斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的配方设计.docx

常州工程职业技术学院课程名称：橡胶配方与设计 项目名称：斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的设计系 部：材料工程技术系班 级：高材1211（橡胶）姓 名： 刘峰学 号：2012110723 项目一斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的配方设计任务一 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料使用条件分析任务二 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料性能指标和检测项目确定任务三 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的配合剂选择任务四 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的配方设计实践任务五 实训报告撰写任务六 实训报告总结交流评价任务一 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料使用条件分析1.根据轮胎的用途、结构、规格、气压等因素进行综合分类1.按用途不同分类：汽车轮胎，工程机械轮胎，农业机械轮胎，航空轮胎，力车摩托车轮胎2.按结构不同分类：普通结构轮胎（斜交轮胎）和子午线轮胎3.按规格不同分类：巨型轮胎，大型轮胎，中型轮胎，小型轮胎4.按气压不同分类：固定气压轮胎和调压轮胎2.轮胎作为车辆滚动时力的承受者，其基本功能包括：承受汽车的全部负荷和传递，具有减震和缓冲的性能，操作稳定性好，具有抗滑湿性能，轮胎的安全性能好3.轮胎本身必要的使用性能包括：1.有一定的负荷能力及很好的缓冲能力；2.有一定的牵引能力及刹车能力；3.有一定的转弯能力及方向稳定性能力；4.有一定的耐磨性能及耐久性；5.有一定安全性及低滚动阻力。6.有一定的抗生热性能任务二 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料性能指标和检测项目确定表1 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料性能指标和试验项目项目性能指标对应的检测试验名称橡胶硫化特性硫化胶拉伸性能 压缩疲劳性能撕裂强度硬度测定成品轮胎物理性能老化耐磨性试验gb/t1232.1-2000gb/t528-1998gb/t1687-1993gb/t529-2008gb/t531.1-2008gb/t519-2003gb/t1689门尼胶烧试验橡胶力学性能试验压缩屈挠试验硫化胶撕裂强度测定邵尔硬度试验充气轮胎物理性能试验阿克隆磨耗试验任务三 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的配合剂选择 生胶体系胎面胶生胶体系是决定轮胎使用寿命的关键因素。br的耐磨性能和低生热性能是通用橡胶中最好的，但是随着温度的生高，其耐磨性能逐渐下降，并且在使用中后期易出现崩花掉块现象;sbr具有较好的抗压缩变形能力和抗刺扎性能，并且在较高温度下具有较好的耐磨性能；nr的综合性能良好，尤其是在炭黑用量较低的条件下仍能保持高拉伸强度，既可以降低生热，又可以保持胎面胶的耐磨性能不降低。 硫化体系促进剂nobs，硫磺硫化是一种迟效高速硫化促进剂，起始硫化很慢，但后效优良。硫化时易分散，硫化后的产品不喷雾、色变小，可用于轮胎、内胎、胶鞋、胶带等胶料。 填充体系氧化锌和硬脂酸的混合加强了橡胶的硬化度。氧化锌也是汽车轮胎的重要添加剂。除了硫化作用，氧化锌能大大提高橡胶的热传导性能，从而有助于轮胎的散热，保证行车安全。氧化锌添加剂同时也阻止了霉菌生物或紫外线对橡胶的侵蚀。 