《輪胎設(shè)計與工藝學(xué)》

輪胎設(shè)計與工藝學(xué)

TireStructureDesignandTechnology精選課件第一章、概述教學(xué)目的與要求

通過學(xué)習掌握輪胎的分類方法、輪胎的結(jié)構(gòu)特點、輪胎的基本性能、輪胎的規(guī)格表示方法；熟練了解輪胎的組成、輪輞分類，了解輪胎的歷史及發(fā)展趨勢。精選課件重點難點1、輪胎的作用及基本性能2、輪胎的分類方法3、輪胎的結(jié)構(gòu)特點4、輪胎的規(guī)格表示方法5、輪胎的組成及輪輞分類精選課件第一節(jié)輪胎發(fā)展歷史第二節(jié)輪胎的組成與類型第三節(jié)輪胎結(jié)構(gòu)及其發(fā)展第四節(jié)輪輞種類與型號第五節(jié)輪胎分類與表示方法精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件第一節(jié)輪胎的發(fā)展歷史輪胎的主要作用及工作原理

a、承受內(nèi)胎中充氣壓力和車輛負荷

b、阻止內(nèi)胎在充氣后膨脹，保護內(nèi)胎免受損傷

c、傳遞牽引力、轉(zhuǎn)向力、制動力

d、吸收由于道路不平造成的震動。輪胎工作原理的不同：

充氣輪胎和實心輪胎精選課件充氣輪胎：充滿壓縮空氣的，固定在輪輞上的彈性膠布氣囊，依靠壓縮空氣形成的空氣墊彈性原理工作，具有較高的行駛速度和較好的行駛舒適性，廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機、工程車輛、飛機等高速交通工具上。精選課件實心輪胎：環(huán)狀實心橡膠固定在輪輞上構(gòu)成，依靠橡膠彈性原理工作。彈性較低，不適宜于高速行駛，事宜于低速高負荷車輛，如起重汽車、電瓶車、叉車、裝卸車等。精選課件一、輪胎發(fā)展歷史最早的輪胎是19世紀初安裝在車輪輪輞上，由生膠制成的實心的膠帶。但是生膠的質(zhì)量不能滿足使用要求。

1839年發(fā)明了硫化方法，對提高輪胎的耐用性具有巨大的意義。生膠經(jīng)過硫化之后，獲得了硬度、彈性和耐磨性。

1881年，首次使用了經(jīng)過硫化、安裝在車輪輪輞上的實心輪胎。

1884年，為了增加彈性，開始制造厚壁空心輪胎和海綿輪胎。但是這種輪胎在高速行駛時生熱很高，容易損壞。由于汽車行駛速度的不斷提高，勢必要求制造出彈性更高和更耐用的輪胎。精選課件

1885年首次發(fā)明空氣輪胎的是英國商人R.W.Thomson，這種輪胎是充氣輪胎的雛形。它的舒適性與滾動阻力都比實芯輪胎好得多，唯負荷量小，也無法充氣，因而限制了它的使用范圍。到1888年曾在英國獸醫(yī)學(xué)院受訓(xùn)過的J.B.Dunlop發(fā)明了充氣輪胎，并取得了專利。這種充氣輪胎比空氣輪胎前進了一大步，它提高了負荷質(zhì)量，減小了滾動阻力，提高了行駛速度和舒適性。雖然Dunlop的充氣輪胎結(jié)構(gòu)比較簡單，但卻開創(chuàng)了輪胎制造技術(shù)的新紀元。精選課件

后來C.K.Welch發(fā)明了有鋼絲圈結(jié)構(gòu)的輪胎，同時開始采用內(nèi)胎。

1890年Dunlop和Welch兩家公司聯(lián)合生產(chǎn)帶鋼絲圈結(jié)構(gòu)的充氣輪胎。由于輪胎采用了鋼絲圈和輪輞，使充氣輪胎由自行車胎發(fā)展到汽車輪胎。

