轮胎生产工艺

1、轮胎生产工艺 基本知识绪论第一节 轮胎工业发展史简述一.轮胎的定义和作用轮胎在技术上的定义是：轮胎是装配在轮辋或轮轴上,为车 辆与道路之间的连接体,供车辆或飞机运行及滑落的圆环型弹性 体。轮胎对于汽车来说，好比是人的双脚,是汽车的行走机构。轮胎是汽车的主要部件之一，轮胎安装在汽车上的作用是：1.承受汽车和它所载重量；此称为承载能力。2.向地面传递汽车驱动、牵引、加速、转向和刹车的各种力 等功能；此称为适应汽车动力运行性能要求的能力。3.能使汽车在各种气候、路面和速度条件下驾驶自如、操纵 稳定和高速安全的功能；此称为安全性。4.缓冲震动、减小噪音、乘坐舒适的功能；此称为舒适性。二.轮胎质量性能的

2、基本要求空心充气轮胎的发明对汽车工业的发展起了推动作用。 与此 同时， 随着汽车行驶速度的提高和公路路面的改善尤其是高速公 路的发展，对轮胎的质量性能提出了更高的以下基本要求：1. 高的负荷能力和很好的缓冲性能；2. 大的牵引力和很好的刹车能力；3. 良好的转弯能力及方向稳定性能力；4. 好的耐磨性能及耐久性能；5. 安全性及低滚动阻力。三.轮胎工业发展简史轮胎有空心充气轮胎和实心轮胎，如炮车轮胎。橡胶空心轮 胎在150多年前， 人们还认为是一个不可想象的事情， 而在近代， 轮胎工业随着汽车工业和高速公路的发展而得到了高速发展， 已 形成了以一个原材料生产,产品制造,产品测试与科研,工厂设计

3、及设备制造等庞大的工业体系。轮胎工业的发展可以追溯到 16 世纪初。当时人们在巴西发 现了天然橡胶后，就用胶乳制成原始的胶球,胶鞋等各种橡胶制 品。1833年,有人就尝试利用高弹性的橡胶减弱马车行驶所承受 的冲击。直到 1845 年,美国的罗伯特.汤姆森发明了空心轮胎。 当时的空心轮胎是用涂有橡胶的帆布或皮革制成的简易轮胎安 装在马车上。虽然当时的空心轮胎是很简易的,但要肯定的是它 向人们提示：压缩空气充入弹性胶囊,可以很好地减弱车轮转动 时产生的振动和冲击,这个基本原理直到现在仍被广泛地应用。1888 年，英国一个医生约翰、邓录普发明了充气轮胎并取 得了发明权，随之制成了第一批空心充气轮胎。

4、充气轮胎具有弹 性较大和重量有所减轻的特点， 从而大大减弱了马车在行驶中与 地面的冲击振动，并提高了车速。但那时的充气轮胎是处于低级 状态， 是借助于空心管充气的伸张和涂刷胶浆与轮辋结合在一起 的，此种固定方法不能随意装卸且不牢固。在 1892 年以后，人 们先后解决了内胎、 钢丝圈和轮胎箍紧在轮辋上的等重大技术问 题，而使橡胶充气轮胎日趋发展完善，为充气轮胎的发展打下了基础。1892年，美国人波利密尔发明了帆布，并于1893年制成了第一条帆布轮胎。使用帆布作骨架材料改善了轮胎的质量，扩大 了轮胎的品种并使此后外胎具备采用模具加工的现实性。1885 年，世界上出现了汽车。汽车的出现：一是开辟了

5、充 气轮胎新的应用范围。二是促进了轮胎的发展。首批汽车轮胎样 品是 1895 年在法国出现的，这是由平纹帆布制成的充气轮胎， 虽有胎面但无花纹。1899 年，橡胶空心轮胎才开始装配在小型 乘用汽车和小型救护汽车上，而且只适用于好的路面。这些最早 期的充气轮胎虽比实心轮胎好一些， 但缺少可靠性和满意的行驶 性能。1904年到1926年之间，人们在轮胎制作技术和配合剂作了 大量的研究和发明工作，其主要有以下：1.发现了 MgO、ZnO 等无机金属氧化物有促进硫化作用，并 用于橡胶中。2.发现了炭黑对橡胶的补强作用，并大量地用于胎面，因而 大大地提高了轮胎的行驶里程。3.发现和发明了苯胺、醛胺类等有

6、机促进剂，这些促进剂的 使用使橡胶制品硫化时间大为缩短。4.采用钢丝圈将轮胎紧箍在轮辋上。5.轮胎冠部区域采用了花纹，并增加了轮胎的胎体帘布层 数。6.增加了轮胎的断面宽尺寸，可采用较低的气压，由此使轮 胎获得了较好的缓冲性能。7.发明了帘线取代了帆布。由于轮胎制作相继使用了帘线和炭黑及无机、有机等配合 剂，从而使轮胎生产技术日趋成熟；轮胎质量有很大的提高；轮 胎的外缘尺寸开始标准化；制造工艺日趋完善；轮胎产量发展也 很快。因此人们常称 19041926 年这二十多年是轮胎工业发展 的初期阶段。汽车工业的发展对轮胎的使用要求越来越高， 由此推动了轮 胎技术的改进和提高。在轮胎的结构方面，各国都

7、花费了不少的 人力和财力研究充气轮胎的技术进步。1935 年出现合成纤维人 造丝，这是轮胎骨架材料的一个重要突破。在此之前，轮胎帘布 均为棉帘线，棉帘线强力低、疲劳性能差、载荷小。化学合成纤 维的使用，提高了轮胎的胎体强度和载重能力，使用寿命也大大 提高。1938 年，研制出钢丝帘线使用于轮胎制作，当时称之为 “钢丝胎”。1942 年又发明了尼龙帘线。这些高强力帘线的出现，推动 了轮胎结构技术的重大变革， 由此开创了轮胎生产技术的一个新 的历史时期。1948 年，法国米其林公司成功地制造出钢丝子午胎，轰动 了当时的世界。 这种在技术设计结构和材料结构上作了根本变革 的新型轮胎，一经投入使用，就

