如何使用輪胎材料制造 輪胎制作材料
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(chǎn)了將近12億條輪胎。
1888年英國人鄧錄普發(fā)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(lián)想到,汽車輪胎內(nèi)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(nèi)胎以及保護內(nèi)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(xiàn)代化的轎車輪胎則幾乎都沒有內(nèi)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(nèi)胎的輪胎安全性好,使用壽命長。
根據(jù)簾線排布方向的不同,輪胎可分為傳統(tǒng)的斜交胎和現(xiàn)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(fā)明的,這是輪胎發(fā)展史上的一次重大革新。子午胎由于結構上的優(yōu)越,比斜交胎節(jié)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)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(huán)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制造工藝流程是什么?
輪胎生產(chǎn)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(nèi)以正確順序和數(shù)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(jīng)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(qū)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(huán)節(jié)。
擴展資料
輪胎產(chǎn)業(yè)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(chǎn),原料成本在輪胎生產(chǎn)總成本中所占比例較高,導致輪胎產(chǎn)業(yè)的整體的發(fā)展對橡膠、石油等資源有著高度依賴。在輪胎生產(chǎn)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(chǎn)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%。汽車輪胎是怎么制作的?
制作流程:準備半成品
- 平整或切割橡膠
- 織物層
- 鋼絲和胎圈
組裝半成品
- 組裝
- 后處理
硫化工序
質(zhì)量控制
每個環(huán)節(jié)都很重要。為了得到所需要的硫化成品,未硫化的產(chǎn)品和半成品必須符合開發(fā)人員的要求。
需要準備的半成品包括了輪胎的各個部分::橡膠、織物、鋼絲和胎圈。
:: 橡膠
輪胎的一種配方中包括以下基本材料:
- 合成橡膠(苯乙烯-丁二烯, 聚丁二烯, 丁基合成橡膠)
或天然橡膠
- 加固填充物:碳黑或者硅
- 硫化產(chǎn)品,實現(xiàn)從可塑狀態(tài)到彈性狀
態(tài)的轉變:硫磺、 加速劑和催化劑等
- 提高材料性能或改進材料某種特性的各種產(chǎn)品
:: 織物層和鋼絲
混合物經(jīng)過擠壓成形,變成平整的(整張)或者帶切割的(花紋條)產(chǎn)品。整張的材料用于生產(chǎn)織物層或者鋼絲。疊加的過程需要將織物或者鋼絲嵌入橡膠之中。
:: 胎圈
鋼絲不僅用于制造鋼絲帶束層,有些較粗的鋼絲還被用于制造胎圈。很細的鋼絲被用于制造鋼絲帶束層(其直徑約為0.25毫米),而較粗的鋼絲被用于制造胎圈(直徑大約為1毫米)。
組裝包括兩步:組裝和后處理
組裝程序是將半成品按照特定的程序組裝起來。輪胎的組裝需要用一種特殊的機器,它主要由一個旋轉的鼓組成,半成品從氣密層開始,一層層在鼓上疊加。為了做成一個外胎,要由機器或者人工在鼓上放置平整或者切割好的產(chǎn)品、簾子布層、鋼絲帶束層以及胎圈。
后處理階段始于將外胎制作成未來輪胎的形狀。鼓膨脹的同時將兩個胎圈連在一起,外胎就被做成所需的輪胎型號的形狀。胎冠層(織物或者金屬層)被放置在成形的外胎上,形成了輪胎環(huán)帶,然后再加上胎面的花紋。
在這個過程中,未來的輪胎被稱作未硫化輪胎或者"綠色"輪胎。它僅僅是將產(chǎn)品中未硫化的半成品黏合固定在一起。
硫化是通過彈性體鏈之間的硫磺橋,把輪胎從可塑狀態(tài)轉變成彈性狀態(tài)。硫化中形成了輪胎中不同材料的合成結構。混合物被黏合在一起,填充層和鋼絲相互混合。通過加熱加壓的方法,在特殊的機器上可以進行模具硫化。輪胎同時從外部(例如,熱蒸汽在模具壁內(nèi)部循環(huán))和內(nèi)部(一般使用輪胎內(nèi)部的橡膠隔膜中的高溫壓力液體)進行加熱。
通過在輪胎的內(nèi)部用壓力(超過10bar)把輪胎壓在模具上,使得輪胎成型。模具內(nèi)刻的花紋會制造出胎面的花紋和標識文字。硫化過程的長短因輪胎的尺寸、制造工藝和所使用的配方而不同。從制造自卸車輪胎的幾分鐘到制造汽車輪胎的15分鐘,而制造推土機輪胎則需要24小時甚至更長時間。硫化的溫度一般在攝氏100度到200度。
在這個過程中,橡膠混合物失去了其初期的可塑性,但同時也獲得了穩(wěn)定的彈性。
質(zhì)量控制程序保證輪胎的質(zhì)量和品質(zhì)參數(shù)。質(zhì)量控制包含很多方面:超聲波、均勻性、結構、放射線透視和射線照片等。
現(xiàn)在輪胎就可以使用了!
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