子午胎生产工艺技术

1、第一章子午线轮胎生产工艺技术综述第一节子午线轮胎发展简史及现状轮胎按结构分为斜交轮胎和子午线轮胎。子午线轮胎有:(1全钢子午线轮胎(载重胎;(2半钢子午线轮胎(轿车胎;(3全纤维子午线轮胎(部分低速或拖拉机胎。子午线轮胎是这样的轮胎:胎体帘线排列方向象地球子午线一样,以轮轴为中心,从一个胎圈到另一个胎圈,径向排列。与胎冠中心线呈90°,胎体上有一条多层帘线相互交叉排列,与胎冠中心线呈很小的角度,强力很高,伸张很小的环状带束层箍紧胎体的轮胎。一.子午胎发展简史及现状1.发展简史子午线轮胎自1913年两位英国人提出结构设想至今,其发展历史已有90多年了。子午线轮胎尽管在1913年就有了发

2、明专利权,但直到1948年才由法国米其林公司首先研制成子午线轮胎。子午线轮胎一经问世,由于它具有比传统的斜交轮胎滚动阻力小,生热低,高速耐磨寿命长,安全舒适等无比的优越性,很快受到了各汽车公司和用户的欢迎,故子午线轮胎发展很快,并成为斜交胎更新换代的产品。现在,先进国家的轮胎子午胎,轿车胎达到100%,载重胎达到80%以上。我国在20世纪60年代开始研究全钢子午线轮胎,并试产出全钢子午线轮胎,但直到20世纪80年代,仍未形成大批量生产高质量全钢子午线轮胎的技术水平,质量和产量远不如美国,日本和西欧国家。直到20世纪80年代到90年代初,我国的轮胎公司开始陆续从国外引进全钢子午线轮胎的生产技术和

3、设备,主要是引进了意大利皮里利公司(现称为倍耐力的生产技术。.其间,国内的技术专业人员对引进的全钢子午胎生产工艺技术经过10多年的消化吸收,破解了全钢子午胎生产技术和管理的关键要素。. 使国内组织全钢子午胎生产设备的调试和产品试制,生产的能力和水平接近于世界先进水平.。二.我国全钢子午胎发展的三个重要标志标志一:以1999年青岛黄海轮胎公司对河南焦作轮胎公司成功地进行了第一家全钢子午胎生产技术的转让和技术服务.在短时间内就实现了高质量的规模生产。标志二:山东原胶南华青轮胎公司(现为双星华清轮胎公司在没有从事全钢子午胎技术人员的情况下,采用聘用全钢子午胎技术人员和操作技师的措施,从2000年7月

4、筹划建设全钢子午胎项目,到2001年10月仅仅用了十四个月,就建成并快速形成大批量生产.实现了民营轮胎企业快速建成全钢子午胎项目的”神话”,对民营轮胎企业建设和发展全钢子午胎项目提供了很好的经验,由此带动了民营轮胎企业的全钢子午胎的项目的建设和发展.从2002年到2006年6月,先后有十多家民营轮胎公司很快地建成了全钢子午胎项目并进行规模生产。青岛高校软控公司在进行多家全钢子午胎技术软件转让和技术服务中形成了特有的一种技术服务模式,即:1.项目自设计筹划建设至调试的一条龙服务模式。2.在技术理论和实际技术操作快速培训操作人员的模式。3.遵照技术原则,结合具体设备的性能,实现好,快,省地调试设备

5、工艺的模式。三.目前国内全钢子午胎的现状.1.产量和生产能力到2006年6月,国内已有三十多家轮胎公司生产全钢子午线轮胎(山东省就有20家其大多数轮胎公司是采用的是0度带束层结构的全钢子午胎的工艺技术。.2005年全国的全钢子午胎的产量近3000万条。其中出口800多万条。生产能力超过了3000万条.预计2006年全国的全钢子午胎的产量超过3500万条,生产能力超过4000万条。2.全钢子午胎的技术水平目前,无论是0度带束层结构还是四层带束层结构的全钢子午胎的技术水平接近于世界先进水平。3.设备调试技术水平近几年.新上的全钢子午胎项目的轮胎公司,在调试生产设备尤其是调试国产设备的技术水平,实践

6、充分证明国内的技术人员技术水平不低于外国专家的水平。第二节子午线轮胎的优越性子午线轮胎有九个方面的优越性:1.耐磨性好。2.滚动阻力小、节油。3.牵引力和刹车性能好。4.转弯能力大。5.噪音小。6.乘坐舒适性能好。7.使用寿命长。8.驱动力大。9.行驶稳定性好。第三节全钢子午线轮胎的基本结构一、全钢载重子午线轮胎定义:轮胎两胎圈间的钢丝帘线与胎面中心线成90°排列,胎体上由一条相邻的小角度高强力的钢丝帘布相互交叉,基本上不能伸张的环状带束层箍紧的空气轮胎,并且装配在载重车使用的轮胎。全钢载重子午线轮胎有内胎和无内胎两种。有内胎,如:9.00R20、12.00R20无内胎,如:11R2

7、2.5 285/80R22.5 二、全钢子午胎的断面和各部件名称:全钢子午胎分有内胎和无内胎两种形式,有内胎全钢子午胎除外胎外,还需配有内胎和垫带,无内胎全钢子午胎不需要配装内胎和垫带而直接装配在轮辋上。全钢载重子午胎 (0带束层结构断面图和各部件名称及具体位置见附图1和2。(有内胎、无内胎:1.有内胎全钢子午线轮胎 2.无内胎全钢子午线轮胎 第四节轮胎各部件的作用。1、胎面作用:(1保护带束层和胎体。(2具有耐磨,缓冲和抗冲击、防滑、驱动和制动等作用。2、胎肩作用:支撑作用。3、胎侧作用:保护胎体。4、子口部件(胎圈部件作用:把轮胎箍紧在轮辋上。5、胎体作用:(1承受轮胎的气压。(2支撑轮胎