8、充分显示了比斜交结构轮胎有很大优越的性能。如：比斜交结构轮胎使用寿命高 30-40%、节油 8-10%，同时在耐刺扎、不易爆破、安全稳定性和通过性能等方 面都有很大的提高， 故一出现就很快席卷了当时的整个轮胎工业 和市场，成为轮胎更新换代的产品发展方向。从 20 世纪 30 年代起，汽车工业得到了快速的发展。40 年 代中期出现了无内胎；80 年代末出现低断面并成为轮胎的一个 主要发展方向，从此轮胎工业基本形成了完整的工业体系，生产 技术达到了较高的水平。20世纪50年代人造丝取代棉帘线。20 世纪 80 年代，尼龙、聚脂和钢丝等先后用于轮胎。20 世纪 60 年代后期， 由美国发起组成了国际

9、标准化轮胎轮辋技术委员会组 织，负责修订轮胎轮辋标准，从而轮胎实现了系列化、通用化和 标准化。第二节 子午线轮胎发展简史一.什么是子午线轮胎轮胎按结构分为斜交结构轮胎和子午结构轮胎。子午线轮胎有全钢子午线轮胎 （主要是载重汽车轮胎和工程 车轮胎）、半钢子午线轮胎（主要是轿车轮胎）和全线维子午线 轮胎（部分低速的拖拉机轮胎）。什么是子午线轮胎？回答这个问题，先从地球子午线谈起。 科学家们为了使人们能够确定各自在地球上的精确位置， 设定以地球的南极和北极为中心，把地球分成360等分。地球表面 从北极到南极通过英国伦敦格林威治天文台的那条经线叫做0° 经线，同时以赤道线为基准，把地球分成南

10、北各条与赤道相 平行的等分线圈叫纬线。 通过格林威治天文台的这条°经线叫 本初子午线，其它经线通称子午线。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。带 束层帘线虽然是斜向交叉排列，但与胎冠中心线呈很小的角度； 胎体帘线按子午线方向排列与胎冠中心线基本上呈°； 并有 帘线排列几乎接近圆周方向的带束层箍紧胎体， 这就是子午线轮 胎与斜交轮胎的根本和重要的区别。子午线轮胎在国外和台湾等地称之为“辐射轮胎（RADIAL TYRE）”，意思是胎体帘线像轮辋的辐条一样向四周辐射，这一 名称较为贴近子午线轮胎的内在结构特

11、点。二.子午线轮胎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。在 1888 年，英国约翰、邓录普（TBDunlop）首先发明 了充气轮胎。到了 1895 年，充气轮胎才装配到汽车上。初期的 轮胎比较简单，采用的骨架材料是帆布。轮胎的骨架材料从采用 帆布到采用帘线，经历了一个相当长的时间。只有在出现采用帘 线作为骨架材料的斜交轮胎， 轮胎的科学技术人员才能够对轮胎进行力学分析和强力计算， 从而逐步形成和发展了轮胎的结构设 计理论和配方设计理论。期间，斜交轮胎质量的提高，主要体现 以下两个方面：一靠骨架材料的发展和轮胎配方材料的发展；二 靠提高生产工

12、艺设备机械化和自动化。 尽管世界各国的轮胎科学 技术人员为了提高轮胎的各项性能，从轮胎的设计理论和方法、 轮胎使用的原材料及生产设备做了大量的研究和改进工作， 但在 1948 年法国米其林公司的子午线轮胎问世之前，轮胎的基本结 构即斜交结构仍没有改变。1913 年，两位英国人格雷和斯洛伯提出了子午线轮胎的结 构设想，并申请得到了专利权，但是，由于他们当时是把交叉排 列的钢丝带束层设计放到轮胎胎体的下面； 另一方面当时的生产 设备及骨架材料不能满足子午线轮胎制造的技术要求， 故在当时 未能得以实现工业化生产。子午线轮胎的工业化生产直到1948年才得到实现。法国米其林公司在20世纪 30年代， 首

13、先开发研制并生产了 钢丝斜交轮胎，从而为研制和生产子午线轮胎创造了物质条件。 钢丝帘线是子午线轮胎的主要骨架材料，如果没有钢丝帘线，就 无法显示出子午线轮胎，特别是子午线轮胎带束层的优越性。钢 丝帘线使子午线轮胎的带束层帘线具有强力大，伸长小的特点。 在 1948 年以后的十多年，法国米其林在积累了多年的钢丝帘线 和钢丝轮胎研究的经验，在钢丝拉拔、钢丝帘线制造、胶料配方 和钢丝粘着性、 钢丝帘线压延设备及钢丝帘线裁断机等工艺装备发展到了一定的水平的情况下， 又研制成了高精度的子午线轮胎 成型工艺和设备，而更重要的是发明了将一个变形小、刚性高的 钢丝帘线带束层结构的环状带放置在轮胎胎体上。 在具

14、备了这些 条件下，在 1948 年，米其林公司首先研制成称为 X 轮胎的钢丝 带束层纤维子午线轮胎，并于 1953 年开发成功了全钢载重汽车 子午线轮胎。该公司研制钢丝子午线轮胎的主要目的是：解决由 于钢丝斜交轮胎的径向弹性率太大而导致汽车的舒适性太差的 弊端。钢丝子午线轮胎径向弹性率甚小，使汽车的舒适性大大提 高。子午线轮胎与传统的斜交轮胎相比，具有以下九个方面的优 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

15、、驱动力大。 9、直线行驶稳定性好。子午线轮胎优越的使用性能的形成。 1.子午线轮胎为什么节油？在汽车的燃料消耗中，由汽车滚动阻力所消耗的燃料是占 很大的比重。在硬路面上，轮胎滚动阻力一般约消耗汽车发动机 输出功率的3040%， 其中由于轮胎材料内摩擦生热耗掉的功 率占轮胎滚动阻力耗用功率的 90左右；轮胎接触地面的摩擦 所耗的功率约占轮胎耗用功率的 5%10。子午线轮胎具有材料剪切变形小，内摩擦小的特性，再加上 子午线轮胎一般都部分或全部使用拉伸变形比其它纤维材料小 五至六倍，变形小的钢丝帘线，因此材料分子间的内摩擦很小。子午线轮胎有刚性带束层的胎冠，

