特種輪胎生產工藝 輪胎生產工藝條件
輪胎廠的各個車間分別為:原材料庫、密煉車間、部件車間、成型車間、硫化車間、成品庫。
本公司生產工藝流程可分為:
一、煉膠。按照配方設計的需要,對采購進入公司的各種原材料、輔助材料進行檢驗,驗 ? ??結果符合標準后,投入生產。煉膠是指按照施工條件把天然膠和各種材料按照配比 ? ? 投入密煉機進行混煉的過程。混煉膠經過冷卻后,進行檢驗,檢驗合格后允許流入半 ? ? 成品制造工序。
二、裁斷、成型。裁斷是指使用上工序簾布大卷按照施工標準裁成需要形狀的過程,其產品有胎體、帶束層。成型是指使用半成品部件在成型機上按照施工標準進行裝配,組裝成合格胎胚的過程。
三、硫化。把成型車間生產的胎胚裝入模具中進行共交聯的過程,硫化后成品輪胎生產結束。
四、檢驗。成品胎生產結束后,本著對質量負責、對客戶負責的思想,在交付客戶以前,要對輪胎進行100%的外觀檢驗和X光透視檢驗;同時按照規定比例進行動平衡、不圓度檢驗,?全部檢驗合格后交付用戶。輪胎制造工藝流程是什么?
輪胎生產工藝主要分為6大工序:煉膠工藝、壓出工藝、壓延工藝、半制品制作工藝、成型工藝、硫化工藝。
煉膠工序是按工藝要求向密煉機內以正確順序和數量加入各種物料,并達到一定的溫度、壓力,時間。完成終煉膠的各項測試確認達到各項物理性能要求后成為合格膠料進入壓出。
壓延工序將膠料加工成不同尺寸和形狀的半制品,壓出壓延的半制品再經過預復合、鋼絲簾布裁斷、胎圈成型等進一步加工后進入成型工序,成型工區將復合件、簾布、帶束層、包布等加工成生胎,生胎進入硫化工序后裝入硫化機用蒸汽高溫加熱硫化直到輪胎成熟進入最后檢測環節。
擴展資料
輪胎產業以橡膠為主要原料,以炭黑、骨架材料及橡膠助劑等為輔助進行加工生產,原料成本在輪胎生產總成本中所占比例較高,導致輪胎產業的整體的發展對橡膠、石油等資源有著高度依賴。在輪胎生產總成本中,原材料成本所占比例超過三分之二,高達69%。
而其他各項成本所占比例僅為31%。在原材料成本細分中,橡膠原料成本占輪胎生產總成本的50%,其中天然橡膠成本約占37%,合成橡膠成本約占13%,簾布、炭黑及鋼絲等原料成本約占輪胎總成本的19%。輪胎的生產工藝有哪些?
全自動化生產一直是輪胎制造業界追求的目標,也是全球輪胎工業發展的潮流。近些年來,輪胎生產工藝自動化已朝著兩個方向發展:現有傳統工藝的不斷完善和全新概念技術的開發應用。
從廣義上說,全新概念技術也就是反傳統的、革命性的技術。目前,已經在該領域嶄露頭角的有米其林C3M技術、大陸MMP技術、固特異IMPACT技術、三海CCC技術、普利司通ACTAS技術和倍耐力MIRS技術。
上述6種全新概念輪胎制造工藝技術,對傳統制造工藝技術的地位帶來了威脅和挑戰。對此,海外業內傳媒雖廣泛加以報道,但關鍵技術披露甚少。筆者現將收集到的信息加以整理和篩選,粗略勾勒出其中四種全新概念技術的大體輪廓。
一、基本情況
眾所周知,輪胎工業發展到如今已逾百年。走過上百年的歷程,傳統輪胎生產工藝至今已日臻完善,從膠料混煉、部件準備(壓延、壓出)、成型、硫化到成品質量檢驗,各個階段的自動化程度都非常高。任何事物在發展到一定歷史高度之后,再繼續往更高的目標邁進,其難度將非常大。這時,若能夠從另一個角度或換一種方法去思考和突破,則往往會有更好的效果和較大的收獲。全新概念輪胎制造工藝技術就是在這樣的背景下,遵循這樣的思路開發出來的。
