子午线轮胎设计与制造.doc

子午线轮胎设计与制造第一节 子午线轮胎结构特点 子午线轮胎是由米其林公司首次于1946年发明，其名因结构而得名，胎体材料(帘子线层)呈径向排列，垂直于轮胎行驶方向，类似于径纬线，因此形象的将其称为子午线轮胎。子午线轮胎胎冠结构和胎体结构是不同的，胎体具有良好的减震、散热、操控等性能；胎冠的结构比较强壮，抗冲击能力、稳定性能等比较好。目前轿车所用轮胎基本上为子午线轮胎。 由于子午线轮胎具有耐磨、节油、乘坐舒适，牵引性，操作稳定性及高速性能好等优点，使其获得了较快的发展。目前，国际上子午线轮胎占轮胎市场的80%。子午线轮胎与普通斜交轮胎相比，具有许多斜交轮胎不具有的优点。而赋予子午线轮胎性能的根本原因，则在于子午线轮胎与普通斜交轮胎的结构不同。图示为子午线轮胎的构造。它由帘布层2、带束层3、胎冠4、胎肩5和胎圈l组成，并以带束层箍紧胎体。其特点是： 1. 帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致。由于帘线如此排列，使其强度得到充分利用。子午线轮胎的帘布层数一般可比普通斜交胎诚少约40%50%，胎体较柔软。 2.帘线在圆周方向上只靠橡胶采联系，因此，为了承受行驶时产生的较大切向力，子午线胎具有若干层帘线与子午断面呈大角度(交角为70度75并)、高强度、不易拉伸的周向环形的类似缓冲层的带束层。带束层通常采用强，度较高、拉伸变形很小的织物帘布(如玻璃纤维、聚酰胺纤维等高强度材料)或钢丝帘布制造。 子午线轮胎的优点是： 1.接地面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面单位压力也小，因而滚动阻力小，使用寿命长。 2.胎冠较厚且有坚硬的带束层，不易刺穿；行驶时变形小，可降低油耗3%8%。 3.因为帘布层数少，胎侧薄，所以径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。 它的缺点是：因胎侧较薄，胎冠较厚，在其与胎侧的过渡区易产生裂口。侧面变形大，导致汽车的侧向稳定性差，制造技术要求高，成本也高。 由于子午线轮胎明显优越于普通斜交胎，因此在轿车上已普遍采用，在货车上也越来越多地采用了子午线轮胎，如东风EQ1090E型、EQ2080E型、解放CAl091型、黄河JNll82型等载货汽车和越野汽车上的轮胎，均为子午线轮胎。生胶及原材料加工贮存自动或半自动称量、投料密炼机型、混炼压片、冷却、下料胶料热炼胎面、胎侧挤出、定长切割及胶料压延半成品存放胶料切割成条小部件冷喂料压出或压型半成品存放胶料切割成条钢丝圈成型胎圈存放钢丝帘线在压延机上覆胶大卷钢丝帘布存放钢丝帘布裁断小卷帘布存放数百根钢丝帘线从锭子架引至压延机子午线轮胎制造工艺主要制造工艺分为：生胶塑、混炼，胎面、胎侧制造，胎体、带束层制造，各种型胶部件制造，胎圈制造，外胎成型，外胎硫化，外胎成品的生产检测等。第二节 塑炼和混炼塑炼和混炼是橡胶加工的基本工艺过程。塑炼是将天然橡胶分子链发生机械和氧化裂解，使天然橡胶失去部分弹性和增加塑性。混炼是将各类配合剂均匀分散到已具有一定塑性的橡胶类高弹体中，从而制得供产品各胶料部件使用的混炼胶。本节只对子午线轮胎的加工工艺的特殊要求和其相关设备及机械结构方面做简要的介绍。一、橡胶的塑炼1橡胶塑炼准备天然橡胶的原料、因橡胶树受自然界的气候、地理等各种客观复杂条件的限制，橡胶块品质存在着差异。为此，天然橡胶块在塑炼前，先将同等级品质的橡胶块加以混合。橡胶块混合的加工工艺流程是：一块橡胶块经提开到一排辊道上后，滚向一台切胶机一次切割成4-6块小块橡胶，然后依次落入坐落在圆盘式转台上的4-6辆框式小车里。小车经传动板依次运入橡胶烘房，烘胶的温度夏季为35-40C，冬季为65-70 C；烘胶的相应时间为8个小时和12个小时。整个生产过程可以达到完全自动。橡胶被切成小块并经恒温烘胶，使胶块温度比较一致，塑炼不仅可节省电能，主要可以改善塑炼橡胶的可塑度的批量均一程度。2. 橡胶塑炼设备天然橡胶的塑炼方法有用开放式炼胶机、螺杆塑炼机、密炼机等三种设备进行。开放式炼胶机塑炼，劳动生产率低，占地大，不适宜于用胶量大的轮胎工业。用螺杆塑炼机塑炼，在五十年代比较盛行。橡胶块先经切胶、破胶后喂入螺杆塑炼机，塑炼后的橡胶可根据需要呈颗粒状或片状，缺点是橡胶的可塑度变化范围受到一定的限制，现在建设新的轮胎工厂，几乎已不再采用这种塑炼工艺了。现在使用最广的是密炼机的塑炼方式。橡胶块经皮带称量后直接通过密炼机进料口进入混炼室内进行塑炼，达到给定的功率和时间就自动排胶，在开放式出片机或者辊筒机头螺杆挤出机连续出胶片，然后胶片被喷涂隔离剂、挂片风冷、成片折叠、定重切割、停放待用。生胶从塑炼到胶片切割的全过程实现机械化、连续化、微机控制。如密炼机转子速度为60r/min，天然橡胶塑炼容量为195-210公斤，排胶温度为165-170C，塑炼时间为4分钟左右。