16、周向伸长小和压缩变形 小，这样汽车行驶时滚动周长大、滚动半径大，胎面与地面的滑 动摩擦也小。子午线轮胎材料与材料之间、材料分子之间的内摩擦小和胎 面与地面之间的滑动摩擦小，故轮胎的生热减小。另外，子午线轮胎的胎冠周期滚动变形和高速旋转下的断面 变形小，也使轮胎在使用中生热小。以上就是子午线轮胎的滚动阻力比斜交轮胎小，具有节油优 越性的根本原因。 2.子午线轮胎为什么具有高速安全？子午线轮胎具有高速安全的原因有四个： (1)轮胎在高速行驶下，当达到一定的速度时会产生驻波，产 生驻波的这个速度，称为临界速度。轮胎在高速下的周期滚动变 形和高速旋转下的断面变形， 尤其是反复的横向

17、收缩和横向膨胀变形，在高速下来不及恢复而使轮胎产生共振波，此就是驻波。 此时，温度急剧升高，轮胎迅速破坏。子午线轮胎的周期滚动变形和高速旋转下的断面变形小， 其 柔软的胎侧，具有抑制振动的能力，从而使产生驻波的临界速度 高，这是子午线轮胎高速安全的主要原因。 (2)子午线轮胎材料之间和钢丝材料分子之间的内摩擦小， 胎 面与地面之间的滑动摩擦小，故生热小。 (3)子午线轮胎周期滚动变形和高速旋转下的断面变形小， 所 以高速行驶生热小。 (4)子午线轮胎胎体帘线层数少，胎侧薄，散热好，钢丝帘线 传热快，这对降低轮胎行驶温度有一定的作用。以上.四个方面的效果是：子午线轮

18、胎行驶温度低，橡胶 和帘线材料性能及材料之间的粘合性能的热破坏损失小， 因而使 子午线轮胎能够高速安全。 3.子午线轮胎为什么耐磨、耐刺、耐用？ (1)子午线轮胎耐磨的原因是：子午线轮胎冠部因有刚性大、 变形小的带束层，轮胎在接触地面滚动时，纵向和横向滑移都很 小。子午线轮胎的滚动半径大，行驶一周的距离就长。因而单 位磨耗（每毫米花纹的行驶里程）高，故轮胎耐磨。子午线轮胎胎冠刚性大、变形小、胎侧软，轮胎法向变形 大。因此，轮胎接地面积呈方圆形，接地面积大，单位压力小，压力分布均匀，故耐磨性能好，磨耗均匀。子午线轮胎周向变形小， 胎面是在拉伸变形小的情况下滚动 摩擦，轮胎的磨

19、耗相对要小。另外，其生热小，温度低，耐磨性 能也高。 (2)子午线轮胎胎面耐刺扎是因为有钢丝带束层保护着胎体， 而不易被尖锐物体扎伤胎体或被扎透。 同时刚性的带束层使胎面的周向变形 和径向变形大大减小，即便稍有扎伤，损伤口也扩展的很慢。 (3)子午线轮胎胎体坚固耐用子午线轮胎材料之间的剪切变形小， 因而内摩擦产生的材料 疲劳损坏及材料之间粘合的疲劳损坏比斜交轮胎小的多， 所以材 料的使用寿命延长。子午线轮胎生热小，温度低，材料性能及材料与材料之间粘 合性能的热破坏和热老化破坏小， 因温度高而引起的轮胎脱层或 爆破也就少。子午线轮胎的主要受力部位采用耐热和耐疲劳性能高的钢 丝

20、帘线。全钢子午线轮胎胎体只有一层钢丝帘线，除了耐疲劳和 耐热性能高以外，材料内摩擦损失也小，故使轮胎坚固耐用。 4.子午线轮胎为什么减震舒适？子午线轮胎的胎体软，侧向和径向变形大，轮胎径向弹性力 小，如载重子午线轮胎的径向弹性力比斜交结构轮胎小 20， 径向弹性力低。子午线轮胎胎体柔软，好像一个软的弹簧，它往回弹的高度大，但单位时间内来回弹的次数少，也就是振幅大， 振动频率小，另一方面，子午线轮胎还起到能吸收振动的作用， 故乘坐舒适，汽车的部件不易松动和损坏。 5子午线轮胎为什么直线行驶性能好？汽车在行驶时，轮胎定位方向和行驶方向之间有一个角度， 叫偏离角。在相同

21、的偏离角的条件下，子午线轮胎的侧向力比斜 交轮胎大。 即在相同的侧向力下， 子午线轮胎的偏离角小， 所以， 子午线轮胎的直线行驶性能比斜交结构轮胎好。 6子午线轮胎为什么驱动力、制动力和牵引力大？子午线轮胎的刚性带束层，象坦克履带一样在地面上移动， 胎面滑移小，胎面接地面积大，压力分布均匀，能与地面紧紧地 附着，此称为胎面附着系数高。这样胎面可把所受到的力（纵向 力即驱动力或制动力）和横向力，有效地传给地面。因此汽车启 动快、加速时间少、刹车距离短、牵引力大。子午线轮胎胎冠刚性大，胎侧柔软。当轮胎转向时，接地面 基本保持不变，只是对于轮辋侧向移动；而胎侧向一边倾斜。所 以说，子午线轮

22、胎的转向稳定好。但在司机驾驶时，有可能因为 子午线轮胎胎体软， 倾斜幅度大一些， 易给人产生不安全的感觉。以上都是只从子午线轮胎的结构特点上进行分析的。事实 上，在开发、研制和生产时，原材料的选用、配方的改进及橡胶 与帘线的粘合、 工艺制作质量等方面的工作都能对子午线轮胎的 优越性做出贡献。由于子午线轮胎具有优越的使用性能， 故当时的西欧各国汽 车公司和用户纷纷选用子午线轮胎胎。20世纪50 年代初，米其 林公司生产的子午线轮胎受到了西欧各汽车公司的欢迎。 由于米 其林公司于1947年提出的全钢丝子午线轮胎的专利权到1967年 才能期满，故 其他轮胎制造公司不能进行生产。意大利皮利里 （Pir