1893年第一次采用了無緯線的簾布－棉簾布制造輪胎，比用帆布制造的充氣輪胎使用壽命和行駛性能大大提高。精選課件

1890年-1900年出現(xiàn)了有胎面花紋的輪胎。美國1889年

Goodrich首先制造出充氣輪胎。

中國在1931年由上海的一家工廠生產(chǎn)出第一條汽車輪胎。

1925年輪胎鋼圈具有了一定的幾何形狀，出現(xiàn)了迄今仍在使用的直角胎圈輪胎。

1930年“超低壓輪胎”的出現(xiàn)是一種最早的特種結(jié)構(gòu)輪胎。

1937年首次生產(chǎn)了鋼絲簾布輪胎，從而提高了輪胎的耐用性。精選課件

二次世界大戰(zhàn)期間，出現(xiàn)了調(diào)壓輪胎，此類輪胎產(chǎn)生的原因是：降低輪胎的氣壓時能提高汽車在松軟地面上的行駛性能。

1948年出現(xiàn)了第一批無內(nèi)胎輪胎的樣品。這種輪胎被刺穿后不會馬上泄氣從而避免了事故危險。

1950年-1951年研究出了子午線輪胎。

1959年出現(xiàn)了胎面能拆卸的活胎面乘用輪胎.1964年我國開始試制9.00－20的子午輪胎和活面輪胎。精選課件精選課件二、輪胎工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1．輪胎工業(yè)現(xiàn)狀

目前世界輪胎總產(chǎn)量約10多億條，90%集中在美國固德異、法國米西林、日本的普利斯通以及佳通等大公司。80%以上實現(xiàn)了子午化、無內(nèi)胎化、扁平化。精選課件扁平化無內(nèi)胎化子午化輪胎三化精選課件2.世界輪胎工業(yè)發(fā)展趨勢-綠色環(huán)保輪胎目前世界上的環(huán)保型輪胎，基本上可以概況為三方面：一、減少燃料、降低廢氣排量，以節(jié)省能源和防止大氣污染為目的的“綠色”輪胎；二、以具有良好的高速性、制動性、安全性和舒適性同時又能防止振動和減少噪聲為目的的高性能輪胎；精選課件三、取代鑲釘或掛鏈輪胎，以防止輪胎破壞路面和避免造成揚塵、噪聲為目的的非鑲釘或全天候輪胎。1.1國外輪胎的子午化、扁平化、無內(nèi)胎化已趨于成熟1.2新一代子午線輪胎發(fā)展迅速節(jié)能輪胎、綠色輪胎、環(huán)保型輪胎1.3新一代安全輪胎精選課件精選課件1.4輪胎全自動生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展（1）法國米其林公司的C3M生產(chǎn)技術(shù)。C3M全稱為Command+Control+Communication＆Manufacture，譯為“指揮＋控制＋通訊與制造一體化系統(tǒng)”。（2）美國固特異公司的IMPACT生產(chǎn)技術(shù)（1998年已有2家工廠投產(chǎn)，據(jù)稱是世界生產(chǎn)成本最低的）IMPACT全稱為IntegratedManufacturingPrecisionAssemblyCellularTechnoligy，譯為集成加工精密成型單元技術(shù)。（3）德國大陸公司的MMP生產(chǎn)技術(shù)（1999年在德國投產(chǎn)）ModularManufacturingProcess，譯為積木式成型法。（4）意大利倍耐力公司的MIRS生產(chǎn)技術(shù)（計劃在5年內(nèi)建5家廠）ModularIntegratedRobotizedSystem，譯為積木式集成自動化系統(tǒng)。精選課件2.中國輪胎工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀輪胎工業(yè)發(fā)展1915年橡膠工業(yè)起步1949年解放輪胎產(chǎn)量2.6