與傳統的輪胎制造工藝技術相比,上述全新概念工藝技術普遍具有節省投資、設備占地面積少、生產效率高、降低成本的優勢,詳見表1。
表1 全新概念輪胎制造工藝技術經濟指標
二、米其林C3M技術
C3M的全稱為:Command+Control+CommunicationManufacture;建議譯為:指揮、控制、通訊及制造一體化系統。
C3M有如下5項技術要點:①連續低溫混煉;②直接壓出橡膠件;③成型鼓上編織/纏繞骨架層;④預硫化環狀胎面;⑤輪胎電熱硫化。
C3M的關鍵設備是特種編織機和擠出機。C3M技術通過以成型鼓為核心,合理配置特種編織機組和擠出機組而得以實現。特種編織機環繞成型鼓編織無接頭環形胎體簾布層和帶束層,并環繞成型鼓纏繞鋼絲得到鋼絲圈。擠出機組連續低溫(90℃以下)混煉膠料,壓出胎側、三角膠條以及其他橡膠件。
C3M的工藝特點是:部件既不經過冷卻/停放,也不需要再加工或預裝配,直接送到成型鼓上一次性完成輪胎成型。在成型過程中,成型鼓一直處于加熱狀態,胎胚在成型的同時被預硫化從而達到定型。
米其林于1982年開始研究C3M技術,1992年宣布研究成功,次年在總部所在地--克萊蒙費朗(Clermont-Ferrand)建第一間C3M廠,1998年底已發展到7間廠,見表2。
表2 :米其林C3M廠一覽表
三、大陸MMP技術
MMP的全稱為:Modular Manufacturing Process;建議譯為:積木式成型法。
眾所周知,傳統的輪胎生產工藝由四大工序組成:①塑/混煉;②壓延和壓出;③成型;④硫化。現有的輪胎廠,除部分通過購人成品混煉膠而省缺第一道工序外,大多數是上述四道工序全部齊備。
MMP打破傳統輪胎廠四大工序齊備的模式,將四大工序分割成兩大塊來操作。第一塊包括了傳統工藝的第一道工序(塑/混煉)、第二道工序(壓延和壓出)以及第三道工序的前半部分(胎體成型),第二塊包括了傳統工藝的第三道工序的后半部分(貼帶束層、上胎面)和第四道工序(硫化);執行第一塊生產任務的工廠被稱之為"平臺",執行第二塊生產任務的工廠被稱之為"衛星廠"。平臺負責生產輪胎基本構件并進行預裝配,衛星廠負責整體裝配并完成輪胎制造工藝最后硫化。通常,一個平臺可配置多間衛星廠,構成輻射網絡。
換言之,MMP技術的最大特點就是一種"基本構件生產廠+總裝廠"的新模式。平臺(基本構件生產廠)設在勞動力成本低的地區,降低生產成本;衛星廠(總裝廠)設在技術發達的地區或處于市場戰略位置的地區,一來保障產品質量,二來達到成品就地供貨的目的。
平臺產品(輪胎基本構件)實行標準化,也就是說同一規格,不同晶牌、不同系列的輪胎,除胎面、帶束層不同外,其余基本構件全部相同。從平臺下線的胎體已經過預硫化。視產品技術要求不同,貼帶束層也可在平臺上完成。
MMP的最初構想為大陸公司采購與戰略資源部經理Bernadatte Hausmanr提出,1993年底獲立項,1996年6月首間全規格MMP示范廠在德國投產,1997年初MMP技術通過大陸公司董事會評審,至此拉開了全球范圍應用的帷幕。輪胎是怎樣制造出來的?