8、的负荷。(3承受和缓冲外来的冲击力。6、带束层作用:(1是胎面与胎体的过渡区。(2缓和冲击力。第二章全钢子午线轮胎制造工艺特点及生产工序第一节全钢子午线轮胎制造工艺特点全钢子午线轮胎的制造工艺特点:1、各种胶料:质量完全符合技术要求的物理机械性能和工艺技术操作性能。且始终是均匀的。2、各种部件的尺寸符合技术规定的标准且始终是均匀的。3、骨架材料与胶料覆合的厚度是均一的且帘线密度也是均匀的。4、各种复合材料半成品的成型覆贴组合,定位准确且是均匀对称。5、各种半成品要做到在技术规定的时间内使用。6、各种半成品要做到无污染、无变形。7、胎胚在硫化过程中,装胎胚要定位准,严格执行硫化三要素。8、成品的

9、搬运、包装、仓储要满足全钢子午胎的要求。第二节全钢子午线轮胎生产工序及其生产部件名称全钢子午线轮胎主要制造工序及其生产部件名称:1、密炼工序混炼胶2、压出工序胎面、胎侧、垫胶、胎圈胶芯3、型胶压延工序薄胶片、内衬层(气密层4、钢丝压延工序胎体、带束层帘布、子口包布帘布5、0°带束层压出工序0°带束层6、多刀纵裁工序窄纤维胶帘布条和窄薄胶片条。7、胎圈缠绕成型工序胎圈和缠绕胎圈包布8、胶芯敷贴工序将胶芯敷贴在胎圈上9、15°钢丝帘布裁断工序带束层、子口包布10、90°钢丝帘布裁断工序胎体帘布11、成型工序胎胚12、硫化工序轮胎外胎成品13、质量检查100%

10、地进行外观和X光透视检查第三节全钢子午线轮胎主要半成品部件一条全钢子午线轮胎外胎的主要有以下半成品组成(从内向外1内衬.层1件2.胎体帘布1件3.胎圈(钢丝圈、窄的包布、填充胶或称芯胶2件4.钢丝子口包布2件5.带束层1件(四层带束层或3层带束层和2根缠绕两圈的0°带束层组合件6.垫胶(胶肩垫胶或称带束层垫胶2件7.胎侧2件8.胎面1件第三章子午胎主要生产工艺第一节配料和混炼胶制造工序一.全钢子午线轮胎外胎主要胶料全钢子午线轮胎外胎主要胶料有胎面胶,胎肩垫胶(带束层垫胶,带束层胶.胎体胶,胎侧胶,胎圈护胶(耐磨胶、气密层胶,胎圈钢丝包胶,胎圈上填充胶和下填充胶.见图3-1.胎面胶根据

11、外胎的纵向,横向花纹,混合花纹和越野花纹又有相应的不同配方的胶料。 图3-1 20”全钢丝子午线载重轮胎个部位胶料名称二.配料和混炼胶的主要工艺流程密炼机工作原理:工作时,密炼室内的两个转子以一定的转数比相对回转,加入的生胶和粉状配合剂,先落入两个相对转动的转子上部,在上顶栓(压砣压力及摩擦力的作用下,被带入两个转子间隙中而受到捏炼,由卸料门的突棱将胶料分开进入转子与密炼室壁间隙中,受到强烈的机械剪切裂解作用,而后被捏碎捏软的两股胶料再相汇于两个转子的上部又进入两个转子的间隙中,如此往复循环进行产生氧化断链,降低粘度,从而使生胶和粉状配合剂均匀地混合在一起。子午线轮胎胶料的配料和混炼胶的主要工

12、艺流程:生胶和配合剂的加工生胶和配合剂的称量密炼胶料压片冷却存放胶料快检。见图3-2图3-2生产工艺流程示意图: (a母炼胶混炼工艺流程图 (b 终炼胶混炼工艺流程图三.生胶,配合剂的加工与称量配料配合剂的加工和称量配料工序是橡胶制品生产的第一道工序。对橡胶制品所用的橡胶和配合剂进行准备加工,并按照技术配方规定称量配合的加工工艺过程,称为加工和称量配料工序。(一生胶、配合剂的加工生胶和一些品种的配合剂在称量配料前要进行必要的加工。.生胶和配合剂的加工方式通常有以下方式:1切块和粉碎将块状的生胶或粗粒状的配合剂,按一定的质量标准进行切块、粉碎或磨细,以增加与生胶的接触面积,便于配合剂均匀分散。同

13、时也便于称量和向密炼机内投料。.2加温干燥专设加温室或干燥器,以对生胶加温或对受潮的配合剂进行加热干燥,除去或减少配合剂中的水分及低挥发性杂质。配合剂中水分过大容易结团,在混炼时易压成大块凝聚物,不易分散均匀,且易造成成品硫化后出现气泡。3筛选利用各种筛网设备,对配合剂进行筛选,除去混夹在配合剂中的各种杂质。4熔化、过滤和蒸发脱水对于易熔化的固体和粘性液体软化剂,要进行加热熔化,通过筛网筛除杂质。液体软化剂进行加热一是为了除去水分。(二生胶.配合剂的称量配料生胶和配合剂经过加工后,需要按照配方规定的配合剂品种、规格、数量分别进行称量。配料的工艺操作对保证混炼胶的质量至关重要。配合剂的错配或漏配

14、、称量的不准都能造成混炼胶的不合格甚至废料。子午线轮胎的配合剂的称量多采用自动称量系统自动称量配料,有采用炭黑自动称量输送装置和化学药品自动秤组成的密炼机的上辅机进行的.也有只采用炭黑自动称量输送系统,而化学药品采用人工称量配料. 其工艺流程:小药炭黑、白炭黑、油料生胶硫黄促进剂自动称量人工称量四. 混炼工序:混炼也称为炼胶,该工序是将生胶与各种配合剂通过专用炼胶机均匀地混合成一体胶料的加工工艺过程。经过混炼加工制成的胶料称为混炼胶。混炼胶分为混炼母胶和终炼胶。终炼胶可用于下工序制造半成品使用。(一胶料混炼的目的和质量要求:1.胶料混炼的目的:1.1制备物理机械性能均匀一致,达到配方要求。1.