二、胶料的混炼子午线轮胎的胶料，为获得良好的分散性，不少配合剂在混炼之前，有的做成膏状、有的搅拌分散于微量的类如干燥的白炭黑、碳酸盖中、有的做成母胶等等。轮胎胶料的生产工艺大部分是两端混炼，钢丝帘线胶料大多是三段混炼。轮胎工业使用的混炼设备是密炼机系统。1混炼周期的控制方法胶料混炼周期有时间、温度和能量消耗-功率积分等控制方法。单一的时间因素的传统控制方法已属落后而将被淘汰。一般使用的是以温度控制为主、辅以参考时间的方法。现在已发展到以混炼能量为主、温度控制为辅的方法了。混炼能量控制混炼过程方法的优点是可以缩小批量胶料之间的质量差异，提高混炼胶质量的均一性能。2胶料的分段混炼轮胎胶料的第一段混炼通常制成含有软化剂的炭黑母胶。第一段混炼方法有顺序混炼和逆法混炼两种。顺序混炼工艺就是在密炼机混炼过程中先加生胶后加其它配合剂的加料顺序，通常是生胶+小料+1/2炭黑+软化剂+1/2炭黑排胶。逆法混炼工艺就是先加配合剂最后加生胶的加料顺序，如炭黑-软化剂-小料-生胶-排胶，也有把软化剂最后加入的。制造母胶的第一段混炼采用270立升、60r/min的密炼机，混炼时间为2分钟，排胶温度在165C以下。 第二段混炼工艺是母胶+促进剂、硫磺-排胶。终炼采用270立升、30r/min的密炼机，混炼时间为2.5分钟。由于排胶温度可控制在100C以下，保证了胶料加工的安全性。3钢丝帘线胶料的混炼钢丝帘线胶料的胶质硬、炭黑量多、粘合剂分散性差，一般采用三段混炼方法。制造炭黑母胶如采用30r/min的密炼机，混炼时间为4.5分钟，排胶温度为145C左右。 终炼阶段如加促进剂和硫化剂时，如有不溶性硫磺配合时，则要特别注意混炼室内的胶料温度，其一般控制在90-95C之间，最高不得超过100C。终炼采用的是低速密炼机，如270立升密炼机的转子转速，有的选用15r/min，有的选用20r/min，终炼周期为2.5-3分钟。Banbury公司推荐用较高的38 C等水温作密炼机的冷却循环水，能弥补季节性、冷设备开车等温度差异所引起的胶料品质的均一程度。此外，还有缩短密炼时间、减少耗水量、节省能量等优点。为了混炼类如钢丝帘线这类硬胶料，密炼机上顶栓对混炼室中胶料的单位压力，选用设备时不要低于550KPa。在正常情况下，上顶栓应该能上下浮动，浮动距离以50mm左右为佳。4混炼胶料的质量检测混炼胶料的质量检测项目主要有可塑度、硬度、比重和硫化仪曲线。硫化曲线是硫化仪利用转矩量对温度下的胶料之间的变化绘制的曲线，每种胶料配方都有其特定的硫化曲线，用此标准曲线检验每批混炼料的质量情况。三、密炼机组密炼机是塑炼或混炼橡胶的加工装备。上辅机组是指粉状、液状、颗粒状等原材料为储存、称量、输送后投入密炼机所需的装置。下辅机组是指密炼机排出的胶料经出片直到叠片切割等一系列的装置。现代化的轮胎工厂的炼胶系统，是以密炼机为中心，并与上辅机组和下辅机组联结成一条完整的炼胶生产线。1上辅机组（1）炭黑系统 炭黑经槽车或拆包后在密闭状态下用风压送到各个炭黑储罐或分格大储罐。大储罐中炭黑分别被风送到各种品种的炭黑日料斗，风送炭黑有13-18m/s高压快速和4m/s低压低速两种方法。现在发展低压低速方法，其优点是湿法颗粒炭黑在风送过道中的破碎率为10-20%，大大低于前者的20-30%.日料斗内的不同品种炭黑按照加料次序依次投入悬挂秤称量，然后投入密炼机混炼室。（2）液体软化剂系统 软化剂从加温储罐中经泵送入中间保温罐后备用。液体软化剂以重量法或溶剂法用压力直接注射进密炼机混炼室中与胶料进行充分混炼，一般而言用重量法比较准确。（3）小量原料配量系统。各种原料分别存放在依次排列的储斗内，用低熔点聚乙烯包装袋包装、微处理机控制称量。2下辅机组下辅机组的排列大致有以下三种形式：（1）270立升密炼机后用两台660x2100mm压片机串联排列出片。（2）270立升密炼机后用一台660x2100mm压片机连续出片。（3）270立升密炼机后用一台辊筒机头螺杆挤出机连续出片。3密炼机密炼机全称叫做“密闭式炼胶机”，是在开炼机的基础上发展起来的。1820年发明开炼机以后，使橡胶工业发生了根本的转变，但由于开炼机存在许多缺点，比如劳动强度大，效率低，粉尘大等，严重影响人的身体健康，于是人们开始考虑能否把这一加工设备用一个罩子把它罩起来，就逐步发展成密炼机。因为它在密炼室里面工作，所以称作密闭式。由于开炼机工作是敞开的，故叫做开放式炼胶机。一般介绍均认为密炼机是Banbury在1916年发明的，实际最早是由西德W&P公司的一名商业工程师（英国人）根据该公司的原型机台设计的，由于其发展较快，产量也大应用较广，故人们一直认为Banbury密炼机是最早问世的。自从出现密炼机后，在混炼过程中显示了比开炼机具有的一系列优点，如混炼时间短，生产效率高，操作容易，较好地克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善劳动条件，减轻劳动强度等。