如今,全世界的汽車保有量大約為5~6億輛,每輛車都離不開輪胎。此外,天空飛行的飛機也不能沒有輪胎。僅在2000年全世界就生產了將近12億條輪胎。
1888年英國人鄧錄普發明了充氣輪胎,為交通運載工具帶來了巨大的生機。大家自然會聯想到,汽車輪胎內充滿壓縮空氣后,可比原先使用的實心輪胎強多了,汽車行駛速度大大加快,人們乘坐也舒適得多。
輪胎是一種復合材料,它的結構其實和自行車輪胎相似,是由多層纖維簾布增強的橡膠制成的外胎和充入空氣并保持良好密封性的內胎以及保護內胎免受磨損的墊帶組成。外胎是由簾布層、緩沖層、胎面膠、胎側膠和胎圈等部件組成的。從大的方面講,輪胎也可以說是由胎體、胎面和胎圈構成的。纖維簾線補強的胎體和建筑上采用的鋼筋混凝土是一個道理,只有這樣,才能承受更大的應力。現代化的轎車輪胎則幾乎都沒有內胎,僅僅在外胎的最里面有一層厚厚的氣密層,安裝時將外胎直接嚴密地固著在輪輞上。無內胎的輪胎安全性好,使用壽命長。
根據簾線排布方向的不同,輪胎可分為傳統的斜交胎和現代化的子午胎兩大類。前者有些像我們看到的“斜紋布”的紋路,后者則是按地球子午線形式排列的。子午胎是1948年法國人米其林發明的,這是輪胎發展史上的一次重大革新。子午胎由于結構上的優越,比斜交胎節油耐用,行駛過程生熱小,而且駕駛操縱性能好,更安全舒適,目前世界上子午胎已占到輪胎總產量的90%以上。
制造輪胎的關鍵設備是成型機。斜交輪胎在鼓式成型機上一次成型,而子午胎則一般采用兩段成型,第一段成型胎體并貼上胎側膠,第二段再貼上鋼絲帶束層和胎面膠。整個制造輪胎的過程可不簡單,要經過大大小小十幾道工序,采用編織機、煉膠機、密煉機、壓延機、擠出機等眾多橡膠加工設備,是一個費時費力的工藝。
在成型機組裝成的產品只是個胚胎,也叫“生胎”,還要通過加熱加壓硫化,再加以整修,才能制成最終的產品。輪胎小的只有3~5千克,大的則有上百千克,某些工程用的巨型胎更是龐然大物。輪胎飛轉固然是現代文明的一個標志,但上億條堆積的廢舊輪胎也給人類生存環境帶來麻煩和亟待解決的新課題。
輪胎制造工藝流程示意圖輪胎的生產流程是什么樣的?
1、密煉工序
密煉工序就是把碳黑、天然/合成橡膠、油、添加劑、促進劑等原材料混合到一起,在密煉機里進行加工,生產出“膠料”的過程。所有的原材料在進入密煉機以前,必須進行測試,被放行以后方可使用。密煉機每鍋料的重量大約為250公斤。
2、膠部件準備工序
膠部件準備工序包括6個主要工段。在這個工序里,將準備好組成輪胎的所有半成品膠部件,其中有的膠部件是經過初步組裝的。
3、輪胎成型工序
輪胎成型工序是把所有的半成品在成型機上組裝成生胎,這里的生胎是指沒經過硫化。生胎經過檢查后,運送到硫化工序。
4、硫化工序
生胎被裝到硫化機上,在模具里經過適當的時間以及適宜的條件,從而硫化成成品輪胎。硫化完的輪胎即具備了成品輪胎的外觀—圖案以及胎面花紋。現在,輪胎將被送到最終檢驗區域了。
5、最終檢驗工序
在這個區域里,輪胎首先要經過目視外觀檢查,然后是均勻性檢測,均勻性檢測是通過“均勻性實驗機”來完成的。均勻性實驗機主要測量徑向力波動情況的。均勻性檢測完之后要做動平衡測試,動平衡測試是在“動平衡實驗機”上完成的。最后輪胎要經過X-光檢測,然后運送到成品庫以備發貨
6、輪胎測試
在設計新的輪胎規格過程中,大量的輪胎測試就是必須的,這樣才能確保輪胎性能達到政府以及配套廠的要求。輪胎生產工藝