软化体系芳烃油，与橡胶相容性好，不易喷出制品表面；适合作深色橡胶制品，对胶料的物理性能有一定提高。 防护体系斜交轮胎采用防老剂4010na，防老剂rd,防护蜡，几种防护剂配合防老、屈挠效果优良，价格低廉。任务四 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的配方设计实践表2 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的配方拟定原材料组分质量份用途nr30生胶体系br40生胶体系sbr30生胶体系氧化锌4填充体系硬脂酸3填充体系防老剂4010na1防护体系防护蜡1防护体系炭黑58补强体系芳烃油6软化体系促进剂nobs1硫化体系硫磺1.35硫化体系防老剂rd1防护体系表3 橡胶密度计算原材料名称基本配方(mi)密度i(g/cm3)vi(mi/i)nr300.9132.97br400.9044.44sbr301.0428.85氧化锌45.600.71硬脂酸30.853.53防老剂4010na11.160.86防老剂rd11.080.93炭黑581.8032.22芳烃油60.857.06促进剂nobs11.350.74硫磺1.352.100.64表4 配方成本计算序号原材料名称配比（mi)单价（pi）（元/kg）mi pi密度（i）vi(mi/i)1nr3015.627.30.9132.972br4014.3360.9044.443sbr3011.831.21.0428.854氧化锌42522.45.600.715硬脂酸392.550.853.536防老剂4010na118.61.161.160.867防老剂rd113.21.081.080.938炭黑586.6104.41.8032.229芳烃油65.45.10.857.0610促进剂nobs124.51.351.350.7411硫磺1.354.32.8352.100.64 配比*单价总和：1.998元胶料密度为：1.14g/ml单位质量胶料成本为：11.40元/kg单位体积胶料成本为：13.07元/l表5 拟定配方的成本计算序号原材料名称配比（mi)单价（pi）（元/kg）mi pi密度（i）vi(mi/i)1nr3015.627.30.9132.972br4014.3360.9044.443sbr3011.831.21.0428.854氧化锌42522.45.600.715硬脂酸392.550.853.536防老剂4010na118.61.161.160.867防老剂rd113.21.081.080.938炭黑586.6104.41.8032.229芳烃油65.45.10.857.0610促进剂nobs124.51.351.350.7411硫磺1.354.32.8352.100.6412合计175.35235.375152.9513配方含胶率57.0%14胶料密度1.14g/ml15单位质量胶料成本11.40元/kg16单位体积胶料成本13.07元/l根据配方配料、混炼（操作步骤）1.开动机器，检查设备运转是否正常2.将塑炼好的生胶沿滚筒的一侧放入开炼机辊缝中，采用捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续的包于前辊，在辊距上方留适量的堆积胶，经过2-3分钟的辊压、翻炼，形成光滑无隙的包辊胶3.每次加料后，待全部吃进去后，左右割刀各两次：氧化锌-硬脂酸-防老剂4010na-防老剂rd-炭黑-芳烃油-硫磺-促进剂nobs4.割断并取下胶料，将辊距调整到0.5mm，薄通5次，下片5.关机，清洗机台硫化工艺条件选择胶料用电热平板硫化机硫化:143/10mpa*t30.拉伸性能（步骤）1 .试样制备按gb/t 2567-1995第2章2.将试样编号，测量试样标距(图1中50士0.5段)内任意3处的宽度和厚度，取算术平均值。测量精度按gb/t 2567-1995第6章。3.夹持试样，使试样的中心轴线与上、下夹具的对准中心线一致，按规定速度均匀连续加载，直至破坏，读取破坏载荷值4.