15、2改善胶料的加工工艺性能,满足后工序的加工要求。1.3降低成本,满足产品质量要求。1.4提高橡胶制品的使用性能。2.混炼胶的质量要求:2.1保证胶料各项快检指标的合格。2.2有良好的加工工艺性能。2.3保证成品具有良好的物理机械性能。混炼胶料质量对全钢子午线轮胎的各工序加工工艺质量和成品质量有着及其重要的作用.胶料混炼不均,门尼粘度过低或过高,焦烧或喷霜等均会使压延,压出,成型,硫化等工序不能正常进行,并影响成品的物理性能不稳定或使用质量。(二.胶料特点和混炼时对设备的要求1.全钢子午线轮胎胶料的特点。1.1品种多,质量要求高。1.2胶料具备较高定伸模量,胶料硬度,门尼粘度比较高,混炼时温升很

16、快。1.3炭黑用量大(50份以上,粘合剂等一些配合剂难以分散,对于一些难混炼的胶料则采用三段混炼。.鉴于胶料的上述特点,密炼机型号的选型显得尤为重要。若选用密炼机型号不合适,则难以实现混炼均匀一致的混炼胶。2.全钢子午线轮胎胶料混炼时对设备的要求:2.1提高转子扭矩,用以增加对胶料的压力。从而使各种配合剂能很快分散在橡胶中,增加在胶料分散均匀性。2.2提高上顶栓压力,压力应在0.7-0.8Mpa,以减少混炼时的滑移。2.3转子、混炼室侧壁及上下顶栓要具备高效、完善的冷却水系统。水压为0.3-0.4Mpa专门的制冷软化水循环使用。2.4混炼室的温度自动控制,排胶温度稳定均一。2.5转子具备多种传

17、动机构(单、双速、四速直流及两台电机双传动。2.6转子密封装置有良好的密封效果。密封圈使用寿命长且更换方便。2.7下顶栓(卸料门关闭时锁紧严密,动作迅速,以利于快速排料。打开时2.5秒,锁紧时3秒,要求停电时仍能启动一次。2.8控制系统:具备能量、温度、时间控制。大量的实践证明: 要实现混炼胶质量标准和均匀性,要做到:一是密炼机的型号及性能满足子午线轮胎胶料混炼的工艺要求且稳定运行;二是原材料质量符合技术标准且是稳定。否则就不会实现混炼胶的混炼质量始终是均匀一致的混炼胶。鉴于全钢子午胎胶料的特点和混炼时对设备的要求,因此密炼机型号的选型显得尤为重要。若选用密炼机型号不合适,则难以实现混炼均匀一

18、致的混炼料。没有质量均匀一致的混炼胶就绝对没有均匀一致的高质量的轮胎产品。(三密炼工序的设备密炼工序的设备是由密炼机为主机,配置上辅机,下辅机中央控制系统构成的胶料混炼生产线.见图3-3 图3-3 密炼生产线主要设备装置主要设备装置有:1.密闭式炼胶机.全钢子午线轮胎胶料混炼采用的密炼机主要有F和GK型.F型有F370和F270,GK型有GK400和GK255.密炼机主要由密炼室,上顶栓,加料和排料装置,风压液压装置,冷却装置,电动传动装置和电器控制系统等组成。2.上辅机上辅机是为密炼机配套的,是将粉状、液体、颗粒状、块状等原材料经储备、称量、输送投入到密炼机的装置。主要有炭黑、油料、生胶等原

19、材料的储存,称量,输送投料装置。还有小料自动称量配料装置和控制系统等。炭黑采用低速密闭气力输送方式,输送能力高,密封性能好,破碎率低。输送能力为4 t/h15 t/h。炭黑秤、胶料秤和油料秤的静态满量程精度为±1,动态满量程精度为±2。小料自动称量配料,称量系统的工位数从8工位到16工位,可按需制作,称量精度为满量程的1%,称量时间每袋小于40 S。1炭黑类: 在炭黑解包房自动解包后,在密闭的管道中用风压输送到各个大储藏罐中,而后在用风通过管道分别输送到车间内的各个品种的日储料罐中,根据混炼的加料顺序依次自动称量投入到密炼机混炼室内。2油类软化剂:油类软化剂由泵从加温罐输送

20、到中间保温罐中,以重量法或容积法加压输射到密炼机混炼室内。3粉药类: 各种粉药分别储放在各个品种的储料斗内,微机控制称量后放入低熔点的聚乙烯塑料袋中。3.下辅机下辅机主要有炼机混炼胶料压片机,浸泡隔离剂槽,风机冷却,叠片切割等一系列的装置。下辅机的作用是将密炼机混炼好胶料翻炼压片,打印标识,浸泡隔离剂,冷却,叠片切割。下辅机的胶料压片设备有两种设备类型。一种设备类型是由多台开炼机组成进行混炼胶料压片.见图3-4. 图3-4 下辅机两台开炼机压片示意1.密炼机2,3.开炼机 4.隔离剂槽和夹持运输带;5吹风冷却装置;6.折叠胶片采用开炼机压胶片的好处可进一步对混料胶进行补充加工,有利于提高混炼胶

21、的混炼均匀程度,尤其是在密炼机混炼工艺不均一,原材料(主要是生胶质量不均一的情况下,开炼机的补充加工是很有必要的.开炼机压胶片与双螺杆挤出机压胶片相比,一是设备占地面积大,二是人为操作的因素较多。三台开炼机的压胶片工艺流程是:1#开炼机 2#开炼机 3#开炼机-压片输送一压片输送-打印日期浸入隔离剂槽输送吹风冷却装置吹干冷却胶片叠放。四台开炼机的工艺摆布是呈菱形形式 密炼机下辅机的另外一种类型是采用压延辊筒机头双螺杆挤出机进行混炼胶压片。见图3-5 图3-5 下辅机双螺杆挤出压片机示意1.密炼机;2.压延辊筒机头双螺杆挤出机;3. 隔离剂槽和夹持运输带4.吹风冷却装置;5.折叠胶片双螺杆挤出压