23、elli 现倍耐力） 公司根据菲亚特汽车公司的强烈要求也投 入了巨额资金研制子午线轮胎，并于 1955 年研制出半钢丝子午 线轮胎，即胎体采用人造丝帘线，带束层用钢丝帘线。因半钢丝 子午线轮胎不涉及全钢丝子午线轮胎的技术专利， 故皮利里公司 获得该项专利权。其后，西欧子午线轮胎发展非常地快。米其林 公司全部采用子午线结构的技术工艺方案生产轿车轮胎、 载重轮 胎、工程轮胎。而皮利里公司发展的两种子午线结构轮胎：一种 是全纤维子午线轮胎，另一种是半钢丝子午线轮胎。由于该公司 生产的半钢丝子午线轮胎的技术较成熟， 因而扩大到轻型载重轮 胎及 900R20 半钢丝子午线载重轮胎。同时，皮利里公司和法

24、国克列勃（Kleber）公司还生产全纤维的轿车和拖拉机子午线轮 胎。在 1967 年，皮利里公司将全纤维子午线轮胎生产技术转售 给前捷克。这样，捷克也成功地发展了自己的半钢丝子午线轮胎 生产技术。在 1970 年，克列勃公司把全纤维的轿车子午线轮胎 生产技术转售给前民主德国， 前民主德国也生产了半钢丝和全钢 丝载重子午线轮胎。此间欧洲的国家快速发展了子午线轮胎。美国和日本两国在 20 世纪 60 年代初才着手研究子午线轮胎。在20世纪 50年代末，美国发展了一种带束斜交轮胎，这种 结构轮胎的胎体是采用传统的斜交结构， 用钢丝带束层取代纤维 缓冲层。虽然带束层斜交轮胎的性能比斜交轮胎好一些，但仍

25、比 不上子午线轮胎。尤其在节油、高速和使用寿命方面不如子午线 轮胎。汽车的发展和 1972 年的石油危机，美国才开始加快研究 和生产子午线轮胎。与此同时，日本也加快了对子午线轮胎的研 究和发展。美国、日本虽然在子午胎方面的发展起步晚一些，但 发展是很快的。从美国和西欧轿车子午线轮胎的发展来看，美国 于1977年配套子午线轮胎占824， 到1984 年达至87， 1988年提高至95。 而欧洲1984年已达98， 1988 年达99。 轿车子午线轮胎的 70AR系列，美国从 1985年到 1988年占 2242；欧洲 1985 年占 57，1988 年达至 68。而 HR VR 子午线轮胎，美国

26、 1988 年只占 8，西欧 1988 年占 22 。从配套轮胎的产量也可以估计出替换轮胎的产量。替换轮胎 的产量，一般多于配套轮胎。以美国为例，轿车轮胎的年产量， 1977年是1870亿套轮胎，配套子午线轮胎产量是455于万 套，替换轮胎是137 亿套，在137亿套轮胎中子午线轮胎占 34。因此可以说配套的子午线轮胎用量越大，替换的子午线轮 胎用量也越大。第三节 我国子午线轮胎发展历史简述我国在20 世纪60年代开始研究子午线轮胎， 并试产出全钢 子午线轮胎。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，质量和产量也远不如美国,日本和 西欧国家。直到 20 世纪

27、 80 年代末至 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设备， 主要 是引进了意大利皮里利公司(现倍耐力)的生产技术。其间，国内 的技术专业人员对引进的全钢子午线轮胎生产工艺技术经过 10 多年的整体系统的消化吸收， 掌握和破解了全钢子午线轮胎生产 技术和管理的关键要素， 使国内组织全钢子午线轮胎生产设备的 调试、产品试制能力及水平接近于世界先进水平。现在国内已有三十多家轮胎公司制造全钢子午线轮胎， 其中 山东省就占有全国全钢子午线轮胎制造厂家的三分之二。 国内现 在大多数轮胎公司是采用的是 0 度带束层结构的全钢子午线轮 胎的生产技术。2006 年全国的全

28、钢子午线轮胎的生产能力接近 4000万条。目前我国的全钢子午线轮胎的技术水平， 无论是0 度带束层 结构还是四层带束层结构的全钢子午线轮胎的技术水平接近于 世界先进水平。近几年新建的全钢子午线轮胎项目的轮胎公司， 在调试全钢 子午线轮胎生产设备技术水平方面， 尤其是调试国产设备的技术 水平， 大量的实践已充分证明了国内的技术人员技术水平不低于 外国专家的水平。我国的半钢子午线轮胎的的发展也是很快的， 经过近几年的 努力，消化吸收引进的技术，开发了65、60、55、50系列的H、 V 速度级别和 45、40、35 系列的 Z、W、Y 速度级别的高档轿车 子午线轮胎，轻载子午胎由普通断面发展到公制

29、低断面，逐步使 产品达到系列化。轿车轮胎子午化率达100。第四节 我国子午线轮胎的发展预测一.我国子午线轮胎市场发展预测1.快速发展的交通运输业(1) 我国国民经济每年保持7-8%的增长。到 2010 年,我国的 GDP 总值要比 2000 年翻一番,到 2020 年 翻两番.为实现这个宏伟发展目标,各个行业都在努力寻求发展。 子午线轮胎被国家列为高薪技术产品,在政策上给予扶持.这是 轮胎行业发展子午线轮胎最有利的前提条件。(2) 高速公路的快速发展。目前我国各等级公路通车里程已超过140 万公里， 高速公路 超过 3 万公里,居世界第二位。十五”期间，国家将投数千亿巨 资用于公路建设， 我国