萬條1952年42萬條1931年上海第一條輪胎1979年1169萬條2006年產(chǎn)量和出口量均位居世界第一精選課件2001-2006年中國汽車輪胎產(chǎn)量（萬條)年份200120022003200420052006汽車輪胎總產(chǎn)量123001400016500210002500028000子午胎產(chǎn)量425054007600109601485017860全鋼子午胎4176671117185028303850子午化率/%353946525964精選課件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：*轎車和輕卡子午胎生產(chǎn)以外資企業(yè)為主，占總產(chǎn)量的75%，內(nèi)資企業(yè)的市場占有率正在逐步擴大；*全鋼子午胎處于快速發(fā)展階段，內(nèi)資企業(yè)的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的70%；*大中型全鋼工程子午胎技術(shù)提升明顯，并且規(guī)模逐步擴大；*斜交胎總體下降了3%～5%。全鋼子午胎生產(chǎn)企業(yè)共有32家，轎車和輕卡子午胎生產(chǎn)企業(yè)有33家。中國的全鋼子午胎產(chǎn)能將達到7000萬條，轎車和輕卡子午胎子午胎產(chǎn)能將超過3.3億條，并且還有9000多萬條斜交胎產(chǎn)能。精選課件企業(yè)結(jié)構(gòu)：規(guī)模大的不多，企業(yè)分散，全國約有360多家，僅山東省就占一半左右，品牌五花八門，但知名商標廖廖可數(shù)。企業(yè)機制：外企、國企、民企的“三足鼎立”，形成“四大方陣”角逐的新格局。

四大方陣第一方陣米其林固特異普利斯通第二方陣韓國錦湖、韓國輪胎、印尼佳通、臺灣正新、泰豐、諾曼地等第三方陣國內(nèi)重點輪胎企業(yè)第四方陣國內(nèi)民營中小輪胎企業(yè)精選課件表2、2006年度外資及臺資輪胎企業(yè)世界排名公司名稱在中國的廠址數(shù)量1日本普利司通天津、升陽、惠州、無錫42法國米其林沈陽、上海23美國固特異大連15意大利倍耐力路通16日本住友蘇州、常熟27日本橫濱蘇州、杭州28韓國輪胎淮安、嘉興29美國固珀成山、昆山210韓國錦湖南京(2家)、天津、長春411日本東洋與正新合資212臺灣正新廈門、昆山213新加坡佳通安徽、福建、樺林、重慶、銀川525韓國下世紀青島134臺灣建大昆山、深圳240臺灣南港張家港144臺灣華豐常熟249臺灣聯(lián)邦(泰豐）江西南昌165馬來西亞銀石山東瀘河1精選課件中國市場上輪胎品牌可分為三大陣營根據(jù)知名度的高低，我們把中國市場上輪胎品牌劃分為三大陣營。第一大陣營為：米其林、固特異、韓泰;第二大陣營為：普利斯通、錦湖、鄧祿普;第三大陣營包括：橫濱、大陸馬牌、回力、三角、瑪吉斯、佳通。精選課件2009年全球輪胎排名表１、普利司通

２、米其林

３、固特異

４、大陸（馬牌）

５、倍耐力

６、住友（鄧祿普）

７、橫濱（優(yōu)科豪馬）

８、韓胎

９、庫博（庫鉑）

10、錦湖

11、正新（ＭＡＸＸＩＳ）

12、東洋（TOYO）

13、杭州中策

14、佳通

15、三角

16、玲瓏

17、諾基亞

18、印度MRF

19、雙錢

20、印度阿波羅

精選課件第二節(jié)輪胎的組成與類型

一、輪胎的組成

充氣輪胎一般有外胎、內(nèi)胎和墊帶三部分組成。無內(nèi)胎輪胎則只有外胎沒有內(nèi)胎和墊帶。1、有內(nèi)胎的輪胎有內(nèi)胎的輪胎是由外胎、內(nèi)胎和墊帶組成。作用：外胎是一個彈性膠布囊，它能使內(nèi)胎免受機械損壞，使充氣內(nèi)胎保持規(guī)定的尺寸，承受汽車的牽引力和制動力，并保證輪胎與路面的抓著力。精選課件精選課件精選課件精選課件輪胎總成結(jié)構(gòu)精選課件輪胎組成精選課件有內(nèi)胎輪胎的主要缺點：