测定拉伸弹性模量时，在工作段内安装测量杏形的仪表，施加初载(约5%的破坏载荷)，检查和调整仪表。然后以一定间隔施加载荷，记录载荷和相应的变形值，至少分五级加载，施加载荷不宜超过破坏载荷的40 ，有自动记录装置时，可连续加载。5.测定破坏伸长率和应力一应变曲线时，应有自动记录载荷和变形的装置。6.若试样断在夹具内或圆弧处，此试祥作废，另取试样补充撕裂性能（步骤）1.试样制备按gb/t529-20082.进行相关参数设定（如方式、速度等）3.将试样夹于上下夹持器中一定深度且使其在平行的位置上充分的夹紧。当进行直角形或新月形试样试验时，将试样延轴向对准拉伸方向分别夹入夹持器一定深度，以保证在平行的位置上充分均匀的夹紧。4.将试样置于拉力试验机的夹持器上后，调整好拉力机，开动试验机，按规定的速度队试样进行拉伸，直至试样撕断，记录其最大力值。邵尔硬度测定（步骤）1.整理设备仪器、环境，准备相关工具。2.试验前检查硬度指针是否指于零点，并检查压针压于玻璃面上，是否指于100度，如不指零位和100度时，可轻微按动压针几次，如扔不指零位和100度时，则不能使用，如在安定荷架上使用时，可拨动手柄，使工作台上升，将定位销插入工作台下部小孔，调整工作台水平后使用，如仍不指100度时不可使用。3.将试样置于硬度中玻璃面上。用定负荷架辅助测定试样的硬度。在试样缓慢地受到1kgf负荷，立即度数。4.试样上的每一点只准测量一次硬度，点于点间距不少于6mm，点与边间距不少于12mm。5.每个试样的测量点不少于5个，取其中值为试验结果。6.如是手提式，把试样放置在坚固的平面上，拿住硬度计，压足中孔的压针距离试块边缘至少12mm，平稳地把压足压在试样上，不能有任何震动，并保持压足平行于试样表面，以使压针垂直地压入试样。所施加的力要刚好足以使压足和试样完全解触，除另有规定，必须在压足和试样完全接触后1s内读数，如果是其他间隔时间读数则必须说明。7.使用邵尔硬度计时，当a型硬度计测量超出90度时推荐用d型硬度计，当d型硬度计测量值低于20度时推荐用a型硬度计，a型硬度计示值低于10度时是不准确的，测量结果不能使用。8.试验结束后，清理现场并作好相关试验使用记录。阿克隆磨耗测定（步骤）1.检查设备仪器2.接电3.角度调节：松开锁紧螺帽，旋转角度调节手轮使指针指在所需的倾角，然后旋转锁紧螺母固定丝杆。4.装样：把粘好试样的胶轮固定在胶轮轴上，将砝码放置于砂轮支架上。5.预磨：接通电子计数器电源，打开电源开关，调节预置数按键至600后，按下启动按钮开始预磨，使胶轮按顺时针方向旋转，当计数到达预定值时，按下解除、清零键取下胶轮、用天平秤量准确至0.001g。6.磨耗:将预磨后的胶轮固定于胶轮轴上，调节预置数键至3416转后，再进行试验，试验完后取下试样，刷去胶屑，在1h内称量准确到0.001g。也可以将置数设为1708转，但结果需乘以2。7.试验结束后，关机，关电，打扫。表6 斜交轻型载重轮胎胎冠胶料的调整后配方原材料组分质量份nr50br35sbr15氧化锌4硬脂酸3防老剂4010na1防老剂rd1炭黑n22053芳烃油6均匀剂a-781.5促进剂nobs1硫磺1.35任务六 实训报告总结交流评价（指出存在的问题和改进方法）11生胶并用比胎冠胶生胶体系是决定轮胎使用寿命的关键因素。br的耐磨性能和低生热性能是通用橡胶中最好的，但是随着温度的生高，其耐磨性能逐渐下降，并且在使用中后期易出现崩花掉块现象，sbr具有较好的抗压缩变形能力和抗刺扎性能，并且在较高温度下具有较好的耐磨性能；nr的综合性能良好，尤其是在炭黑用量较低的条件下仍能保持高拉伸强度，既可以降低生热，又可以保持胎冠胶的耐磨性能不降低。因此胎面胶生胶体系由nrbrsbr(304030)三胶并用调整为nrbrsbr(503515)三胶并用，从而更有利于提高胎冠胶的耐磨性能、抗刺扎性能和抗崩花掉块性能。适当降低sbr的用量有利于降低胎冠胶的滚动阻力，减小胎冠胶生热；提高nr用量有利于提高胎冠胶的抗撕裂性能。1.2定伸应力和硬度是影响胎冠胶耐磨性的关键因素，并