30、公路发展的目标是到2010年,各等级公路 总里程达到 230 万公里,其中高速公路达到 5.5 万公里,到 2020 年达到 8.5 万公里,形成 7 条射线,9 条纵线,18 条横线,一,二级 公里达到65万的高速公路网。 到那时,人员和物流总量极大地增加,这就为子午线轮胎的快速发展提供了很大的发展空间。(3)我国的经济的快速发展必然带动交通运输业的快速发 展。到 2010 年,预计客运量将增加 60%左右,货运量将增加 35% 左右；与此同时,我国公路运输的发展模式由低吨位、低速的载 重汽车向高吨位、高速的重载汽车发展；由散货式载重向集装箱 载重发展； 由高密度短距离运输向高密度长距离或超

31、长距离运输 发展.其必然是扩大了大型载重子午线轮胎的应用。2.我国汽车工业的快速发展轮胎市场需求量与汽车产量 （新轮胎配套）、 汽车保有量 （社 会维修市场）是紧密相关的。汽车工业是国家的重要支柱产业之一.也是带动轮胎等行业发展的龙头产业.近几年,我国汽车产量 发展和社会汽车拥有量的增加是非常快的。见 1-5-1 图表和 1-5-2图表。1-5-1图表: 1998-2003年我国汽车保有量变化1-5-2图表:1998-2003年 我国汽车产量变化从以上两个图表看出,2002 年我国汽车保有量净增 300 万 辆;2003 年又净增 400 万辆,2003 年,社会汽车保有量接近 2500 万辆

32、。2005 年,我国汽车产量超过 500 万辆,汽车保有量超过 3000 万辆,今后的一个较长的时期内,我国汽车产量和保有量仍将以 胶块的速度发展。 专家预计到 2010年， 我国汽车产量将达到800 万辆，汽车保有量也将超过5000 万辆。见1-5-3图表：1-5-3 图表:辆我国汽车产量和保有量预测表 万范围的中值。由我国汽车产量和保有量预测表可以看出,未来 15 年,我国 汽车年产量将提高 134%,汽车保有量将提高 375%。与此同时,汽 车尤其是载重汽车配用子午线轮的比例也在增大。 据中国贝卡尔 特钢丝帘线有限公司 2004 年 7 月至 8 月在江阴、烟台和沈阳三 地调查载重汽车配

33、用轮胎的情况,此次调查共调查了 30 万多条 使用中的轮胎,其中配用全钢子午线轮胎的载重汽车在高速公路 上行使的达 54.52%，在国道上行驶的达 49.99%。这与发达国家 载重汽车配用子午线轮胎大 80%以上的比例有着很大的差距,但 这也表明,载重汽车配用子午线轮胎的比例还有很大的空间。我 国汽车产量和保有量的增长和高速公路的快速发展必然带动对 子午线轮胎需求的快速增长。但也要看到,在汽车产量增长的同 时,汽车对轮胎的技术要求和使用性能也会不断提高,一是轮胎 的轻量化,环保节能,安全耐久及降低噪音等性能； 二是轮胎的规 格品种要适应汽车发展的要求。3.子午线轮胎的出口量越来越大.近几年,我

34、国生产的全钢子午线轮胎,轻载子午线轮胎和轿 车子午线轮胎的出口都有很大的增长,有的产品还供不应求.见1-5-4图表：1-5-4图表:我国子午线轮胎2001年2003年出口增长 情况2004年至2006年,我国子午线轮胎无论在产量,规格品种及 质量都比2003年有很大的提高,参照2003年出口量1500万条比 2002 年出口增长 40%的增长率估算我国 2007 年子午线轮胎的出 口量将突破 5000 万条。其中全钢子午线轮胎约为 1000 万条,轻 载子午线轮胎约为1400 万条,轿车子午线轮胎约为2600 万条。扩大轮胎产品的出口是国内轮胎制造公司发展的重要途径. 国内的轮胎产品主要实现:

35、一是轮胎使用质量的均匀稳定;二是 轮胎规格品种花纹的系列化,适应国外轮胎市场的不同车型,不同路面和气候的使用要求,那么轮胎出口的数量将会得到很快的 增长。1-5-5图表是2006年-2010年我国全钢子午线轮胎按平均每 年递增30%估算,轻载和轿车子午线轮胎按每年递增20估算的出 口数量。1-5-5 图表:我国子午线轮胎 2006-2010 年出口数量估算 万条口子午线轮胎的数量是非常大的。1-5-6 图表是美国、英国 1965-1989年子午线轮胎进口数量。1-5-6 图表；美国,英国等国家 1985 年至 1989 年轮胎进口 数量。A: 轿车轮胎进口数量: 万条B:载重轮胎进口数量: 万

36、条以上两图表所列的是美国等国家二十五年前的轮胎进口数量。 现代,美国等国家的汽车工业和高速公路的发展的现状是二十五 年前不可比拟的， 其轮胎的需求进口量必然要比二十五年前要多 得多。4.子午线轮胎市场预测我国自改革开放以来， 轮胎工业在产品技术和生产装备水平 及生产规模都有了很大的发展和提高。目前,国内的轮胎行业已 形成了较完整的工业体系.汽车轮胎年产量接近 2 亿条.成为仅 次于美国和日本的轮胎产量大国。从20 世纪90年代末期至今， 我国的子午线轮胎生产处于快 速发展的阶段，我国的轿车轮胎基本上实现了子午化，载重轮胎 子午化率 40%左右。要看到,我国的轮胎产品结构由以锦纶斜交轮胎为主更新

37、换代为以子午结构轮胎为主的产品的结构调整仍 有很大的空间,同时与世界先进水平相比和与国内外的轮胎市场 需求也有很大的差距。尤其是全钢载重子午线轮胎，一是由于生 产技术复杂，工艺要求严格，科技含量高，二是由于高精度的且 自动化程度高的生产设备投资巨大， 故其一是生产规模和规格品 种的发展进程仍不能适应轮胎市场的需求。 二是轮胎的一些使用 质量性能也仍不能满足轮胎市场的要求。我国子午线轮胎无论是在产量， 还是在规格品种方面远远不 能满足国内外市场的需求。 。我国轮胎需求量见1-5-7图表1-5-7图表:2005-2015年我国轮胎需求量预测由上表可见,到2015年,我国轮胎需求量将超过3亿条.子午