行駛溫度高，不適應(yīng)高速行駛，不能充分保證行駛的安全性，使用時內(nèi)胎在輪胎中處于伸張狀態(tài)，略受穿刺便形成小孔，而使輪胎迅速降壓。精選課件2、無內(nèi)胎輪胎

不使用內(nèi)胎，壓縮空氣直接充入外胎內(nèi)腔。輪胎的密封性是由外胎緊密著合在專門結(jié)構(gòu)的輪輞上而達到的。為了防止空氣透過胎壁擴散，輪胎的內(nèi)表面襯貼有專門的密封層，這樣在穿刺時空氣只能從穿孔跑出。精選課件無內(nèi)胎輪胎的優(yōu)越性：①提高行駛安全性（這種輪胎穿孔較小時能夠繼續(xù)行駛，中途修理比有內(nèi)胎輪胎容易，不需拆卸輪輞，所以在某些情況下可以不用備胎）。②無內(nèi)胎輪胎有較好的柔軟，可改善輪胎的緩沖性能③在高速行駛下生熱小和工作溫度低，可提高輪胎的使用壽命。精選課件外胎的組成及作用外胎由胎面、胎體和胎圈三個大部件組成胎面包括胎面膠和胎側(cè)膠,胎體包括簾布層和緩沖層外胎各部件組成如圖1-2所示。①胎面

胎面是指外胎與地面接觸部位，是覆蓋于胎體的膠層，傳遞車輛的牽引力和制動力、保護骨架層。因此要求胎面具有優(yōu)異的耐磨性能、耐切割性能,較高的強度,并需具有一定形狀和一定的花紋作保證。精選課件、精選課件胎面分為胎冠、胎肩、胎側(cè)三個部位。A、胎冠是輪胎的行駛面，承受沖擊與磨損、產(chǎn)生抓著力、保護簾布層免受損傷。因而要求具有一定的彈性和強度、抗刺穿性、耐磨耐撕裂性、耐老化性及有花紋。B、胎肩是胎冠和胎側(cè)的過渡部分，對胎面起一定的支撐作用。C、胎側(cè)是貼在胎體簾布層兩側(cè)的膠層。保護胎體側(cè)部簾布層免受機械損傷和大氣侵蝕。胎側(cè)常在屈撓下工作,厚度宜薄,便于屈撓變形。由于胎面、胎肩、胎側(cè)作用各異,宜采用不同的膠料制備。精選課件②胎體胎體由緩沖層和簾布層組成

緩沖層：位于胎面膠和胎體簾布層之間，由掛膠簾布或膠片制成。由于輪胎在行駛過程中,該部位所受應(yīng)力最大、最集中,溫度也最高;極易脫層損壞。要求：緩沖層具有較高強度、彈性和較好的粘著性能，吸收并緩沖外來的沖擊和振動。緩沖層可采用尼龍簾線、人造絲簾線或鋼絲簾線制成。子午胎中的緩沖層又稱為帶束層或緊箍層。精選課件簾布層：胎體的骨架層，使外胎具有必要的彈性和強度，承受輪胎的載荷和行駛中的反復(fù)變形，承受由于路面不平引起的強烈振動和沖擊。簾布層使胎體強度增高，并可固定外胎的外緣尺寸規(guī)格。

精選課件胎圈簾布層胎圈包布鋼圈鋼絲圈三角膠條鋼圈包布③胎圈精選課件精選課件內(nèi)胎

內(nèi)胎是裝有氣門嘴的密封環(huán)形膠筒，位于外胎與輪輞之間，用以充入內(nèi)壓空氣，使輪胎獲得彈性并承受載荷。要求氣密性高、抗裂口增長性好及高彈性和較好的耐疲勞性等。精選課件墊帶

墊帶是具有一定斷面形狀的無接頭環(huán)形膠帶，置于輪輞與內(nèi)胎接觸部位；用以保護內(nèi)胎不受輪輞及胎圈的磨損。墊帶底部有一圓孔可使氣門嘴通過,與外胎、內(nèi)胎組成一套輪胎。只用于多件式