22、片机将密炼机排出的胶料通过压延辊筒机头挤出压延成连续的胶片,送往胶片冷却装置。该设备具有进料口大、吃料快捷、胶温低、装机功率小及节能的特点。尤其是适合于作为快速密炼机的下辅机,便于实现连续自动化的生产。双螺杆挤出压片机的辊筒机头上配置了压力传感器,通过堆积胶产生压力变化的反馈,控制挤出机螺杆的转速和胶片冷却装置的运行速度,使生产线同步运行。挤出机接料槽内设有超声波料位器,用于检测料位高低,以控制挤出和出片的速度。双螺杆挤出压片机主要由双螺杆挤出机、两辊压延辊筒机头、接胶料斗、管路系统、辊筒传动装置、润滑系统及电气控制系统等组成。双螺杆挤出压片机安装在密炼机排料口的下方,密炼机的排料口与挤出压片

23、装置的进料口之间用胶料槽相连接。密炼机混炼好的胶料从排料口排出,通过料斗排落在双螺杆挤出压片机的两根螺杆之间,两根螺杆的相对旋转将混炼胶料向前推移压缩进压延辊筒机头压制成连续的胶片,送往胶片冷却装置进行冷却存放。压片机的螺杆工作时通水冷却,胶料通过挤出压片后的温度比在进料口时的温度低1520。全钢子午线轮胎的母炼胶密炼机的下辅机多采用此种设备类型.也有终炼胶采用此种设备类型。胶片冷却装置是由多台风机组成.其作用是吹干混炼胶片表面上的水分并冷却。4.中央控制系统:采用计算机对胶料配方,各种配合剂的输送称量等进行集中控制。(四密炼机混炼胶料生产工艺流程全钢子午线轮胎的胶料混炼采用分段混炼即两段和三

24、段混炼.如三段混炼的一.二段的混炼胶称为母炼胶,三段的混炼胶称为终炼胶。混炼采用顺式混炼方法即在密炼过程中,先加入生胶后加入炭黑及配合剂的加料顺序。密炼机混炼胶料生产工艺流程:提升上顶栓进料门打开加入生胶和配合剂关闭进料门上顶栓下落密炼提升上顶栓卸料门打开排下混炼胶。(五密炼机主要工艺条件密炼机主要工艺条件:1.装胶容量,即填充系数。装胶容量对混炼胶料质量有直接的影响。容量无论过大或过小,均不能使胶料在密炼机内得到充分的剪切和捏炼,易导致混炼不均匀,引起硫化胶物理机械性能的波动。装胶容量与胶料性质、设备等因素有关。一般装胶容量可根据密炼机的容量系数(即一次装胶容量与密炼室总容积之比来定,容量系

25、数一般为O.75左右。胶料门尼粘度小的,其流动性好,装胶容量系数可相应取大些。2.上顶栓压力在正常密炼过程中,上顶栓略有上下浮动。若上顶栓上下浮动过大,其一钟原因是上顶栓的压力过小,其第二钟原因是密炼的填充系数选择的过大。反之,若上顶栓不浮动,其原因一是可能上顶栓的压力过大,领一原因可能是密炼填充系数选择的过小。3.转子转速提高转子转速能加大胶料的切变速度,缩短胶料混炼周期,提高密炼机生产能力。目前,混炼子午线胶料密炼机的转子转速有40r/min和60r/min。转子转速的提高,密炼机冷却系统的效能必须加强。否则会使胶温过高,会影响胶料混炼的均匀程度和物理机械性。为了获得最好的混炼效果,要依据

26、胶料的特性确定适当的转子转速 .混炼母炼胶时,采用40r/min或60r/min较快的转子转速,这样可很快使胶料温度升高,使炭黑及其它配合剂易混入橡胶中,混炼终炼胶时,因加入了硫黄和促进剂,要采用15r/min或20r/min较慢的转子转速。4.加料顺序5.混炼时间混炼时间是指一个胶料从进料口投入始至由卸料口排胶止的整个混炼周期。混炼密炼机在混炼胶料过程中是用三种不同的基本参数规定和控制胶料的混炼周期的,即时间、温度和能量消耗一功率积分。通常选择以时间为准,因为时间较功率和温度能更好地测量。时钟比功率计和温度更为明确。当然,单单仅选择时间不能完全保证混炼工艺过程的准确和重现性;因此还需要因此还

27、需要用其他两个参数来进行控制;为此,无论母炼胶还是终炼胶混炼阶段;都要确定胶料混炼的时间和最小功率值,以便只有当达到这两项数值后才能进行下一阶段的加工。混炼胶温度可用作为排胶阶段的安全参数,有些情况下,因配合剂的活性对温度特别敏感,胶料最终温度是相同于甚至更重要于最终功率的参数密炼机生产或加工周期的控制系统中都具有能够显示,记录打印和统计混炼加工周期各项数据的功能。混炼时间对混炼胶的质量影响是较大的.混炼时间过短,配合剂分散不均匀,胶料门尼粘度不均匀.混炼时间过长,以使混炼胶产生“过炼”现象,使胶料的物理机械性能下降。6.混炼排胶温度7.冷却水温度及出水口温与进水口水温的温差密炼机的冷却水的温

28、度一般为22-24°C.冷却水出水口水温度与进水口水温度的温差一般是5-6°C。8.混炼胶的存放时间和存放温度对混炼后的胶料规定存放时间和存放温度的目的是为了有利于实现下一步加工的工艺效果.混炼后的胶料通常规定存放时间8-16小时,存放温度不高于40°C。混炼胶存放的温度和时间对二段混炼的混炼质量有着十分重要的意义。在较低温度下存放一定的时间,可使混炼胶中橡胶分子在混炼中产生的剩余应力重新定向,配合剂渗润胶料中.结合胶的含量逐渐增加,胶料变硬,这就使胶料在第二段混炼时再次受到激烈的机械剪切作用,从而将一段混炼未能混炼均匀的炭黑粒子搓开,提高了胶料的混炼均匀性,混炼

