→修剪

→貼標(biāo)簽（2）工藝要求溫度：機(jī)身溫度為40～50℃，機(jī)頭溫度為70℃

鋼絲排列符合施工要求，鋼絲掛膠無漏銅，三角膠無翹起、無脫開，成型無脫空，包布均勻差級±1mm，包布出角±3mm。第十九頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（二）成型工藝1、概念：外胎成型是在成型機(jī)上將胎面、緩沖層、膠簾布、膠帆布、鋼圈按照施工標(biāo)準(zhǔn)依次貼合組成外胎胎坯的工藝過程。2．成型設(shè)備（1)按機(jī)頭外形輪廓分根據(jù)機(jī)頭外形輪廓的不同可分為鼓式、半鼓式、芯輪式及半芯輪式機(jī)頭的輪胎成型機(jī)，通常采用半鼓式和半芯輪式成型機(jī)。第二十頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（二）成型工藝2．成型設(shè)備（1)按機(jī)頭外形輪廓分A、半鼓式成型機(jī)其機(jī)頭形狀是中部平直，兩邊垂下，形如雙肩，稱為機(jī)頭鼓肩。用以固定鋼圈位置。此種成型機(jī)成型的外胎，在定型時(shí)胎圈部位發(fā)生變化，變形較大，鋼圈和簾布產(chǎn)生位移，僅適用于成型單鋼圈結(jié)構(gòu)的輪胎機(jī)頭輪廓見圖3-10(a)所示。

（二）成型工藝2．成型設(shè)備（1)按機(jī)頭外形輪廓分B、半芯輪式成型機(jī)

其機(jī)頭形狀與成品外胎胎圈部位內(nèi)緣輪廓相似。用此種成型機(jī)成型的外胎，定型時(shí)胎圈部位基本不變化，適用于成型雙鋼圈或多鋼圈的載重輪胎和大型輪胎。機(jī)頭輪廓見圖3-10(b)所示。第二十一頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（二）成型工藝2．成型設(shè)備（1)按機(jī)頭外形輪廓分：半鼓式成型機(jī)、半芯輪式成型機(jī)機(jī)頭輪廓圖：第二十二頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（二）成型工藝2．成型設(shè)備（1)按成型機(jī)包邊方式分：根據(jù)成型機(jī)包邊方式不同又可分為機(jī)械包邊，壓輥包邊和膠囊包邊輪胎成型機(jī)。中國普遍應(yīng)用壓輥包邊式成型機(jī)。

第二十三頁，共四十二頁。第一節(jié)輪胎的概述

六、輪胎的制造工藝（二）成型工藝2．成型設(shè)備（2)按成型機(jī)包邊方式分：壓輥式成型機(jī)是由機(jī)箱、成型棒裝置、簾布筒掛架、1號簾布筒正包裝置、壓輥裝置、后壓輥裝置、側(cè)壓輥裝置、內(nèi)外扣圈盤、卸胎裝置、程序控制裝置和成型機(jī)頭等部件組成。這種裝置不但結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高，同時(shí)可用于各種類型機(jī)頭的成型機(jī)，如目前半鼓式、半芯輪式機(jī)頭成型機(jī)基本是壓輥包邊式。第二十四頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（二）成型工藝3．成型工藝方法

(l)套筒法是指膠簾布預(yù)先制成簾布筒在成型機(jī)上成型的工藝方法。用于成型規(guī)格大、層數(shù)多、雙鋼圈以上的載重輪胎。成型前，預(yù)先將簾布筒、緩沖層布筒分別置于掛架上，鋼圈安放在內(nèi)、外扣圈盤上備用，胎面可接成筒狀也可直接在機(jī)頭上接口。(2)層貼法是指膠簾布不必預(yù)先制成簾布筒;單層膠簾布從專門供布架引出，直接在成型機(jī)頭貼合的成型方法。適用于成型規(guī)格小、層數(shù)少或單鋼圈的轎車輪胎和小型輪胎。