輪胎制造工藝
1:米其林C3M技術
Command+Control+CommunicationManufacture,建議譯為:指揮、控制、通訊及制造一體化系統。
C3M有如下5項技術要點:①連續低溫混煉;②直接壓出橡膠件;③成型鼓上編織/纏繞骨架層;④預硫化環狀胎面;⑤輪胎電熱硫化。
C3M的關鍵設備是特種編織機和擠出機。C3M技術通過以成型鼓為核心,合理配置特種編織機組和擠出機組而得以實現。特種編織機環繞成型鼓編織無接頭環形胎體簾布層和帶束層,并環繞成型鼓纏繞鋼絲得到鋼絲圈。擠出機組連續低溫(90℃以下)混煉膠料,壓出胎側、三角膠條以及其他橡膠件。
2:大陸MMP技術
MMP的全稱為:Modular Manufacturing Process;建議譯為:積木式成型法。
傳統的輪胎生產工藝由四大工序組成:①塑/混煉;②壓延和壓出;③成型;④硫化。現有的輪胎廠,除部分通過購人成品混煉膠而省缺第一道工序外,大多數是上述四道工序全部齊備。
MMP打破傳統輪胎廠四大工序齊備的模式,將四大工序分割成兩大塊來操作。第一塊包括了傳統工藝的第一道工序(塑/混煉)、第二道工序(壓延和壓出)以及第三道工序的前半部分(胎體成型),第二塊包括了傳統工藝的第三道工序的后半部分(貼帶束層、上胎面)和第四道工序(硫化);執行第一塊生產任務的工廠被稱之為“平臺”,執行第二塊生產任務的工廠被稱之為“衛星廠”。平臺負責生產輪胎基本構件并進行預裝配,衛星廠負責整體裝配并完成輪胎制造工藝最后硫化。通常,一個平臺可配置多間衛星廠,構成輻射網絡。
3:固特異的夏hOPACT技術
Integrated Manufacturing Precision Assembly Cellular Technology;建議譯為:集成加工精密成型單元技術。
IMPACT有四大要素(又稱四大單元):①熱成型機(Hot Former);②改進控制技術,提高生產效率;③自動化材料輸送;④單元式制造。上述四要素既可以單獨使用,也可以組合起來使用,而且無論是某個要素還是整個系統與現有的輪胎工藝流程都能夠緊密結合成一體。IMPACT不會像其他新一代輪胎制造系統那樣與現用系統不兼容。
4:倍耐力MIRS技術
MIRS的全稱為:Modular Integrated Robotized System;建議譯為:積木式集成自動化系統。
MIRS的精髓是:以成型鼓為中心,組織生產;多組擠出機配合遙控機械手,實現從膠料擠出到成型鼓直接成型;用胎胚氣密層代替膠囊進行硫化。
MIRS只有3道工序:①預制;②成型;③硫化。預制工序有多臺擠出機,每臺擠出機配備規格為1×1.5m的卷取軸架,上掛鋼絲或浸漬簾線輥筒;架上的多股鋼絲或簾線進入擠出機的直角機頭,與膠料一同擠出,得到補強膠條,供下游工序使用。成型工序有3組共8臺擠出機和3對遙控機械手,分成三工位操作。成型鼓為可折疊式,中空,鼓身由8塊厚20mm鋁板制成,上有小孔使鼓面與鼓腔連通。成型鼓經預熱進入第一工位,并繞軸旋轉;擠出機將膠料擠出到成型鼓上,機械手反復輥壓膠料,擠出空氣,使膠料緊貼鼓面,得到氣密層;由于鼓面是熱的,膠料被預硫化。接著成型鼓進入第二工位,第二對機械手將預制工序生產的各種補強膠條纏繞在成型鼓上,同時第二組擠出機將膠料擠出到成型鼓上,機械手和擠出機交叉操作,逐步形成胎體簾布層、胎圈等。