29、胶料断面光亮细致,门尼粘度降低。假若未有胶料的存放时间和存放温度,二段混炼也就得不到应有的混炼效果。(六混炼胶主要质量标准1.胶片表面有防粘剂,无杂物,无明显潮湿痕迹;2.胶料混炼均匀,无配合剂和化学药品颗粒状,无气泡;3.胶片厚度符合技术规定;4.胶料经快检符合技术标准。五.混炼料的快检混炼胶的质量好坏直接影响下工序的工艺性能和成品的最终质量,所以必须控制胶料的质量。胶料快检:对密炼机混炼制成的终炼胶随即取胶料试片在很短的时间内用专门的快检仪器进行流变仪、门尼粘度、门尼焦烧、硬度、比重等多项指标的检验,以此判断终炼胶的合格。子午线轮胎的混炼胶快检项目主要有:硬度、比重,流变仪曲线,门尼粘度,

30、焦烧时间;与钢丝粘合的胶料还有钢丝抽出力.硬度,比重和流变仪百分之百做检验,其它快检项目按30%或50%的比率做检验。快检检测设备和仪器:1.平板硫化机,用于硫化胶料快检试片。2.6炼胶机,用于炼压粘合胶料的试片。3. 流变仪,用于胶料流变性能的检验,即硫化曲线。4.门尼焦烧仪器,用于胶料粘度值和焦烧时间的检验。5.硬度仪器,用于胶料硬度的检验。6比重仪,用于胶料的比重的检验。7.电力拉力机,用于粘合胶料的钢丝抽出力的检验。第二节双复合压出工序 图3-7 双复合压出联动线1.热喂料挤出机;2.销钉式冷喂料挤出机;3复合挤出机头4.接取运输带;5.收缩辊道;6预称量秤;7.测宽装置;8输送带;9

31、两辊压延机;10.塑料垫布导开覆贴装置;11.上升斜坡输送带;12胶冷却装置13小的压出胶部件冷却装置;14吹水装置;15下坡输送带;16定长裁断装置;17卷取装置(4工位;18.分离输送辊道;19.单条称量秤;20接取输送辊道二.主要设备装置:双复合压出联动生产线主要设备装置有:1冷喂料挤出机和热喂料挤出机;2收缩辊道;3.预称量和打印标识装置;4.贴合胎侧、胶芯胶片装置;5.由冷喂料挤出机和胶片压延机组成的胎面底部胶片压延贴合装置;6.塑料垫布敷贴装置;7.喷淋或浸泡式冷却装置;8.定长裁断装置;9.热风吹干装置;10.称量装置;11.输送和接取装置;12.加热和冷却控制系统;13.操作控

32、制系统;14.供热喂料的粗炼、细炼、供胶的开炼机。(一挤出机常用的挤出机的规格有150mm(6英寸、200mm(8英寸,250mm(英寸 等。热喂料挤出机和冷喂料挤出机的主要区别是挤出机螺杆长径比L/D不同,热喂料挤出机L/D为3 8.冷喂料挤出机L/D可达817,相当于热喂料挤出机的两倍以上. 销钉式冷喂料挤出机采取在机筒的一定部位上安装数排销钉,每排分布有数个,相对应的螺旋部位开有环形槽,销钉直接插入这些环形槽中,胶料在销钉的作用下作横向运动、分流运动、旋转运动。机身内的胶料在螺杆的旋转挤压旋转一周,会受到一排多个销钉的分割和剪切,加速了在螺纹沟槽中的流动,加强了胶料的捏合和热塑化。由于销

33、钉的插入,混合、捏炼和塑化胶料的能力加强,在相同的挤出条件下,其长径比L/D比无销钉冷喂料挤出机可减小24,由于长径比变小,胶料在机身内时间缩短,挤出胶料的温度约降低10以上,同时因销钉插入胶料之中,可以将胶料由于剪切、捏合而产生的热量传递出来。由于胶料的出胶温度低,从而可以提高螺杆的工作转速。冷喂料挤出机不需将胶料进行热炼,可在常温下直接将胶料喂入挤出机内压出.具有占地面积小,减少人为的操作因素和工序质量稳定等优点,但对混炼胶的均匀程度要求比较高.现在也有采用双冷复合挤出机压出子午线轮胎的胶料部件的。例:如螺杆直径为200mm 的挤出机,压出半成品的宽度可达640680mm,螺杆直径为250

34、mm的挤出机,压出半成品宽度可达800850mm。双复合挤出机的排列形式主要有以下两种。1.两台挤出机上下排列,上面一台倾斜一定角度与下面一台挤出机在复合机头相连接见图3-8(a所示。 (a图3-8复合挤出机排列示意:(a两台上下排列的复合挤出机(b两台在同一平面上成角度排列的复合挤出机1一上挤出机;2一下挤出机,3,6一复合机头,4一左挤出机;5-右挤出机2.两台挤出机在同一平面上,左右成一定角度排列,与复合机头相连接,见图3-8(b所示。(二机头流道、预口型、终口型1机头流道机头在挤出机中起着承上启下的作用,其构造如何可影响压出胶料部件制品的几何尺寸和表面质量。挤出机的机头内要配以不同的流

35、道板、预口型、终口型(压出口型样板,方可挤压出所需要各种不同的胶料部件。机头是胶料挤出过程中将胶料由螺旋运动变为直线运动的关键部件,复合机头内采用镶嵌件流道块,此称为机头流道。机头流道可以解释为来自机筒的热胶料流向机头与口型方向的通道.机头流道呈流线型设计,其表面光洁度要好,减少胶料在在机头内流动方向阻力和避免产生逆流动,保持均匀畅通无死角堵塞,并最大限度地满足压出胶料部件在较高压出速度。机头流道形状的精确与否对压出胶料部件的精确度有极大的影响。为了使复合机头各流道达到最佳化,利用计算机辅助设计镶嵌件流道的断面形状,将流道的长度与宽度的对应关系式输入计算机中,使流道的平衡达到最佳。同时要保证机