由于它在很大程度上是凭经验发展起来的，因而在发展早期曾出现过认为塑炼效率低，不能用它来塑炼的说法，但已经为生产实践所否定。因此，密炼机的出现是炼胶机械的一项重要成果，至今仍然成为塑炼和混炼中的典型设备，并处于不断发展完善中。据国外资料统计，在橡胶工业中有88的胶料是由密炼机制造的，塑料、树脂行业亦广泛应用密炼机。现代密炼机发展的标志之一是高速、高压和高效能机台。通常将转子转速为20rpm的称为低速密炼机，3040rpm的称为中速密炼机，60rpm以上的称为高速密炼机。近年来，出现了转速达80rpm甚至更高的密炼机，亦有对工艺和效能有广泛适应性和处理手段的双速、三速、变速密炼机，也有转子速比可调节的密炼机。其操作时间大大缩短，从过去慢速机台的815min缩短至1.53.5min，甚至有的达11.5min（包括采用密炼法与补充混炼法配合的工艺过程等）。密炼机的结构也在不断发展。密炼机工作过程及整个机组的机械化、自动化水平也在不断提高，采用了程序控制，现在大型引进机台均采用计算机控制。总之，此种发展是在大大强化混炼过程，提高机台效能，减轻体力劳动和改善工作环境等。在这种剧烈的混炼过程中，当然会带来许多新问题，因此，对机械研究设计来说，从机台的捏炼系统、冷却系统、密封系统、加料及压料系统、卸料系统、传动系统、控制系统、主要零部件、材料到各种参数的技术决定以及理论，都需要相应的发展，以使机台性能优良，为生产过程提供可能的适应性和调节性。我国密炼机发展状况是：解放前是空白，解放后国产密炼机逐步发展起来了。我国第一个制造密炼机的厂家是大连橡塑机厂，首先仿苏生产了PC2 140/20L密炼机，现在改为250L、75/40L密炼机。然后上海等地逐步也生产这些机台，如250/20/40，75/30/60，75/35/70，以及50L密炼机。近年来又仿照F系列密炼机生产F080，F160，F270，均已出口。另外又给日本生产翻转式50L、70L密炼机。益阳橡机厂又从西德引进GK系列技术生产GK系列密炼机。F系列、GK系列是当前世界两大先进系列密炼机。国内橡胶大厂均有引进。我院一直在研究密炼机，销钉转子、销钉混炼室密炼机等。密炼机发展方向：“二大”、“二高”、“一低”，即大规格（大容量）、大功率，高速、高压，单位能耗低，主要问题：端面密封。1) 用途主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混炼。它是橡胶工厂主要炼胶设备之一。七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然发展较快，例如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼，但还是代替不了密炼机。新的现代工厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼方法也仍采用两段混炼法。2) 分类密炼机分类方法较多，主要有以下几种方法：(1)按转子端面形状不同（Rotor Section Form）本伯里型（Banbury）过去D型，现在F型（二棱、四棱）椭圆型转子密炼机 GKN 非啮合切线型GK型 GKE 啮合型 圆筒型（二棱、四棱） 过去叫做GKUK型圆筒型转子密炼机 肖氏（Francis shaw）、K型 三角型转子密炼机 相切型，切线型(2)按转子啮合与否（Intermeshing）啮合型，联锁型(3)按转子转速不同 （Rotor Speed）慢速 以XM250为例 20rpm 中速 以XM250为例 3050rpm高速 以XM250为例 60rpm转速与其它机械相比，纯属低速范围，但对炼胶作业来讲却是高速了，因炼胶要消耗大量能量，产生大量热量，这两点都限制转速范围。单速(4)按转子转速变化与否 双速 转子具有两个速度变速 普通型 四棱、两棱(5)按转子外表面结构来分 销钉型转子 特殊型 螺旋型 普通型(6)按混炼室结构来分 特殊型 销钉密炼室 翻转密炼室 大容量（规格）密炼机370L(7)以密炼机的容量来分 中容量80270L 试验用密炼机在10L以下 小容量1050L 异步转子(8)按转子速比 同步转子3) 生产厂家(1) 国外目前世界各国生产密炼机的厂家较多，产量较大，但具有竞争能力的仍是以下三家：a.美国 Farrel Birminghan Co. 法勒尔伯明翰公司 D型和F型为其首创；b. 西德 Werner&Pfleiderer Co.（简称W&P公司）维尔纳普弗莱德瑞尔公司，GK-UK和GKN/GKE系列为其首创；c. 英国 Francis Shaw Co. 弗兰西斯肖公司，K型属于首创此外还有日本的Kobe Steel 神户制钢所研制的BB型、D型、F型；意大利伯米尼Pomini公司；西班牙的Guix Co.魁克斯公司的挑担式GK和F结合；苏联布尔什维克厂PC型、椭圆型；意大利依科未里奥公司Comerio Ercole SPA，MA型密炼机为其独创，1936年生产并取得专利。