轮胎行业基础知识

1、2020/7/6,1,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,2,目 录 第一部分 全钢子午胎的一般基础知识 第二部分 全钢子午胎压出工艺过程 压出工艺流程图 压出主要设备 压出工艺主要过程特性,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,3,第一部分 全钢子午胎的一般基本知识 什么是压出 压出是使胶料通过挤出机连续地制成不同形状半成品的工艺过程,它是决定品质和成本的关键工艺之一.它广泛地用于制造胎面、三角胶、内胎、及各种复合形状的空心或实心的半成品.随着制品性能要求和挤出机的改进,胎面结构由单层方式向复合方式发展;挤出品质均匀,更好地满足了轮胎结构设计的要求.冷喂料挤出机工艺过程简单,占地面

2、积小,灵活机动性大,操作连续,生产能力大,因而被广泛用于橡胶工业生产.,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,4,全钢载重子午胎断面结构图 ,2020/7/6,5,胎冠是轮胎与地面接触的部位，是轮胎的最表层，所以要求胎冠必 须有良好的耐磨性能，有一定的抓着力、防侧滑性，而且要耐日光 老化和耐臭氧老化，耐刺扎、减少崩花掉块等性能， 胎冠胶特点 全钢子午胎胎冠与地面的移动和蠕动相对斜交胎较小，牵引力和侧 向力较高。子午胎胎冠胶多采用全天然胶或高比例天然胶，性能要 求高定伸、高硬度、抗切割、抗撕裂和抗湿滑。还可采用部分白炭 黑以提高胶料的耐撕裂能力，减少崩花掉块。,全钢子午胎压出工艺过程,202

3、0/7/6,6,全钢子午胎胎侧的作用是保护胎体帘布免受损坏，是由35mm厚胶 层组成，胎侧靠近肩部有防擦线，防止胎侧受冲击撞伤，甩掉轮胎上 的泥水。胎侧靠近轮辋部位有装配线，以便检查轮胎与轮辋着合的正 确性和防止泥水流入胎圈和轮辋之间。在轮胎硫化过程中，胎侧模型 上的防擦沟、装配线沟以及排气孔，可以改善胶料的流动性，排出模型 与轮胎之间的空气，减少轮胎的外观质量毛病。同时有各种轮胎标志都 要在胎侧上表示出来。由于全钢子午胎胎体柔软，动态下变形伸张大 ， 要求其胎侧胶比斜交胎胎侧胶有更好的耐屈挠性能。又因为子午线轮胎的 胎体较薄，一旦胎侧有裂口易透水，致使钢丝帘线锈断裂，故要求胎侧胶 有耐撕裂、

4、耐屈挠龟裂等性能。,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,7,全钢子午胎压出工艺过程,胎面,2020/7/6,8,全钢子午胎压出工艺过程,胎侧,2020/7/6,9,全钢子午胎压出工艺过程,三角胶,2020/7/6,10,全钢子午胎压出工艺过程,垫胶,2020/7/6,11,工艺过程流程图,2020/7/6,12,压出主要设备 现有四台复合压出机 组。 全钢A线为TROESTER两复合压出机； 规格250/200机内二复合压出机 全钢B线为NAKATA三复合压出机； 规格200/150 /150机内三复合压出机 全钢C线为KEUOP两复合压出机； 规格200/150机内二复合压出机 全钢D

5、线为NAKATA二复合压出机； 规格250/200机内二复合压出机,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,13,挤出设备 挤出机的基本结构 主要由挤出系统.加热冷却系统.液压系统等组成. 联动线的基本构成 接取运输带、收缩辊道、打印、标识、自动连称秤、复胶、冷却水箱、裁刀、接取等装置. 下面以佳通公司生产子午胎胎面挤出机联动线工艺布局为例:,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,14,压出工艺主要过程特性 喂料：方式为热喂料 及 冷喂料。 热喂料工序 粗炼 细炼 供胶。 冷喂料工序 混炼胶 供胶。 胶料确认 按照施工表要求使用规定的胶料。 供胶 按照一定的宽度及厚度连续均匀地进行供胶。