36、械加工的高精度,使公差达到极小。机头流道还要做到与机头结构和预口型相配合。机头流道长,可使机头的阻力提高,使挤出系统的压力提高,从而使挤出胶料得到更充分的剪切和热塑化。同时塑化好了的胶料,经过较长流道与口型后,能获得充分的应力松弛过程,降低了挤出物的记忆效应,这对半成品的几何尺寸和表面光洁度都是有利的。但过长的机头流道,也会导致半成品挤出温度升高。2预口型压出部件的形状的控制,尤其是复合胶料的部件,主要由预口型的形状来决定的,最终的部件尺寸通过终口型(样板的约束而实现的。压出部件不同,其预口型也不同.按压出部件的种类分为胎侧预口型、垫胶预口型、填充胶预口型、单种胶料胎冠预口型和复合胎冠预口型五

37、类,特别是复合部件用的预口型,由于具体部件的尺寸的差异性,而具有多个预口型。各种类预口型见图3-9 胎侧预口型垫胶预口型图3-9 (a 图3-9 (b 胎面预口型(单种胶料胎面预口型(复合挤出图3-9 (c 图3-9(d 填充胶预口型图3-9 (e3终口型终口型通常称为压出口型,压出胶料部件的断面几何尺寸最终由压出口型决定.不同的压出胶料部件其压出口型也不同。见图3-10 图3-10(a垫胶终口型正面图 垫胶终口型背面图 图3-10(b垫胶终口型背面局部放大压出膨胀变形其本质是由于橡胶在加工生产中的弹性记忆所引起的。即在压出过程中,橡胶不仅发生不可逆的塑性变形,而且还发生可逆的弹性变形。由于存

38、在弹性变形,在流动停止时,使产生的弹性变形得以恢复,因而出现压出膨胀变形的现象。压出膨胀变形与生胶品种,胶料的含胶率,混炼胶的门尼粘度,压出部件的厚度大小,压出速度和挤出机的温度等因素有关。鉴于胶料压出存在压出膨胀变形,因此,压出口型几何尺寸不能采用胶料半成品的尺寸进行设计.要根据挤出机的结构、胶料的性质和工艺条件,参照和确定压出胶料部件各部位的压出膨胀变形系数,通过计算求得压出口型的曲线尺寸.压出膨胀变形系数计算公式如下:压出后半成品尺寸压出膨胀变形系数 = 压出口型尺寸压出变形系数是压出口型设计参考的主要依据。需要在实践中积累整理,以便作为新的压出口型设计的借鉴参考,压出口型样板设计时,其

39、几何尺寸宁小勿大,先提供压出口型样板图经过机械加工成压出口胚板,而后用锉刀进行进一步的加工修改.口型样板的靠近机头内腔一侧,要加工圆滑对称的倒角,口型样板的各部位要加工的光滑平整,这样可减少胶料压出时的阻力,同时也有利于压出半成品部件表面的平整.压出样板需进行反复负荷压出试验修改而成。(三开炼机压出机生产线通常配置四台开炼机,配置开炼机的作用是对胶料进行热炼。热喂料挤出机的胶料在喂入挤出机之前都需要对胶料进行热炼。胶料热炼的目的是:提高胶料的机械可塑性和热可塑性使胶料的温度接近挤出机或压延机的工艺操作温度,从而使胶料易于压出制造出表面光滑尺寸稳定均一的半成品。四台开炼机中两台进行胶料粗炼,一台

40、细炼,一台供胶。三.压出工艺流程简图及简述1.压出工艺流程简图:胶料粗炼细炼供胶热喂料挤出机机头内口型强制收缩预称量检查混炼胶片冷喂料挤出机胎侧,胶芯覆贴胶片一一一一一一一一垫胶一一一一一一一一一一一一一一一一冷却定长裁断热风吹干胎面打印标识覆贴胶片覆贴塑料垫布混炼胶片冷喂料压延胶片挤出机称量检查接取.2.工艺流程简述以压出复合胶料胎面为例:2.1 经粗炼细炼的胶料胶条喂入热喂料挤出机,与此同时将胶料喂入冷喂料挤出机;2.2 胎面通过机头的压出样板压出;2.3 通过收缩辊道强制收缩;2.4 单位米秤预称量检查;2.5 自动打印色标;2.6 与压延机压延的底部胶片覆贴;2.7 底部胶片面铺贴塑料

41、垫布;2.8 进入冷却水槽冷却;2.9 定长裁断;2.10 热风吹干;2.11 单条自动称量检查;2.12 接取存放。四.主要质量标准:1.无杂质、无气泡、无自硫胶、无喷霜;2.表面光滑无破边,无水分;3.断面几何尺寸和长度公差4.重量公差5.半成品部件内部密实6.胶片贴合定位公差、7.胶片贴合密实无气泡、无褶子,无破洞.无喷霜;8.胎面规格花纹、标识清晰。五.主要工艺条件1.环境温度:25±10;2.开炼机胶料热炼:2.1辊筒冷却水进口温度:22±2;2.2辊筒表面温度45-55通常前辊温比后辊温高52.3辊距;2.4供胶胶料温度;2.5供胶运输带速度比喂料辊筒的速度高5

42、% 3.1挤出机各部位温度的技术规定挤出机的各部位的工艺温度一般规定:机身:喂料段温度约为45一55,塑化段约为55一65;挤出段约为65一75;螺杆:为65一75;机头:为8090.挤出机的各部位温度的设定要根据不同的设备、不同的机头形式和胶料品种的区别及压出速度而有所变化。如在开始压出时,机头温度设定为90.当提高压出速度后,机头温度可为80,螺杆温度也可相应调低一些。3.2预口型和压出样板的预热温度90一100;3,3双复合挤出机的机头排胶温度不高于120,胎面底部薄胶片的冷喂料挤出机排胶温度不高于105;4.压出的胶料部件冷却后温度不得高于40。第三节钢丝胎圈制造工序通过专用设备将单根