(2) 国内解放前我国不能自己生产密炼机，当时国内橡胶厂也没有使用密炼机的，橡胶作业完全靠开炼机。解放后，五十年代我国从苏联、捷克等社会主义国家进口了一批中型密炼机（11#）,此后我国橡机制造厂逐步走向自主设计制造阶段。目前，国内不少厂家生产各类型密炼机，并有部分出口。大连橡塑机械厂：最早生产国产密炼机的厂家，引进苏联图纸。目前国内橡胶厂大部分都是采用的该厂产品，1986年已仿制出F270L密炼机。益阳橡机厂：是60年代我国新建的大型橡机厂，也生产了不少密炼机。最近从西德引进GK型密炼机制造技术，1987年已生产出GK270密炼机。上海橡机厂（原茶陵机器厂）：是生产中型密炼机的工厂，其产品质量好。上海橡机二厂：生产中小型密炼机西亚机器厂： 中小 其特点是用行星减速机天津 机厂： 中小 天津电工机械厂： 中小 桂林 机厂： 中小 此外还有不少塑料机械厂、轻工机械厂生产密炼机。4) 规格与技术特征(1) 规格：过去采用混炼室的工作容量和主动转子转速表示。 现在采用混炼室的总容量/主动转子的转速表示。 国产密炼机的规格表示法：XM-250/20 XM-75/3570 美Banbury密炼机，过去D型：3D,9D,11D,27D 现在F型：F40,F120,F270,F620 西德WP密炼机，过去：GK-UK,GK-50UK ,GK-160UK 现在：GK-N, GK-90N,GK-270NGK-E ,GK-90E,GK-270E 英Franis Shaw密炼机：K0 K1 K2 K5 K6 K7 K2A K4 K8 K10 1.8 5.3 18.8 132 189 351 45.5 84 475 915 苏联布尔什维克 250-20，250-30，250-40(2)技术特征混炼室总容量分 容量，工作容量的区别a.电机功率 随转子转速不同而异 转速提高一倍电机功率增加14倍b.转速 小规格转速高，大规格转速低，以便胶料能经受同样的剪切速率与剪切应力c. 冷却 消耗量很大5) 基本结构(1) 整体结构组成：密炼机的结构，一般是由六个部分五个系统组成的，六个部分指的是：a.混炼部分mixing section（包括转子rotor、混炼室mixing chamber、密封装置dust stop、转子轴向调正装置、轴承bear） b.加料部分 Feed module sectionc.压料部分Pressure ram section 不加压胶吃不进d.卸料部分 Discharge sectione.传动装置部分Drive section 耗电1.7e-30KW相当100W灯泡300个 传动比大电机上千转，转子几十转，转子20rpm I=75五个系统：f.加热冷却系统 Heatingcooling system g.气压系统 Compressed air sestem h.液压系统 Hydraulie system i.电控系统 Elestric controller (system) j.润滑系统 Lubrication每个部分组成及作用a. 混炼部分混炼部分主要有转子、混炼室、密封装置等组成，从图上可以看出，主要有上、下机壳 6、4，上、下混炼室7、5，转子8，密封装置（图上看不见）等组成，下机壳4用细栓固定在机座1上，上机壳6与下机壳4用细栓紧固在一起。上、下机壳内分别固定有上下混炼室7和5，上、下混炼是带有夹套（新型密炼机采用钻孔冷雀，不必带有夹套）可通入冷却水（当用于炼胶时 现在新型的迷恋机通入恒温水）或通入蒸汽（当用于炼塑料时）进行冷却或加热，转子两端用双列圆锥滚子轴承安装在上、下机壳中，两转子通过安装在其颈部的速比齿轮的带动，在环形的混炼室内做不同转速的相对回转，上、下密炼室内表面及转子工作部分的突棱及全部椭圆行外表面均堆焊硬质合金，提高硬度，以增加使用寿命。为了防止炼胶时粉料及胶料向外溢出，转子两端设有反螺纹与端面接触式自动密封装置（或其它各种形式密封）。密封装置的摩擦面用油泵强制诸如干油进行润滑（国内这一点较差）。干油泵由前转子带动，调节油泵摇杆的长度和油泵活塞的细钉，可调节油泵的供油量。这一部分是密炼机的核心部分，其主要作用是对胶料进行混合、剪切、捏炼。 b. 加料部分 它主要右加料室和斗形的加料口以及翻板门（加料门）11组成，加料门（翻板门）的开关由风缸带动，安装在混炼是的上机壳6上面，在加料口上方安有吸尘罩，使用单位可在吸尘罩上安置管道和抽风机，以便达到良好的吸尘效果。加料斗的后壁设有方形孔，根据操作需要可将方形孔盖板拿掉，安装辅助加料管道，一般安装碳黑管道，自动加入碳黑，在侧面右一小圆孔，以便安装自动注油管道。 这部分作用主要是用于加料和瞬间存料。c. 压料部分：它主要由上顶栓9和推动上顶栓做上、下往复运动的气缸14组成，各种物料从加料口加入后，关闭翻板门（加料门）由气缸14操纵上顶栓将物料压入混炼室中，并在炼胶过程中给物料一定的压力来加速炼胶过程。