6、 回丝掺入量 按照规定的要求不同种类的胶料须分割后方可掺入；回丝掺入量应严格控制不得超过 30%。,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,15,主机挤出 热喂料挤出 及冷喂料挤出。 热喂料挤出 热胶片 挤出。 冷喂料挤出 混炼胶 挤出。 螺杆转速与速度确定 按照施工表要求相对稳定复 合螺杆转速配比；选取适当的引出速度。 压出排胶温度控制 压出过程中胶料的排胶温度是 一个重要的控制因素，以防止胶料在压出生产中 出现胶焦烧问题。 压出机温度,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,16,全钢子午胎压出工艺过程,打字码 为了区分压出胎面规格及成品胎规格， 在胎面压出时，在一侧打上有一定凹凸的字

7、样； 字样表面涂上微薄的白色胶浆。 正确使用打字码机。 字码头的使用与保管。 白色胶浆的使用与管理。,2020/7/6,17,全钢子午胎压出工艺过程,标识线 为了区分压出胎面规格及成品胎规格， 在胎面压出时，在一侧标上不同颜色的标识线条， 在胎面中心标识一条细线条。 中心线及标识线标识的位置符合要求，中心线及 标识线宽度区分。 有色胶浆的使用与管理。 中心线与标识线色泽鲜艳，增强外观美。,2020/7/6,18,预磅称 对运行的胎面重量进行连续称量， 监控，从而进行适当地调整以确保尺寸，重 量的稳定,精度可达为10g。预磅称与终 端称具有一定的对应关系，压出过程中稳定其数值，并且确定数值须准确

8、。,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,19,贴胶片 方式为热贴与冷贴 热贴 冷喂料挤出 压片 贴和 冷贴 胶片 贴和 胶片贴和的位置及对称性。 贴和胶片表面无气泡，胶片界面间须压实。,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,20,冷却 方式为喷淋式与浸入式 喷淋式冷却 冷却水直接喷在部件表面上。 浸入式冷却,使挤出的部件浸入在水中。 接取前的部件温度小于40。 定长裁断 将连续的胎面裁成所需的长度,裁断长度精确 5。 压出不同的部件所需裁断的角度不同，应按照标 准进行。如超出标准应停机调整，以免出现批量 回丝。,全钢子午胎压出工艺过程,2020/7/6,21,全钢子午胎压出工艺过程,

9、除水吹干 2.3.10校验秤 自动称量和检验胎面重量,记录(不)合格胎面数量,对不合格数量的胎面自动进行区分,防止流入下道工序. 2.3.11接取 将胎面自动进行翻转排列通过输送导轨,自动送入百页车上,自动化水平高,大大地提高了胎面尺寸的稳定性.,2020/7/6,22, 押出工艺温度控制,1.1、开炼机辊温 1.2、热喂料挤出机温度设定 1.3、冷喂料挤出机温度设定 1.4、两辊及三辊辊温 1.5、部件接取温度,2020/7/6,23,冷喂料挤出联动线示意图,1 2 7 3 5 4 6 10 1- 供胶输送带 2-挤出机 3-标识 4-连称秤 5-打印 6-涂胶辊 7-冷却水箱 8-裁刀 9

10、-校验秤 10-自动喷涂 11-自动接取,8,9,11,温度设定,打印表识,两辊,爬坡,接取温度,2020/7/6,24,开炼机示意图,后辊,前辊,2020/7/6,25,1.1.1、热喂料挤出使用的开炼机温度设定（ 5 ） 粗炼 细炼 供胶 前辊温度 70 75 85 后辊温度 65 70 80 1.1.2 、冬夏季温度的适用范围 1.2.3 、开炼机辊温及调节方法, 挤出机温度控制,2020/7/6,26,温控管路示意图,探测位置,循环泵,加热器,2020/7/6,27,1.2.1、全钢胎面押出挤出机温度设定（5）：,挤出机, 挤出机温度控制,2020/7/6,28,1.3.1、全钢冷喂料