38、 化率接近90%，斜交轮胎需求量将减少。子午线轮胎中的半钢子 午线轮胎是未来较长的一段时期内增长最快和需求量最大的轮 胎品种。随着公路建设和我国汽车工业的发展， 以及加入 WTO后所面 临的国内外轮胎市场激烈竞争形势， 我国的轮胎工业还需继续努 力以尽快实现产品更新换代和产业结构调整， 在相应减少斜交胎 产量的同时，继续发展子午线轮胎的生产规模和产品规格品种。 以适应汽车工业的发展和国内外轮胎市场的需求。子午线轮胎发展的同时也必然带动和促进与轮胎工业相关 的化学工业,骨架材料工业,橡胶机械工业和产业信息化整个橡 胶工业体系的发展,也加快了世界轮胎制造中心向我国转移的进 度,也为我国成为世界上的

39、轮胎研发试验中心之一提供了现实的 条件。需要提出的是:在发展子午线轮胎的产能规模和规格品种的 同时,要努力进行全钢子午线轮胎翻新工业的发展。全钢子午线轮胎的一个显著特点是翻新率高,可进行多次翻 新。斜交结构的废旧轮胎除钢丝圈不能处理再生利用外,其它部 位都可处理再生利用.其胎面可粉碎研磨成细粉制造再生胶或其 它用途,其覆胶的纤维胎体也可粉碎研磨成细粉加以利用。而全 钢子午线结构的废旧轮胎的由覆胶钢丝帘线制成的带束层和胎 体,在目前尚唯有处理再生利用的途径。随着全钢子午线轮胎的 产量和使用量的增加,其废旧轮胎也随之增多,其不能再生利用 的废钢丝帘线胎体和带束层会成为一种新的废料污染。国外发达的国

40、家在发展全钢子午线轮胎的同时也大力发展 其翻新工业。在上个世纪九十年代初,美国、欧洲国家的替换轮胎的年销售量中,翻新轮胎就占相当大的比例。其翻新轮胎与新 胎的比例,在北美是 1.5:1,在欧洲,有的国家是 0.5:1,有的国家 高达 2.5:1。下表是上个世纪九十年代初,美国,德国等欧洲国家的替换 轮胎的年销售量中新胎和翻新轮胎所占的数量表。万条国外的一些国家的翻新轮胎已成为服务性行业.欧洲有一个 大的翻胎公司,拥有 250多个翻胎分公司和 70多个联营店。该公 司的一个翻胎分公司年平均翻新轮胎5000多条。现实我国的全钢子午线轮胎的翻新轮胎， 无论是数量还是翻 新质量与国

41、外相比、是有很大的差距。要缩小这些差距，需要翻 新轮胎公司,轮胎使用用户和轮胎制造公司共同的努力。.翻新轮 胎公司在降低翻新轮胎成本的基础上提高翻新轮胎的质量。 轮胎 使用用户合理的使用轮胎， 当轮胎使用到需要翻新时就及时进行 翻新。 轮胎制造公司本着合作互利的原则对翻新轮胎公司提供必要的技术支持；这样，全钢子午线轮胎的翻新行业会得到很快的 发展。 其发展也符合我国政府倡导的建立节约综合利用循环型经 济模式的要求。今后,只要坚持以人为本的人才科学发展观的理念和实践； 坚持和谐并相互相容的企业环境的理念和实践。 根据各自企业的 发展定位宗旨和具体情况，唯科学、唯实践、唯市场；重视理论 的学习和研

42、究，但不唯理论；尊重和善于与外国专家的交流，但 不唯外国专家；在技术上，坚持全面系统理解子午线轮胎的技术 原则，并不断的进行技术基础理论的学习研究、不断进行科学的 实践和试验， 尽快缩短由学习借鉴创新转变为原始自主创新的过 程。在管理上，根据中国的市场环境，根据本企业不同发展阶段 的实际情况，本着有效率、有效果的管理原则，不断进行企业管 理流程的改造与创新， 打造具有本企业特色的科学有效率的管理 模式，明确子午胎的发展方向即：无内胎化、扁平化、轻量化、 环保化。加快新产品的开发，稳定精化生产工艺的自动化，稳定 和提高产品的质量，尤其是均匀性，那么我国的子午线轮胎生产 技术水平和产品品质将一定实

43、现一个新的水平。第一章 轮胎的基本知识第一节 轮胎的分类轮胎的分类轮胎的分类有多种， 现只介绍按轮胎的用途和按结构两种分类。 (一)、按轮胎的用途分类： 1、机动车：（1）载重汽车轮胎 （2）轿车轮胎（3）农业轮 胎 （4）工程机械轮胎 （5）工业车辆轮胎 （6）摩托车轮胎 2、非机动车：（1）搬运车辆轮胎 （2）力车轮胎 3、特殊用途：（1）航空轮胎 （2）炮车车辆轮胎 （3）坦 克车辆轮胎 (二)、按轮胎的结构分类： 1、斜交结构 2、斜交带束层结构 3、子午线结构(全钢子午 胎,半钢子午胎 全纤维子午胎)&#

44、160;第二节 轮胎的构成轮胎装配在金属轮辋上， 一套有内胎的轮胎通常由3件组 成: A、外胎 B、内胎 C、垫带。无内胎的轮胎只有外胎一、外胎 1、胎面：即行驶面，有一定的断面形状，有花纹。作用：（1） 保护胎体冠部的胎体帘布层、 缓冲层免受损伤。（2）使轮胎与地面之间有很好的抓着力，避免轮胎的 纵横滑移影响汽车的行驶性能。前国内常见的全钢子午线轮胎胎面花纹由于现代汽车的时速的不断提高， 这不断对轮胎提出了更 高的技术要求，也对轮胎的胎面花纹提出更高的要求，胎面花纹 设计的形式密切关系到轮胎的使用质量。子午线轮胎的胎面花纹要围绕着提高轮胎的牵引力、侧滑