然后成型鼓進入第三工位,第三對機械手貼預制帶束層,擠出機組將隔離膠、胎側膠、胎面膠直接擠出到成型鼓上,經壓實、整形得到完整胎胚。胎胚連同成型鼓一起進入硫化工序,硫化機裝在六工位圓盤運輸帶的立柱上。第一對機械手將未取下成型鼓的胎胚裝入硫化機,合模,往成型鼓腔內通人高壓氮氣,氮氣通過鼓壁的通氣孔逸出到鼓面,使胎胚脹大,從而脫離鼓面并緊貼硫化模內壁,這樣已經預硫化的胎胚氣密層實際上起到膠囊的作用。和普通硫化一樣,模腔內通人蒸氣。經15分硫化后,圓盤運輸帶到達第六工位,第二對機械手開模,將輪胎連同成型鼓一起取出,折疊成型鼓,得到成品輪胎。成型鼓經拼裝后送回第二道工序循環使用。至此完成一個生產周期。
5: 鄧祿普的數碼輪胎技術
(Digital Rolling Simulation)
所謂的數碼輪胎模擬技術是指在超級計算機中,通過模擬轉動輪胎模型,實現各種不同的模擬實驗技術。 主要由輪胎花紋噪音模擬,空氣壓力變動模擬,鋼絲外力吸收模擬,橡膠配方模擬,磨耗能量分布模擬,實車行駛模擬,氣體穿透模擬,輪胎泥濘路面模擬,路面環境模擬等技術構成,數碼旋轉模擬較好的解決了高速轉動中的輪胎無法收集輪胎接地面數據的弊端,縮短了輪胎設計生產周期。
輪胎專業術語
氣壓(Air Pressure):輪胎內部的空氣每平方英寸向外的壓力,單位是“磅/平方英寸”(PSI)或者氣壓的公制單位“千帕”(kPa)。 四輪定位(Alignment):調整車輛上的所有車輪,令其處于相對路面和彼此最佳的方向,四輪定位不良會造成輪胎異常磨損縮短輪胎的使用壽命。 全季候輪胎 (All-season tyres)在雨雪天氣下提供較好的牽引力平衡,并具有良好的胎面花紋壽命、舒適度及寧靜性的輪胎。為了獲得冬季冰雪路面最大的安全保障,建議使用冬季輪胎 水飄現象 | Aquaplaning 一種極為危險的狀況,輪胎前方產生的積水令輪胎失去與路面的接觸。這時,車輛將在水面上打滑,完全失去控制。這種現象又稱為“水漂現象”(hydroplaning)。 高寬比 | Aspect Ratio 輪胎的胎側高度與其橫截面寬度之比。 非對稱胎面花紋設計 | Asymmetrical Tread Design (AD) 胎面兩側使用不同的花紋,可以增強和優化干濕地操控性能。輪胎內側的胎面花紋帶有更多橫向溝槽,便于排水;而其外側胎肩則具有比較大的花紋塊,以獲得出色的操控性。
輪胎規格的識別方式
一般輪胎規格可描述為:
[胎寬mm]/[胎厚與胎寬的百分比] R[輪轂直徑(英寸)] [載重系數][速度標識]或者[胎寬mm]/[胎厚與胎寬的百分比][速度標識] R[輪轂直徑(英寸)][載重系數]
例如輪胎:195/65 R14 88H 或者 195/65H R15 88
可以解釋為:
胎寬-----------------------195mm
胎厚與胎寬的百分比為-------65% 即胎厚=126.75, 126.75/195*100=65(%)
輪轂直徑-------------------15英寸
載重系數-------------------88
速度系數-------------------H
特別要指出的是高寬比,其含義是輪胎胎壁高度占胎寬的百分比,現代轎車的輪胎高寬比多的50至70之間,數值越小,輪胎形狀越扁平。隨著車速的提高,為了降低轎車的重心和軸心,輪胎的直徑不斷縮小。為了保證有足夠的承載能力,改善行駛的穩定性和抓地力,輪胎和輪圈的寬度只得不斷加大。因此,輪胎的截面形狀由原來的近似圓形向扁平化的橢圓形發展。