43、钢丝或多根钢丝的表面覆胶并连续缠绕数圈制成具有一定断面形状的圆环形钢丝圈的加工工艺。生产的半成品是钢丝圈。钢丝圈的作用:1保证汽车功率的传递和无内胎轮胎的气密性;2.保证汽车操纵的稳定性;3.胎圈是承受汽车载荷的重要轮胎部件。胎圈构成:(1覆胶钢丝圈(2外缠纤维帘布条(3三角胶芯。钢丝缠绕包布是通过螺旋缠绕包布机将窄的胶帘布条完全缠绕包裹钢丝圈;有内胎的钢丝圈胶帘条布缠绕一次;无内胎的钢丝圈通常胶帘布条缠绕两次.钢丝圈缠绕胶帘布条的作用是更好的固定钢丝圈的形状,避免钢丝圈在成型或硫化变形。子午线轮胎钢丝圈的断面形状有矩形、U形,圆形和多角形等形状。多角形又有正六角形,扁六角形,斜六角形,斜七角

44、等形状。见图3-11 图3-11 (a 扁六角形钢丝圈 图 3-11(b斜六角形钢丝圈 图3-11(c 斜七角形钢丝圈半钢子午线轮胎轿车胎和轻型载重车胎采用矩形断面的钢丝圈,目前国内的全钢载重子午线轮胎主要采用用六角形断面的钢丝圈.为了使胎圈更好地配合不同形式外胎的轮廓,六角形钢丝圈又分为平底和15°斜底的形式。平底形式用于有内胎轮胎的设计。无内胎轮胎采用15°斜底形式的钢丝圈是为了保证胎圈与深槽轮辋之间有很好的着合面,提高胎圈与轮辋之间的密封程度,保证无内胎子午线轮胎内的气压。国外有的轮胎公司采用圆形钢丝圈。全钢子午胎胎圈制造工序包括以下工序:1.钢丝圈缠绕成型;2.包布

45、重缠;3.包布缠绕;4.胶芯敷贴生产工序。设备主要有:钢丝圈缠绕成型机,钢丝圈缠绕包布机和胶芯敷贴机。一,钢丝圈缠绕成型机矩形断面钢丝圈的制作是多根钢丝通过挤出机覆胶成钢丝带按层数缠绕。其有一次只缠绕一个钢丝圈的生产线,也有同时可缠绕两个或三个钢丝圈的的生产线。U形和六角形钢丝圈的的制作将单根钢丝通过挤出机覆胶按层数和每层钢丝根数,通过计算机程序控制,缠绕成具有一定断面形状的钢丝圈。(一单根缠绕钢丝圈生产线的主要设备装置有;1.放置钢丝盘的导开装置;2.钢丝预热装置;3.冷喂料挤出机;4.冷却牵引鼓;5.储存架;6.布线装置;7.缠绕成型装置;8.钢丝切断装置;9.操作控制系统等组成。钢丝圈联

46、动生产线主要设备装置见图3-12 图3-12钢丝圈联动生产线示意1缠绕成型装置;2储存架;3冷却牵引装置;4挤出机;5电加热装置;(二钢丝圈生产工艺流程:钢丝导开钢丝预热通过冷喂料机机头内的口型表面敷胶冷却在储存架中储存布线缠绕数圈成型为钢丝圈。二.胎圈制造工艺流程简述:钢丝圈包布机螺旋缠绕包布在胶芯敷贴机上敷贴胶芯平放在专用存放车上。三.主要质量标准1.钢丝表面覆胶均匀、无露铜;2.钢丝覆胶后的直径符合技术规定;3.钢丝排列整齐、无松散,形状符合技术规定;4.钢丝圈周长,宽度公差,厚度公差;5.钢丝圈的不圆度标准。四.主要工艺条件1.环境温度25±102.冷喂料挤出机的机身、机头、

47、螺杆温度符合技术上规定。第四节钢丝帘布压延工序多根钢丝帘线通过专门的压延设备,实现两面覆胶,制成为钢丝胶帘布的加工工艺。称为钢丝帘布压延工序。该工序是在子午线轮胎制造的整个生产工艺中,属于质量要求高、设备精密要求高求又是多人多机台操作运行的一个重要工序。全钢子午线轮胎成品的使用质量与其骨架材料的胎体、带束层的制造质量直接密切相关。胎体帘线排列不匀或帘线重叠,易造成轮胎在使用中爆破;钢丝帘线覆胶质量不好,会使轮胎早期脱层,失去使用和翻胎价值。覆胶帘布的质量要求是:帘线密度均匀一致、排列整齐、帘布表面平整,无并线乱线等,胶料要渗透良好,覆胶厚度均匀。该工序生产的半成品部件:胎体帘布大卷、带束层帘布

48、大卷、钢丝子口包布帘布大卷.一.设备主要装置:该工序主要由四辊钢丝帘布压延机为主组成的联动生产线.设备主要装置有:(一锭子房内有:1.配有帘线张力装置的锭子架;锭子架成V型排列为两排,每排锭子架的锭子总数量是640个,每排锭子架又分为左右两侧排,各为320个. 锭子排列形式上下纵向锭子数为5.左右横向锭子数为64。在钢丝帘线压延运行方向的锭子架的端头有上下纵向排列的小穿线板5排, 可排穿线64根即8×8。锭子架的钢丝帘线张力控制系统是钢丝帘布压延生产工艺中非常重要的装置,其张力是重要的工艺条件.锭子架的钢丝帘线张力大小和均匀直接影响到钢丝胶帘布的压延帘布的质量。各根帘线间的张力差,不

49、能大于100g,如果张力不符合技术要求或不均匀,易造成压延的钢丝帘布帘线排列间距发生变化和不平整。钢丝帘线的张力大小,要根据钢丝帘线的性能和压延钢丝帘布的帘线总根数进行适当调节,高伸张钢丝帘线张力略低于普通结构的钢丝帘线。钢丝帘线张力控制方法的形式有气动法张力控制,重锤法张力控制及磁性法张力控制(磁法和电磁反馈法。目前压延钢丝帘布的锭子架的锭子张力控制多为气动法张力控制.每组锭子架由一组风压调节表统一给定风压,其缺点是当风压不稳定时,引起张力的的波动。0度带束层的锭子架的张力控制多采用重锤法张力控制.重锤法张力控制装置重锤法的作用原理是钢丝帘线张力由悬挂的重锤产生,重量不变,则帘线张力不变。2