11、三复合胎侧压出挤出机温度设定 （5） 挤出机 温度 200（上） 150 150（下） 机头 口型框架 螺杆 机筒1 机筒2 机筒3 螺杆 机筒1 机筒2 螺杆 机筒1 机筒2 上部 中部 下部 95 夏季 65 65 70 70 65 70 70 65 70 70 8080 80 冬季 70 70 75 75 70 75 75 70 75 75 8585 85, 挤出机温度控制,2020/7/6,29,1.4.1 、90冷喂料供胶挤出机温度设定（）： 挤出机 螺杆 机筒 机头 温度 夏季 705 605 805 冬季 755 655 855 1.4.2 、二辊或三辊压片机温度设定（） （36

12、0mm1120mm）: 挤出机 上辊 中 下辊 温度 夏季755 805 755 冬季805 905 855, 挤出机温度控制,2020/7/6,30, 口型板设计,2.1 、单层挤出机口型板设计 2.2 、两复合挤出机口型板设计 2.3、三复合挤出机口型板设计,2020/7/6,31,2.4、口型板设计 2.4.1掌握半成品尺寸的要求及特点，确定采用的口型板结构形式;现有口型板结构形式为三复合、两复合及单层挤出。 2.4.2依据结构设计提供的尺寸,分别计算复合断面各部分的面积、体积及单位长度重量。 2.4.3确定口型板尺寸 2.4.4口型板的外形尺寸应与口型板框架紧密配合。上、下口型板宽 度

13、及厚度应符合规定的要求。 2.4.5复合式内、外口型板之间的流胶跑道应流畅。口型板进胶口尺寸与预口型出胶口尺寸应吻合;外形尺寸及流胶跑道经调试确定 后, 同类结构形式的口型板相同。, 口型板设计,2020/7/6,32, 口型板设计,2.4.6口型板内腔尺寸设计 确定半成品断面尺寸与口型板尺寸的对应关系,依据半成品断面曲线各端点的膨胀系数,计算口型板各曲线段对应的尺寸; 口型板尺寸Ai=膨胀系数Bi挤出物尺寸CI 。 注：因胶料不同，口型板各点的膨胀系数Bi不同；胶料的膨胀系 数 Bi由实测而得。 2.4.7计算口型板内腔曲线面积与半成品断面面积之比。,2020/7/6,33,2.7.8半钢胎

14、面口型板膨胀系数（略） 2.7.9全钢胎面口型板膨胀系数（略）, 口型板设计,2020/7/6,34, 半钢胎面口型板设计尺寸图,2020/7/6,35, 半钢胎侧口型板设计尺寸图,2020/7/6,36, 全钢胎面口型板设计尺寸图,2020/7/6,37, 全钢胎侧口型板设计尺寸图,2020/7/6,38, 全钢胎面（下）口型板设计尺寸图,2020/7/6,39, 全钢胎面口型板类别比较,2020/7/6,40, 全钢胎面口型板类别比较,2020/7/6,41,2.7.10、 口型板调试 2.7.10.1 、半钢胎面胎翼端点设计 口型板端点部分须加一定的锥角，端点表面 须光滑，目的是加大端点

15、处的流速，以防裂 边。口型板端点厚度应适宜，一般为0.5。 对加工的口型板光洁度不高时，须用细砂纸 研磨，达到表面光滑；口型板胎翼、BEC、 RC端点须修理，口型板锥角应规范。见附 图, 口型板设计,2020/7/6,42,2.7.10.2 、半钢胎侧端点设计 半钢胎侧BEC裂边，RC裂边，复 合界面，压出波浪，蛇形。 口型板端点加一定的锥角，以防 裂边。同时可适当在口型板上进 行压力调整。见附图, 口型板设计,2020/7/6,43, 口型板设计,2.7.10.3、全钢胎面 口型板型腔尺寸规范，口型板须 有一定的锥胶，以便胶料流动；基部胶端点 处加大流速，以防裂边。口型板简单化。具 有变动的