它的主要作用：给胶料一定的压力，加速炼胶过程，提高炼胶效果。如果不加压，胶料就吃不进去，等于开炼机一样，效率较低，加压后，使脚镣能较顺利进入转子之间进行混炼。上顶栓与物料接触的表面，堆焊耐磨合金，增加耐磨性，上顶栓内腔通冷却水冷却，新型现在没有。d. 卸料装置部分：主要由安装在混炼室下面的下顶栓3和下顶栓锁紧机构2所组成，下顶栓固定在旋转轴上，而旋转轴由安装在下机壳侧壁上的旋转油缸17带动，使下顶栓以摆动形式开闭。下顶栓锁紧机构2主要由一旋转轴和锁紧栓所组成。锁紧栓之摆动由往复式油缸16新驱动。在下顶栓上装有热电偶，用于测量胶料在炼胶过程中的温度。所以它的主要作用，就是在炼胶完毕后排除胶料，也就是卸料。下顶栓内可通冷却水冷却，下顶栓与物料接触的形表面可堆焊耐磨合金，增加其耐磨性。e. 传动装置部分；主要有电机22，弹性连轴节21，减速机20和齿形连轴节19等组成。安装在传动底座上，其作用传递动力，使转子克服工作阻力而转动，从而完成炼胶作业。f. 底座主要有机座而组成。有的分为主机底座和传动底座。其作用使供密炼机使用，在其上安装主机和传动系统的部件。g. 加热冷却系统作用：根据工艺要求，控制炼胶过程中胶料的温度主要由管道和分配器等组成，以便将冷却水或蒸汽通人混炼室、转子和上、下顶柱等的空腔内循环流动，以控制胶料的温度。从国外引进的密炼机加热冷却系统配有温控装置，采用恒温水加热冷却。采用恒温水主要优点表现在（1）消灭水露，减轻胶料打滑。因为在炼胶作业中要有放出大量的热，同时要保证一定的温度。当室温一高，混炼室中形成蒸汽，当室用冷却水冷却，就会形成水露，附在混炼室内壁上和转子表面上。这样就会降低胶料与金属表面摩擦系数，形成打滑，降低了炼胶效果。（2）保持恒定的橡胶的摩擦系数提高产品质量。橡胶的摩擦系数是随着金属温度变化的，温度越低，摩擦系数越小。在混炼作业中，突然加入冷却水，使橡胶接触的金属温度太低，就会在冷却的表面打滑。要实现良好的混炼和获得分散度较均匀的质量，必须使剪切应变能施加到混合物上，而只有胶料被夹着，不打滑才能实现，所以片面采用冷却水或冷却水温度较低对密炼室却是不利的。（3）采用恒温水，可以大大降低设备上的热应力，延长机体寿命。采用恒温水循环冷却后，可以发现（1）消灭“露水”，可缩短混炼周期50（2）峰值功率降低，能耗节省1020（3）减少冷却水消耗可达80（4）大大降低设备的热应力，延长机体寿命（5）改善混炼胶的分散度（6）增大填充系数（7）消除许多操作误差（8）保持每批胶料之间的均匀性（9）为配方人员提供控制参数的新方法国外引进密炼机全部采用温水循环冷却，常温控系统。国内正在研究，当前只有我院我们实验室研究，我们实验室已制造出十几，在全国各大橡胶厂使用，效果很好。同学们回厂后，如想要，可与我们取得联系。h. 液压系统主要由一个双联叶片油泵15，旋转油缸17，往复油缸16，管道和油箱等组成。它是卸料机构动力供给部分。用于控制下顶栓及下顶栓锁紧机构的开闭。i.气压系统主要有气缸14，活塞13，加料门的气缸，气阀，管道和压缩空气等组成。它是加料，压料机构的动力供给部分。用于控制上顶栓的升降，加压及翻板门的开闭。j.电控系统主要由控制箱，操作机台和各种电气仪表组成，它是整个机台的操作中心。k. 润滑系统主要由油泵，分油器和管道组成，目的是为了使各个转动部分（如旋转轴、轴承、密封装置的密封环摩擦面等）减少摩擦。增加使用寿命，向这些摩擦面注入润滑油。作用：向每个转动部位，注入润滑油，以致减少运动部件之间的摩擦，延长其使用寿命。第三节 胎面、胎侧制造 子午线轮胎的胎面和胎侧的半制品制造，不可能采用象斜交轮胎的胎面胎侧两个胶料部件在挤出机生产时制造成一个整体、在轮胎成型机上组合时一次贴合而成的生产工艺方法。由于采用高模量，小角度、高深度的带束层紧箍接近90胎体的结构原理，子午线轮胎就不能应用斜交轮胎缓冲帘布层在成型鼓上贴合、定型硫化时以改变帘布角度而张大径向直径的方法。这个带束层上面，其伸张到成品直径的范围值很小。但是，胎侧部件是在成型初期当成型工具呈鼓状时进行组合，并随胎坯的定型而较大幅度地径向均匀伸张。因此，子午线轮胎的胎冠和胎侧两个不制品胶料部件不论是采用两段成型还是一次法成型的生产工艺都必须分别制造。一、胎面、胎侧部件的各种胶料组成子午线轮胎的胎面、胎侧部件，都是分别由一种或几种不同性能要求的胶料组成。1胎面部件的胶料组成形式子午线轮胎带束层分布的一个重要的技术要求就是比较平坦的胎冠弧度基本趋向一致，同时要求保持轮胎胎肩部位内轮廓的合理性，因此大都采用胎肩填胶的办法。胎肩部位是由胎冠、胎冠基部、支撑部件和基部底胶层四种胶料按照设计人员的要求选择复合而成。（1）载重轮胎胎面大都用一种或两种胶料的复合方式比较普遍。（2）轻型载重轮胎胎面用一种或者两种胶料的复合方式，大多如图中的1，4所示。（3）轿车轮胎胎面有一种、两种或三种胶料的复合方式，其中以图中2所示的复合方式最多，也有的采用2和基部底胶层复合形式。