第二十五頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（二）成型工藝3．成型工藝方法

(3)膠囊包邊成型法，利用膠囊充氣膨脹來完成簾布筒的正包程序，這種正包法，使簾布隨著膠囊的膨脹過程而逐漸增大，胎圈部位的簾布不會產(chǎn)生折子，同時(shí)兩側(cè)是膠囊反包器，利用膠囊充氣作用完成簾布邊的翻轉(zhuǎn)，胎圈包卷，壓貼等反包過程。第二十六頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝4、成型工藝常見的質(zhì)量缺陷及采取措施（1）、成型工藝要求：五正是指簾布筒、緩沖層，胎面膠，鋼圈和胎圈包布五大部分要擺正。不對稱不但會影響輪胎的均勻性，而且造成局部應(yīng)力增大而損壞五無是指無氣泡、無折子、無雜質(zhì)、無斷線和無掉膠。一牢是指各部件貼合要牢固。補(bǔ)充：貼合七無：無氣泡、無折子、無雜質(zhì)、無掉膠、無劈縫、無彎曲、無脫層。

第二十七頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝5、成型工藝常見的質(zhì)量缺陷及解決措施(2)、成型質(zhì)量缺陷及解決措施：如：胎里斷線、圈口斷線、胎面折子胎圈折子、胎面上偏、布筒上偏鋼圈錯位、油皮膠爛、緩沖上偏胎面爬頭、胎面裂口、胎側(cè)裂口胎面雜物、胎面氣泡、胎面起鼓圈口露白、包布窄、包布寬胎側(cè)薄、口空、翹邊等共21項(xiàng)缺陷及對應(yīng)措施

第二十八頁，共四十二頁。第一節(jié)輪胎的概述

六、輪胎的制造工藝（四）外胎硫化工藝1、外胎硫化流程圖罐式硫化為例：壓頭——刷滑石粉——扎眼——烘胎——定型——裝模——合?！獕耗！b鍋——硫化——冷卻——起模——刺水——后充氣冷卻——扒水胎——割毛——包裝第二十九頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（四）外胎硫化工藝2．外胎硫化前準(zhǔn)備工藝

（1）、刷滑石粉

①目的：在化硫化過程中，防止胎里與水胎粘連；在定型時(shí)，便于水胎在胎胚內(nèi)舒展，保證定型質(zhì)量。②要求：各處要涂刷均勻；滑石粉干后才可扎眼。第三十頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（2）、胎坯刺孔①目的避免胎體內(nèi)的氣體未排盡而造成肩空，肩裂。②刺孔工藝將定型前的胎坯置于刺孔機(jī)上，按一定的工藝要求刺孔。第三十一頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（3）、烘胎①目的使成型時(shí)胎坯內(nèi)部分殘存的汽油和水分得到充分揮發(fā)，避免定型時(shí)起泡或脫層；同時(shí)使胎坯柔軟，便于定型，硫化時(shí)易于流動，填滿模型，使外胎花紋清晰美觀；預(yù)熱胎坯還可縮短硫化時(shí)間。第三十二頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（3）、胎坯預(yù)熱和停放②工藝條件A、胎坯不能與熱源接觸，應(yīng)遠(yuǎn)離熱源0.5m以上。B、胎胚存放整齊，先進(jìn)先出；C、溫度與時(shí)間：烘胎房蒸汽排管加溫方法進(jìn)行預(yù)熱：溫度保持在40℃左右;時(shí)間為4～12h；遠(yuǎn)紅外線專用設(shè)備預(yù)熱：溫度為50～60℃，頂熱時(shí)間可縮短至2h左右；高頻率專用設(shè)備預(yù)熱：溫度為60～80℃，預(yù)熱時(shí)間僅需10～l5min。第三十三頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（4）、胎坯定型①目的：把呈圓筒狀的胎坯變成近似外胎輪廓，便于裝入模具進(jìn)行硫化。②工藝要求通常應(yīng)用萬能空氣定型機(jī)定型，定型風(fēng)壓為：大型輪胎不小于440kPa；中型輪胎不小于390kPa；

小型輪胎不小于245kPa。

第三十四頁，共四十二頁。第二章輪胎的成型工藝（三）外胎硫化工藝3．硫化工藝A、硫化的方法與設(shè)備按設(shè)備不同分為：罐式硫化機(jī)硫化：水胎個體硫化機(jī)硫化：膠囊（A型、B型）硫化機(jī)組硫化