16、灵活性。附图 2.7.10.4 、全钢胎侧口型板尺寸规范，耐磨胶裂边， 复合界面平整。复合口型板简化。附图,2020/7/6,44,流道及预口型设计,2020/7/6,45,流道块设计介绍（一）：,机头流道是挤出机实现压出功能特别重要的一个组成部分,它一般受制于机头的初始设计。如果挤出机厂家设计人员设计理念出现偏差，将会使整个机器的压出品质下降，及无法实现多部件压出。压出部件的压出品质在很大程度上依赖流道块的设计、制作水平。 一般依结构形式划分，将流道块分为整体式、镶块式和活动组合式三种。 整体式，以上世纪八十年代前的机器最为代表，如：各厂的H10、 H8、 120 、90等单螺杆挤出机。,2

17、020/7/6,46,流道块设计介绍（二）：,镶块式，以上世纪八十年代九十年代的机器居多，如：安徽厂的斜交H8/C6和银川厂的C8/C6。上下流道的中央和边部都可以用镶块来调节胶的流向，较整体式有了一定的进步。缺点：厚度方向无法调节，胶料的流动性稍差。 活动组合式，目前，绝大多数厂家应用此种形式。优点：可以使压出机能够按制品形状尺寸分配胶料，胶料流动性一般较好。缺点：机头冷却效果受到影响。,2020/7/6,47,流道块设计介绍（三）：,设计原则：主要从以下几方面考虑： 机头从内往外，截面积应逐渐减小，平稳过渡，并保持一定的压缩比； 胎面、胎侧等流道设计：中间流腔小，两边流腔大，流道中形成的阻

18、力为中间大，两边小，与胶料出机筒时流速恰恰相反，这样胶料流速和压力才较为均匀一致。 流道出口处胶料流出时，截面应成矩形状，中间与两边厚度相当。,2020/7/6,48,流道块设计介绍（四）：,对于两边同时出胶的，各个截面也应成矩形状，且挤出时不偏流，两个出胶口流量误差要在3%以内。 流腔内各段要采用R弧平滑过渡，杜绝出现死角，使胶料流动顺畅。 注意与机头各部尺寸配合、定位尺寸准确，不能出现跑胶、漏胶现象。 宽、厚设计要尽可能兼顾所有规格，若不能可分类，原则上同一用途不超过两副，尽量避免作业更换。 附：H10/C8三角胶上下流道图和 H8/C6三角胶上下流道图,2020/7/6,49,2020/

19、7/6,50,2020/7/6,51,2020/7/6,52,2020/7/6,53,两复合预口型设计,为了提高压出品质，一般都采用预口型。根据两种胶料在预口型中的组合流动方式，采取相应的口型设计结构，一般分为：压力型和强制型两种。 压力型 预口型形成复合界面，外口型设计简单，和整体压出口型设计相同。 优点：外口型制作方便，清胶容易，耐用。 缺点：界面尺寸难控制，易出现分层，气泡，压出效应明显，预口型制作困难，且规格多。,2020/7/6,54,强制型 预口型不形成有效界面，只是将各层胶位置距离移近，利于复合。外口型设计一般分为内外口型组合，内口型形成复合界面，外口型形成外形尺寸。也可以设计为

20、上下口型组合。 优点：预口型制作方便，且通用性极强，界面尺寸易控制，压出效应淡化，不易分层或出现气泡。 缺点：口型清胶不方便，要防止损坏。,2020/7/6,55,2020/7/6,56,2020/7/6,57,2020/7/6,58,2020/7/6,59,多复合预口型设计,纯压力型设计，预口型很难制作，且通用性极差。 纯强制型设计，预口型制作方便，通用性很强，口型板制作麻烦。如半钢三复合胎冠、中田挤出机压出半钢三复合胎侧。 综合型设计，压力兼强制综合。如半钢三复合胎侧、全钢三复合胎侧。,2020/7/6,60,2020/7/6,61,2020/7/6,62,螺杆结构形式,圆柱型 等距不等深