2胎侧部件的胶料组成形式胎侧部件的几种胶料复合有：（1）无内胎轮胎的胎侧部件是由耐磨的胎圈密封胶层和胎侧胶层组成的。（2）白胎侧无内胎轮胎的胎侧部件，由耐磨的胎圈密封胶层、白胎侧和胎侧胶层三种胶料所组成。白胎侧是由成品外胎经磨去胎侧表面覆盖的一层薄薄的黑色胶料而呈现出来。（3）极少数的饿胎侧部件采取增用支撑胶层的整体胎侧的做法。二、胎面、胎侧部件的制造工艺胎面、胎侧两个半制品胶料部件，必须符合单位长度上每一个截面几何形状、一条胎的长度和相应的重量等施工要求，并且要将其控制在最小的公差范围内。因此，混炼胶的可塑度、热喂料的热炼工艺、挤出机的温度控制、压出的半制品胶料在自由状态下的收缩和冷却效果等等都是控制质量的重要因素。胎面部件有挤出机组、复合挤出机组和复合基部底胶层等制造工艺方法。胎侧部件有复合挤出机组制造工艺方法。胶料的挤出机喂料有热喂料和冷喂料两种方式，还有同时使用热喂料和冷喂料进行各自的半制品胶料后复合的方式。1胎面热喂料、冷喂料的胶片准备热喂料胶片：从存放架上取出的终炼胶片进入运输带经过滚刀横向切割成断连的长条胶条，进入破胶机的一端自行破胶、捏柔、包辊。胶料捏炼均匀后就从另一端运输带直接送入热炼机的一端自行进行翻料热炼，热炼胶料从另一端运输带连续送入胎面挤出机的喂料口里。整个热炼过程是连续操作系统。冷喂料胶片：冷喂料用胶片可以在密炼机组生产线上或另用设备按照冷喂料胶片宽度要求进行长条切割。有的用混合小片状胶片进入挤出机。2胎面、胎侧部件的制造工艺流程胎面、胎侧部件制造使用的挤出机的数量和排列方式要按该部件的胶料复合形式而定。两台挤出机的排列有对头、上下组立、前后分布、Y型组合等形式。两种不同配方的胶料经过各自挤出机后，分为从同一个口型板压出或在机外复合两种方式。胎面的基部底胶层采用3辊筒或4辊筒的压延机制造，胎侧部件的制造大多使用Y型挤出机。挤出成型是塑料成型加工的重要成型方法之一。大部分热塑性塑料和橡胶都能用此法进行加工。1) 挤出成型的特点与其它成型方法相比，挤出成型有下述特点：(1) 生产过程是连续的，因而其产品都是连续的；-可连续化生产(2) 生产效率高；一台200挤出机700kg/小时，德国500挤出机20t/小时；(3) 应用范围广，能生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中空制品等；(4) 投资少，收效快。(5) 结构简单，易操作。用挤出成型生产的产品广泛地应用于人民生活以及农业、建筑业、石油化工、机械制造、国防等工业部门。挤出成型在挤出机上进行，挤出机是塑料成型加工机械的重要机台之一。2) 挤出机的组成 挤出过程是这样进行的：将塑料加热，使之呈粘流状态，在加压的情况下，使之通过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体，然后通过冷却，使其具有一定几何形状和尺寸的塑料由粘流态变为高弹态，最后冷却定型为玻璃态，得到所需要的制品。（玻璃态-粘流态-高弹态-玻璃态） 为使成型过程得以进行，一台挤出机一般由下列各部分组成：(1)、主机 挤压系统：主要由料筒和螺杆组成。塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立的压力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。 传动系统：它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。加热冷却系统：其功用是通过对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。(2) 辅机 机头（口模、芯架等）：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。 定型装置：它的作用是将从机头中挤出的塑料的既定形状稳定下来并对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。 冷却装置：由定型装置出来的塑料在此得到充分的冷却，获得最终的形状和尺寸。 牵引装置：其作用为均匀地牵引制品。并对制品的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。 切割装置：其作用是将连续挤出的制品切成一定的长度或宽度。卷取装置：其作用是将软制品（薄膜、软管、单丝等）卷绕成卷。(3) 控制系统（检测和控制）挤出机的控制系统：它由各种电器、仪表和执行机构组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机的主机、辅机的拖动电机、驱动油泵、油（汽）缸和其它各种执行机构按所需的功率、速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机的温度、压力、流量，最终实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控制。