45、 力、降低滚动阻力、提高耐磨性、耐撕裂和排水性能以及减少轮 胎行驶过程中的噪音， 特别是提高轮胎在潮湿和冰雪路上的使用 性能而进行技术设计。轮胎胎面花纹一般分为普通花纹、混合花纹和越野花纹三 种。目前国内常见的全钢子午线轮胎的胎面花纹 ：1.公路型。 如图 此种花纹的轮胎用于中型重型卡车 驾驶轴。这种类型花纹有良好的湿路面抓着性及优良的牵引性， 行驶里程很高，适用于连续的高速度、长距离运输。图2.公路型。如图 此种花纹的轮胎适用于在各种气候条 件下柏油路上行驶的最新一代中型重型卡车驾驶轴，里程高， 牵引力大，具有高速连续运输的优良特点。图3.公路越野型。如图 此种花纹的轮胎用于驱动轴，适用 于

46、任何种类的公路越野路面，甚至条件苛刻的越野路面。在条件 苛刻程度低的公路越野路面上可装在驱动轮上， 即使长时间在不 特殊牵引力的柏油路面上也可装在驱动轮上。图4.越野性。如图 此种花纹的轮胎用于驱动轴。适用于 中等苛刻条件下的公路越野路面，具有优良的牵引性和耐撕裂 性。图 2、胎侧：轮胎胎肩到胎圈之间的部分覆盖在侧面的胎体 帘布上。作用：（1）保护胎侧帘布不受机械损伤和潮湿的侵蚀。（2）防止帘布层的老化。 3、缓冲层(斜交胎),带束层(子午胎)：胎体帘布与胎面之间 的中间层，由胶帘布层与胶或仅由胶层构成。作用：（1）吸收轮胎行驶作用的冲击。（2）加强胎面与帘布层的结合。（3

47、）承受由于轮胎滚动、牵引、制动、侧滑所产生 胎面与胎体间的剪切应力， 并保护帘布层不因应力集中而早期损 坏。 4、胎体：两边固定在钢丝圈上，外胎承受内压和负荷的 一层或多层帘布层,斜交胎的帘布是相互交叉重迭，其帘线排列 方向与胎冠中心线呈小于 90 度的结构。子午胎的帘布的帘线排 列方向与胎冠中心线呈90度或接近于90 度的结构. 作用：（1）保证外胎有必要的强度和承受一定的气压和负 荷。（2）承受外部的冲击。（3）固定外胎的外缘尺寸。 5、胎圈：由钢丝圈和挂胶帘布等组成，将胎圈固定在轮 辋上的部分。作用：稳固地把轮胎固定在轮辋上，防

48、止由于充气压力和 外力作用而产生变形，使汽车在行驶时不发生摇晃。第三节 轮胎规格的命名和胎侧标志轮胎规格的命名：如：9.00­20­14PR “”为斜交胎的符号。 “9.00”轮胎的名义断面宽(单位英寸)。 “20”轮辋的名义直径(单位英寸)。“14PR”­­14 层级(数字越大,表示负荷越大)。如：11R22.5（表示无内胎子午线轮胎） “R”为子午胎的符号。 “11”轮胎的名义断面宽(单位英寸)。 “22.5”无内胎轮辋名义直径(单位英寸)。如： 275/80R22.5&

49、#160;“R”为子午胎的符号。 “275”轮胎的名义断面宽(单位 mm)。 “80”“H/B”（高宽比）0.8(属于80系列)。 “22.5”无内胎轮辋名义直径(单位英寸)。轮胎有负荷指数与层级的表示，层级用 PR 表示，如 16PR， 表示为 16 层级；在轮胎规格命名上，有的会有一个尾标，在欧 洲标准中，C表示用于轻型载重车辆的载重汽车轮胎，在美国标 准中则用 LT表示。 其他如 MPT表示多用途载重车辆用载重汽车 轮胎，M+S、M&S、M­S、DP 

50、表示特殊设计用于雪地和泥泞道 路下的轮胎。 1二轮胎胎侧标志介绍子午线轮胎与斜交轮胎的区别是结构上的不同。但是这些内 部结构的变化对成品胎来说外表是看不见的。那么怎样来识别 呢？只要细看轮胎胎侧上标志即可。、全钢子午线轮胎的种类标志；轮胎生产公司在胎侧上标 有“全钢丝子午线轮胎” ，对应英文标识为ALL STEEL RADIAL TYRE”。、子午线轮胎标志：在轮胎的规格标志中加有“R”字样， 表示子午线轮胎。 “R”是英文“RADIAL TYRE”的第一个大写字 母。、轮胎规格：例如：9.00R20、速度级符号：代表轮胎的最高行驶速度，以英文字母表 示。如：标有“M”字样，表示该种

51、轮胎最高行驶速度为每小时 130 公里。表1：轮胎速度标志符号全钢子午线轮胎的速度级别根据其花纹形式和规格层级不 同而不同，一般在F-M级。、层级（PR）：表示轮胎在规定使用条件下所能承受的最 大允许负荷的特定强度指标。层级并不代表实际的帘线层数，只 代表近似于棉帘线所承受的强度。例如：9.00R20-16PR 其实际 胎体钢丝帘线只有层，它近似于同规格 16 层棉帘线斜交胎的 强度。、负荷能力：轮胎负荷能力，是在规定的使用条件允许轮 胎承载的最大负荷， 即轮胎在一定的行驶速度和相应充气压力时 的最大载重量。常见的表示方法有：、负荷指数表示：这是目前国际上子午线轮胎普遍采用 的表示方法，以阿拉