21、 双螺纹 螺纹深度、厚度、节距等 长径比（胶料粘度高，宜小） 喂料、压缩、压出三段,2020/7/6,63,螺杆的冷却,螺杆冷却不足（焦烧、尺寸变化） 螺杆温度不足（压力大、易过度磨损、尺寸不稳定）,2020/7/6,64,螺杆特性曲线,Q= Qd Qp Ql Q= N -（+）P/,2020/7/6,65,螺杆特性曲线,P,Q,Q,P,深螺槽、标准螺槽、浅螺槽或冷螺杆,N增大、标准条件、提高压出温度,2020/7/6,66,机头特性曲线,Q= kP/,P,Q,大、小流动截面机头 N1 N2,2020/7/6,67,机头特性曲线,不同的压出方式影响机头特性曲线 强制匹配压出和压力匹配压出简介,

22、2020/7/6,68,螺杆转速,螺杆转速与挤出量,N,Q,2020/7/6,69,螺杆转速与施工设计 忽略因素：,规格大小影响口型出口面积，具有不同的机头特性曲线。（螺杆转速一定的情况下，口型面积与压出量的关系如图） 胶料粘度随温度变化有变异，影响螺杆和机头特性曲线 胶料本身的变异,口型面积,压出量,2020/7/6,70,螺杆转速与施工设计,尽可能克服上述所忽略因素的影响 测量挤出量 半成品各部件尺寸重量计算 制约因数（螺杆、联动线如裁刀） 确定理论参数 试验并修正,2020/7/6,71,螺杆速度影响,试验结果： 螺杆速度慢时，排胶温度低，30条连续胎面重量相差最大为2.12%，胎面品质

23、稳定性优于速度快时的压出（30条连续胎面重量相差最大为3.4%） 但速度慢时会对产能有影响，如降低速度，产能会降低1/3以上。 速度慢，排胶温度低（且螺杆启动时与正常生产时排胶温度相差不大），螺杆磨损周期长，操作易调整。这些都有利于稳定品质。,2020/7/6,72,螺杆磨损影响,产能（影响10%30%） 胶温（焦烧，回流胶料多，胶料在机筒内滞留时间长） 混合效果（麻面，螺杆磨损太多，如150磨损大于6mm，胶料混合效果显著降低，半钢C线螺杆异常磨损案例）,2020/7/6,73,更换螺杆案例,更换前,2020/7/6,74,更换后,更换螺杆案例,2020/7/6,75,螺杆磨损影响,200螺

24、杆间隙的测量：现螺杆与机筒衬套间隙总量（1+2）为0.50.6mm左右。（ 以前为（1+2）4.35mm左右。各项均有显著差别，其中压力、电流上升，排胶温度降低（同等螺杆转速温度降低710左右；同等挤出量温度降低15左右），同等螺杆转速挤出量上升约2538%,更换螺杆又一案例,2020/7/6,76,螺杆,重新确认：螺杆磨损到何种程度即需要更换（以前的容忍程度偏大） 由于产能不断提升，压出线压力较大，螺杆过快磨损，我厂半钢A线（胎侧）RC螺杆（90）已更换4次之多，每次更换伴随工艺的较大变动，给施工规范带来较大难度。机筒衬套也有磨损，衬套的更换更为麻烦，我厂半钢A线RC机筒（90）衬套的异常磨

25、损最大时达5mm之多，这些严重影响工艺稳定性。,2020/7/6,77,螺杆磨损,2020/7/6,78,螺杆,对于磨损较快的螺杆，胎面中螺杆、胎侧下螺杆，备件建议采用进口螺杆，螺杆表面采用双金属渗氮处理，延长螺杆寿命，减少工艺上的较大变动。,2020/7/6,79,旁压辊与喂料,供胶摆头压力：0.30.4 Mpa；90以下螺杆宜采用光电装置 旁压辊直径与螺杆一致 旁压辊速度略快于螺杆 旁压辊传动示意图 旁压辊刮胶刀调整 机筒进胶槽（undercut）以及螺杆进胶螺纹 螺杆返胶螺纹,2020/7/6,80,半钢压出A厂A线设备参数,2020/7/6,81,半钢压出A厂B线设备参数,2020/7/6,82,半钢压出B厂D线设备参数,