50、.残线收集装置;3.可横向移动的主排线板;见图3-13配置主排线板是为了使钢丝帘线能整齐地排列,避免钢丝帘线相互交叉缠绕。 图3-13 主排线板示意主排线板上有两排排线孔,每一排排线孔的数量与一排锭子架的锭子数量相一致,主排线板可根据压延左右排锭子架的钢丝帘线而相应进行右向或左向移动,移动位置的定位标准是一排排线孔的垂直中心线要与压延辊筒的轴向中心对中。4.帘线导向辊;5.温度、相对湿度控制装置。(二锭子房外有:1.帘线导向接头机;2.四辊钢丝帘布压延机;每一种规格的钢丝帘布要相应地配备一个有沟槽的整经辊和一个压力辊,整经辊和压力辊沟槽的深度,宽度及沟槽中心间距是根据所压延的钢丝帘布的帘线规格

51、和帘线排列密度确定.压力辊沟槽的深度比整经辊沟槽的深度要浅一些,一般为整经辊沟槽深度的50%左右。整经辊和压力辊是关系到压延的钢丝帘布的帘布排列密度是否符合技术要求的重要装置,其沟槽的尺寸的加工精度比较高,在生产的装卸过程中要做到轻拿轻放,避免磕碰损坏并放置生锈.若使用中出现磨损则要进行更换。2.2刺泡装置;2.3四辊压延辊筒;2.4测厚装置;2.5压延张力辊;2.6敷贴塑料垫布装置;2.7冷却装置;2.8储布装置;2.9定中心装置;2.10横向定长裁断装置;2.11双工位卷取装置;2.12带有金属探测装置的供胶运输带;2.13温控装置;2.14操作控制系统。3.胶料预热加工设备。加料预热加工

52、设备通常由两台粗炼、一台细炼、一台供胶的开炼机组成.也有由两台冷喂料挤出机及一台供胶机组成。二.压延工艺流程简图及简述1.压延工艺流程简图:胶料粗炼细炼供胶条钢丝帘线导开排列在整径辊上通过压力辊2#3#辊筒间隙两面覆胶覆贴塑料垫布冷却储布卷取。2.压延工艺流程简述:2.1将锭子房内挂在锭子架上的钢丝帘线导开依序排穿在小穿线板上;2.2依序排穿在在主排线板上;2.3通过导向辊引出锭子房;2.4钢丝帘线牵引接头;2.5排列在整经辊上和压力辊的槽内;2.6进入四压延辊筒的2#和3#的辊筒间隙两面同时敷胶;2.7测厚装置对钢丝帘布测厚;2.8钢丝帘布两面敷贴专用的塑料垫布;2.9经冷却辊筒冷却.2.1

53、0在储布装置中储布;2.11定中心装置定中心;2.12卷取成帘布大卷;2.13夹布辊裁断装置定长横向裁断;2.14 取卸帘布大卷。三.钢丝帘布的主要质量标准:1.无缺胶露线,无劈缝,无稀线,无叠线;2.表面无杂质、无胶片褶,无气泡,无自硫胶、无喷霜;3.钢丝帘布帘线密度均匀;4.钢丝帘布厚度公差和厚度不对称度要求;5.钢丝帘布卷取不偏歪值要求。四.钢丝压延主要工艺条件1.锭子房内:1.1锭子房温度始终高于室外环境温度2-3;相对湿度60%;1.2钢丝帘线进入锭子房内存放24小时以上方可开箱;1.3每根钢丝帘线的张力符合技术要求(张力:1.2-1.5kg、风压表: 0.04-0.042Mpa、根

54、与根之间的张力差:50g-100g2.四辊压延机压延.2.1各辊筒表面温度;2#3#辊筒辊温要比1#4#高5左右2.2压延辊筒速比:1#/2#和4#/3#为0。8/1.0,2#/3#为1.1/1.0;2.3钢丝帘布压延张力:高伸长的钢丝帘线:800±100kgf;2.3 2 #,3#压延辊筒间积胶直径标准;2.4冷却水出口温度:最低等于环境温度,最高不能超过40;2.5钢丝帘布储存架要有规律的进行对帘布的最小张力:100±20kgf;3开炼机胶料热炼:3.1辊筒冷却水进口温度:22±2,进水与出水的温度之差不高于6;3.2开炼机辊筒温度;3.3滚距;3.4开炼机上

55、的胶容量:3.5热炼的胶片温度:从细炼车供给供胶车胶片温度85±5;从供胶车供给压延机用的胶片温度:90±5。五.关于钢丝帘线(一几个基本概念1.单丝:不同直径的单根细钢丝称为单丝.2.股: 一根单丝或两根以上单丝组成称为股线。3.帘线:三根以上的单丝或两股以上的股线捻制而成的钢丝线绳称为钢丝帘线。4.外缠线:缠绕在钢丝帘线表面的单丝称为外缠线。见图3-14 图3-14 钢丝帘线结构示意1.单丝;2.股线;3.帘线;4.外缠丝(二钢丝帘线的结构表达式钢丝帘线规格结构的表示方法与其它骨架材料不同,它是用单丝直径、股数以及每股线中的数量和是否带外缠线等几个参数组成的符号来表示的,其表达式为:(NxFX D +(NxFx D +(NxFx D + Fx D 最内层 + 中间层 + 最外层 + 外缠线表达式中: N:股数;F:单丝数;D:单丝直径(三钢丝帘线命名的一般规则1、从最内层逐层向外数。2、各层之间用加号(+表示。3、加号是用来划分每一层的。4、当N或F=1时,可省掉格式中的N和F,则得到简写的命名。5、如果两层以上的直径相同,只