52、伯数字表示。例如9.00R20 14PR,在轮胎 胎侧上标为 140/137，表示单胎负荷指数为 140，当于载重量为 2500kg；双胎负荷指数为 137，相当于载重的 230kg。但负荷指 数的每个数字相对应的载重量要查荷指数和载重量对应表”。、以实际数字表示：这种表示方法是把轮胎的实际载重量在轮胎胎侧上直接表示出来，比较直观，不用查表.例如：9.00R20 14PR 负荷能力为： 单胎最大负荷为2575kg 气压为810kPa 双胎最大负荷为2255kg 气压为740kPa 表2轮胎负荷指数与载荷量对应表：、充气压力：气压是轮胎的生命。气压不可过高；也不可 缺气行驶。 所以轮胎胎侧上均明

53、确标有轮胎的最佳充气压力。 如： 气压840kPa。、扁平率标志；扁平率代表轮胎断面高（H）和断面宽(B) 的比值，叫名义高宽比（H/B）。例如 285/75R24.5 中的 75，表示这种轮胎的断面高与断面宽的名义比例H/B=0.75、花纹编号：各轮胎生产厂家都要把本厂轮胎花纹设计编 号标在胎侧上。10、 轮胎生产厂商标： 商标是轮胎生产厂的商品标志。 如“黄 海”、“玲珑等是轮胎生产公司的注册商标。11、“有内胎”、“无内胎”标志：有内胎子午线轮胎用英 语标明“TUBE TYRE”，简称“TT”；无内胎子午线轮胎用英语 标明“TUBELESS ”，简称”TL”12、轮胎生产编号：目前。国内

54、各轮胎生产厂家普遍采用将 轮胎生产编号打在铝片上，硫化时将铝片放在下扇模型，硫化后 则在轮胎胎侧上印有数字编号。例如：编号；10210006 中各位 数字含义依次为“1”表示 2001年，“02”表示第2周，第个 “1”表示生产班次， “0006”表示轮胎生产顺序号.13、 市场许可证标志： 轮胎厂标有的“ECE”或“DOT”字样， 这是市场许可证标志。 “ECE”是欧洲经济委员会轮胎质量标准、 凡是轮胎上有此标志者， 表示该种轮胎已通过欧洲经济委员会鉴 定， 轮胎的各种技术性能指标已经达到欧洲经济委员会所规定的 轮胎质量标准，可以进入欧洲市场；“DOT”是美国交通运输部 的轮胎质量标准。同样

55、，凡标有这种标志的轮胎，表示该种轮胎 己经符合美国交通运输部所规定的轮胎质量标准， 可以进入美国 轮胎市场。 14、胎冠磨耗标志：在轮胎胎冠下面胎肩处标有数个 TWI”符号，这是胎冠磨耗标志，它表示胎面磨损到此标志处必 须停止使用，进行胎冠翻新，否则花纹会失去排水防滑作用，甚 至导致轮胎报废。第四节轮胎外胎的结构及其各部位名称定义轮胎外胎的结构及其各部位名称定义一轮胎外胎的基本结构以全钢子午胎外胎的结构为例：全钢子午胎 (0 带束层结构)断面图和各部件名称及具体位 置见附图。（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二轮胎外胎各部位名称定义&

56、#160;1、胎冠：外胎两胎肩之间整个部分，包括胎面带束层或缓 冲层和帘布层。 2、胎面：外胎胎冠部位，即带束层或缓冲层上的外胎胶层。 3、胎肩：胎冠与胎侧最上面一条防擦线之间的过渡区。 4、胎侧：胎肩到胎圈部位的轮辋装配线（防水线）之间的 部分。5、胎圈：是轮胎安装在轮辋上与轮辋接触的部分。 6、胎趾：胎圈内侧尖端部位。 7、胎踵：胎圈外侧与轮辋胎圈座圆角接触部分。 8、胎里：外胎两胎趾之间的内表面。 9、密封层；外胎两胎趾之间的耐透气胶层。（内衬层） 10、胎圈补强层：起加强胎圈的作用而贴在胎圈部位的纤维 或钢

57、丝帘布层。（钢丝子口包布）第二章 子午线轮胎生产制造工序和制造工艺特点第一节 子午线轮胎生产制造工序一、子午线轮胎生产制造工序1.配料密炼工序生产设备：以密炼机为主机的胶料密炼生产线；半成品：混 炼胶。2.胶料部件压出工序生产设备： （1）单挤出机压出生产线；（2）双复合压出生产线；（3）三复合压出生产线；（4）四复合压出生产线；全钢子午线轮胎胶料半成品的压出多采用双复合压出生产 线。 三复合压出生产线和四复合压出生产线主要用于压出半钢子 午线轮胎的胶料半成品。半成品：胎面、胎侧、垫胶、胎圈胶芯。3.型胶压延工序生产设备：型胶压延生产线；半成品:宽薄胶片大卷、内衬层。4.帘布压延工序生产设备：

58、（1）四辊钢丝帘布压延机；半成品：钢丝胎体帘布大卷、带束层帘布大卷、钢丝子口包 布帘布大卷。（2）四辊纤维帘布压延机；半成品：半钢子午线轮胎纤维胎体帘布大卷、纤维子口包布 大卷。5.0°带束层压出工序（四层带束层结构的全钢子午线轮胎 不需配置）生产设备：0 度带束层压出机；半成品:0°带束层(0 度带束层结构的全钢子午线轮胎)。6.多刀纵裁工序生产设备：多刀纵裁机；半成品：窄纤维胶帘布条，窄薄胶片条。7.胎圈缠绕成型工序生产设备：钢丝圈缠绕成型机；半成品：钢丝圈。8.包布螺旋缠绕工序生产设备：包布螺旋缠绕机；半成品：缠绕包布的钢丝圈。9、胎圈胶芯敷贴工序生产设备：胶芯敷贴机；半成品：有胶芯的胎圈。10、半硫化工序生产设备：卧式硫化罐；半成品：半硫化的钢丝圈。11、胶帘布裁断工序生产设备：（1）小角度（15°）钢丝帘布裁断机；半成品：带束层、钢丝子口包布。（2）钢丝帘布直裁机；半成品：全钢子午胎钢丝胎体帘布。（3）纤维帘布直裁机；、半成品：半钢子午线轮胎纤维胎体帘布。12.成型工序生产设备：（1）一次法成型机：