我们一般称由以上各部分组成的挤出装置为挤出机组。3) 挤出机的分类挤出机的分类：随着挤出机用途的增加，出现了各种挤出机，分类方法很多。a. 按螺杆数目的多少，可以分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出机；b. 按可否排气，分为排气挤出机和非排气挤出机；c. 按螺杆的有无，可分为螺杆挤出机和无螺杆挤出机；d. 按螺杆在空间的位置，可分为卧式挤出机和立式挤出机。以上各种挤出机将在本章陆续予以介绍。最常用的是卧式单螺杆非排气挤出机，本章将以此为重点进行介绍。4) 单螺杆挤出机的主要参数 单螺杆挤出机的性能特征通常用以下几个主要技术参数表示： 螺杆直径：指螺杆外径，用D表示，单位毫米。(美国max750mm) 螺杆长径比：用 LD表示。其中L为螺杆的有效长度，即有螺纹部分的长度（工艺上将L定义为由加料口中心线到螺纹末端的长度），D为螺杆直径， 螺杆的转数范围：用n/min表示。 驱动电机功率：用N表示，单位千瓦。德国500-3600kw 600-5000kw 料筒加热段数：用B表示。 料筒加热功率：用E表示，单位千瓦。 挤出机生产率：用Q表示，单位公斤小时。 机器的中心高：用H表示，指螺杆中心线到地面的高度。单位毫米。机器的外形尺寸:长、宽、高。单位毫米。 第四节 胎体、带束层制造胎体、带束层制造在子午线轮胎制造的生产工艺中属于质量要求高、设备紧密庞大、投资多的一个重要工序。子午线轮胎骨架材料的胎体、带束层的制造质量，可以直接影响到轮胎成品的使用质量。假如胎体帘线排列不匀，将能造成轮胎爆破；复胶质量不好，将会使轮胎早期脱层，失去翻胎价值；而翻胎次数则是对轮胎使用质量的一种评价。胎体、带束层的制造是将胶料与骨架材料同时一起通过压延或压出的方法复合而成的。覆胶帘布的质量要求是：帘线密度均匀、排列整齐，线隙间排满胶料，帘线结构中渗进部分胶料，帘布上、下两面覆胶胶片厚度均匀，覆胶帘布表面平整。 胎体、带束层制造主要使用压延机。但是，轻型载重轮胎、轿车轮胎的钢丝带束层已广泛使用挤出机的压出方法制造，也有少数轮胎厂用此法来制造载重轮胎的钢丝胎体层。压出法制造的覆胶钢丝帘布质量好，投资省。覆胶钢丝帘布制造有热压延和冷压延两种方法，覆胶纤维帘布制造只有热压延一种方法。此外，有的用钢丝或纤维帘线缠绕法制造覆胶帘布来研究和试制轮胎。一、胎体、带束层部件的制造工艺纤维帘布和钢丝帘布的覆胶制造工艺分别叙述如下：1纤维帘布的覆胶压延工艺流程纤维帘布的覆胶压延工艺使用的 压延机组合形式有：a、 一台三辊压延机进行帘布正、反面各一次覆胶压延。b、 两台三辊压延机串联进行帘布正、反面一次覆胶压延。c、 一台四辊压延机进行帘布正、反面同时覆胶压延。纤维帘布分有纬线和无纬线两种织物。无纬帘布与有纬帘布在压延生产线的不同之处在于要增配帘线线盘架和帘线的浸渍、干燥等装置。由于增配的装备比较复杂庞大，调换帘布品种麻烦，且要有一定的管理水平等原因，因此一般规模的轮胎厂广泛使用有纬线的纤维帘布。典型的纤维帘布四辊压延机的覆胶压延工艺流程见图7-10。该流程主要分导开、接头、储布、夹持、张力调节、烘燥、压延、张力调节、冷却、夹持、储布、卷取等工序。压延机辊筒的线速度最高可达100m/min，但正常使用时一般都在60-70m/min。（1）导开、接头。帘布导开架配两组，每组都有一台制动电机，电气控制帘布的导开张力。帘布的卷与卷的联接是用150mm宽的平板硫化机高温快速硫化胶条的接头方法。（2）储布架。储布架储布量约为120m长，储布张力大小用液压调节。（3）夹持、张力调节、烘燥。夹持辊组是由5个与帘布形成大包角排列的辊筒组成，使帘布在夹持辊组内不打滑并在进入压延机前的区段内产生张力。帘布张力根据帘布品种的工艺要求用液压调节。烘燥辊是由10个蒸汽加热的700mm辊筒组成，靠烘燥帘布带动而转动。尼龙、聚酯帘布的烘燥温度为110-120C，人造丝帘布为150-160 C。（4）四辊压延机 一般为700x1800mm四辊S型或Z型压延机。辊筒速比为1:1.5:1.5:1，纤维帘布覆胶的辊筒表面温度：1、4辊筒为85-90 C，2、3号辊筒为80-85 C。堆积胶温度不得高于95 C。为了保证覆胶胶片厚度的均一性，压延机辊筒有辊交叉和预弯曲装置等机构。现普遍采用激光装置测厚、扫描、反馈进而自动调整辊筒间隙。（5）张力调节、冷却、夹持、储面、卷取。张力调节辊要求用液压方法调整好帘布张力，冷辊筒组对覆胶帘布进行进行充分冷却。夹持辊组由5个辊筒组成，使压延后的胶布保持规定的张力；储布量约为60m长。双卷取装置张力由各自的电动机控制，垫布能够自动横向窜动，使其布边卷取齐整。2钢丝帘布的覆胶压延工艺流程钢丝帘布的覆胶热压延生产采用四辊压延机，覆胶冷压延生产采用两辊压延机。