一般來說,[胎寬]/[胎厚與胎寬的百分比] R[輪轂直徑(英寸)]了解對更換適合你的車的輪胎有幫助.了解輪胎的[載重系數][速度系標志]對行車安全有幫助。
生產流程
工序一:密煉工序
密煉工序就是把碳黑、天然/合成橡膠、油、添加劑、促進劑等原材料混合到一起,在密煉機里進行加工,生產出“膠料”的過程。所有的原材料在進入密煉機以前,必須進行測試,被放行以后方可使用。密煉機每鍋料的重量大約為250公斤。輪胎里每一種膠部件所使用的膠料都是特定性能的。膠料的成分取決于輪胎使用性能的要求。同時,膠料成分的變化還取決于配套廠家以及市場的需求,這些需求主要來自于牽引力、駕駛性能、路面情況以及輪胎自身的要求。所有的膠料在進入下一工序—膠部件準備工序之前,都要進行測試,被放行以后方可進入下一工序。
工序二:膠部件準備工序
膠部件準備工序包括6個主要工段。在這個工序里,將準備好組成輪胎的所有半成品膠部件,其中有的膠部件是經過初步組裝的。這6個工段分別為:
工段一:擠出
膠料喂進擠出機頭,從而擠出不同的半成品膠部件:胎面、胎側/子口和三角膠條。
工段二:壓延
原材料簾線穿過壓延機并且簾線的兩面都掛上一層較薄的膠料,最后的成品稱為“簾布”。原材料簾線主要為尼龍和聚酯兩種。
工段三:胎圈成型
胎圈是由許多根鋼絲掛膠以后纏繞而成的。用于胎圈的這種膠料是有特殊性能的,當硫化完以后,膠料和鋼絲能夠緊密的貼合到一起。
工段四:簾布裁斷
在這個工序里,簾布將被裁斷成適用的寬度并接好接頭。簾布的寬度和角度的變化主要取決于輪胎的規格以及輪胎結構設計的要求。
工段五:貼三角膠條
在這個工序里,擠出機擠出的三角膠條將被手工貼合到胎圈上。三角膠條在輪胎的操作性能方面起著重要的作用。
工段六:帶束層成型
這個工序是生產帶束層的。在錠子間里,許多根鋼絲通過穿線板出來,再和膠料同時穿過口型板使鋼絲兩面掛膠。掛膠后帶束層被裁斷成規定的角度和寬度。寬度和角度大小取決于輪胎規格以及結構設計的要求。
所有的膠部件都將被運送到“輪胎成型”工序,備輪胎成型使用。
工序三:輪胎成型工序
輪胎成型工序是把所有的半成品在成型機上組裝成生胎,這里的生胎是指沒經過硫化。生胎經過檢查后,運送到硫化工序。
工序四:硫化工序
生胎被裝到硫化機上,在模具里經過適當的時間以及適宜的條件,從而硫化成成品輪胎。硫化完的輪胎即具備了成品輪胎的外觀—圖案/字體以及胎面花紋。現在,輪胎將被送到最終檢驗區域了。
工序五:最終檢驗工序
在這個區域里,輪胎首先要經過目視外觀檢查,然后是均勻性檢測,均勻性檢測是通過“均勻性實驗機”來完成的。均勻性實驗機主要測量徑向力,側向力,錐力以及波動情況的。均勻性檢測完之后要做動平衡測試,動平衡測試是在“動平衡實驗機”上完成的。最后輪胎要經過X-光檢測,然后運送到成品庫以備發貨
工序六:輪胎測試
在設計新的輪胎規格過程中,大量的輪胎測試就是必須的,這樣才能確保輪胎性能達到政府以及配套廠的要求。
當輪胎被正式投入生產之后,我們仍將繼續做輪胎測試來監控輪胎的質量,這些測試與放行新胎時所做的測試是相同的。用于測試輪胎的機器是“里程實驗”,通常做的實驗有高速實驗和耐久實驗。
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