钢丝帘布有无纬线和有纬线两种，绝大多数轮胎厂使用无纬钢丝帘布和覆胶热压延工艺生产方法。四辊压延机覆胶热压延流程 压延机辊筒的组合排列以双位两辊和S型或Z型者为好。钢丝帘布覆胶热压延生产线的生产速度最高可达到40m/min，但是实用速度有的认为以12-20m/min为佳。（1） 钢丝帘布覆胶四辊压延机压延的典型工艺流程如图所示。钢丝帘线从线盘房内线盘架上通过钢丝帘线制动控制、张力测量、导向、接头、整经、压延、测厚、张紧控制、冷却、牵引、储布、牵引、传送、截断、卷取等生产工序而制成覆胶钢丝帘布。线盘房内有两组相邻排列、可以横向移动的线盘架，一组线盘架用于生产、另一组备用。每组线盘架约有720个线盘。接头机系加热平板，将前一个线盘的钢丝帘布的末端和刚换上的线盘的钢丝帘线的开端相互间隔并列排齐在磁板上，然后放在接头模具里的锡条撒谎功能，热板相压后，溶锡就把钢丝端头焊接好。这种平接头可以顺利地通过压延机的辊隙和保持各根钢丝帘线的张力。接头在覆胶钢丝帘布卷取前才被切割掉。钢丝帘线在进入压延机前，可把帘线加热到与覆胶胶料基本上相同的温度，从而使胶料容易挤压在钢丝帘布上甚至可以进入到帘布的丝隙中，也可在整经辊的前面安装红外线加热器。压延机压延1m宽度的覆胶钢丝帘布，用两张钢丝帘布拼接做成的钢丝胎体，就可以满足24.5in轮辋的载重轮胎。因此通常选用600x1500mm规格的压延机。压延机辊筒在生产运转中的表面温度在75-80C，辊筒表面还装有胶片测厚装置。储布器有液压预负荷装置，最大储布能力约1分钟的生产量，帘布张力最高可达3000N。储布器之后装有液压和光电管控制的定中心装置。牵引组合装有4象直流电机，在电机和旋转卷取之间能够产生准确的卷取张力。牵引装置和双位旋转卷取机之间有一只控制横向裁断机的长度计数器，双位旋转卷取机配有垫布导开装置、扩张辊筒和边缘控制设备。覆胶钢丝帘布用凹凸花纹面的塑料垫布衬垫，被吊挂在运转链上缓慢运行一段时间后再平放待用。为让空气进入从而较易撕离胶布，垫布面采用凹凸花纹，吊挂运转是为避免覆胶钢丝帘布在热状态下自身过重而容易产生下垂变形等缺陷。（2）两辊压延机覆胶冷压延工艺流程。钢丝帘布上面和下面的胶片分别先在三辊压延机上制备成卷，然后在两辊压延机上借助辊筒压力把胶片挤压在钢丝帘布的上、下面上和帘线的线隙之间制成覆胶钢丝帘布。也可将二组三辊压延机各自制备的胶片，经冷却辊冷却后连续导入两辊压延机与钢丝帘布一起通过辊筒间隙制成覆胶钢丝帘布。此种制造方法要比上一种方法好，胶片表面新鲜，钢丝帘布覆胶厚度比较均一，但是设备多，投资要大。钢丝帘布覆胶冷压延生产线由于钢丝帘线不易与冷胶片挤压定型，因此它的最高生产速度约在20m/min左右，要比热压延法低，实用生产速度一般在10-15m/min。两辊压延机的辊筒通常是在冷的状态下工作，较大的辊筒表面对钢丝帘布和胶料在辊筒间隙间会有较好的挤压作用，因此一般选用较大的辊筒直径。钢丝帘线在线盘房内从线盘架上通过制动控制装置分别引出，经导向眼孔后排列整齐，由槽纹整经辊将钢丝帘线按经密规定进入两辊压延机。上、下冷胶片分别由胶片卷导出架导出，在控制浮动辊的作用下保持恒定张力进入两辊压延机的辊筒间隙中，挤压在钢丝帘布的上、下面和线隙之间。覆胶钢丝帘布的两侧残余胶边经圆盘到修边装置修边后上卷回用。覆胶钢丝帘布在100m到150m长度范围内卷取和横向截断。钢丝帘线经槽纹整经辊排列后，首先要在压延机下辊筒上的冷胶片中定位，接着上辊筒的冷胶片在辊筒间隙间完成贴胶。正常覆胶压力为2500N/cm2.卷取胶片的塑料薄膜垫布随着胶片一起经过辊筒间隙，以防止胶料粘结在辊筒的表面上。钢丝帘布由双位旋转卷取机卷取，一面的塑料薄膜垫布从胶布上脱开卷取，另一面的薄膜则作为垫布与胶布一起卷取，按照规定长度由锯齿型剪刀把钢丝帘布横向裁断。3钢丝帘布的覆胶压出工艺流程钢丝帘布的覆胶压出工艺主要是；将成排的钢丝帘线通过挤出机的E型机头，并在机头内同时与挤出机压出的胶料按工艺条件在钢丝通过挤出机的E形机头，并在机头内同时与挤出机压出的胶料按工艺条件在钢丝帘布的上、下两面进行覆胶。这种方法能使钢丝帘布获得良好的覆胶质量。钢丝帘布覆胶压出法生产线比压延法生产线要简单得多，占地少，投资省。但是，当前压出的钢丝帘布只能提供150mm的宽度.压出法覆胶目前主要用在制造轻型载重轮胎和轿车轮胎的钢丝带束层上。钢丝帘布覆胶压出法的典型工艺流程如图所示。钢丝帘线在线盘房内从线盘架上通过自重控制、导向、排列、整经、压出覆胶、测厚、牵引、冷却、储布、送布、接头、裁断、包布、接头、裁断、包布端胶片、卷取等生产工序。线盘房内有两组线盘架，一组在用，另一组备用。每组线盘架分左右两面，共144个线盘。钢丝帘线的最大经密为9.5根/cm,最大粗度为1.8mm。挤出机为90E型机头冷喂料挤出机或销钉式冷喂料挤出机，双层10mm厚90mm宽的胶片连续喂料，5个直径406.4mm冷却辊进行前面整个工序的钢丝帘布的牵引和覆胶后的冷却。覆胶钢