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(jī)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(guó)人鄧錄普發(fā)明了充氣輪胎,為交通運(yùn)載工具帶來(lái)了巨大的生機(jī)。大家自然會(huì)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(shí)心輪胎強(qiáng)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(fù)合材料,它的結(jié)構(gòu)其實(shí)和自行車輪胎相似,是由多層纖維簾布增強(qiáng)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(hù)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(cè)膠和胎圈等部件組成的。從大的方面講,輪胎也可以說(shuō)是由胎體、胎面和胎圈構(gòu)成的。纖維簾線補(bǔ)強(qiáng)的胎體和建筑上采用的鋼筋混凝土是一個(gè)道理,只有這樣,才能承受更大的應(yīng)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(shí)將外胎直接嚴(yán)密地固著在輪輞上。無(wú)內(nèi)胎的輪胎安全性好,使用壽命長(zhǎng)。
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(guó)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(jié)構(gòu)上的優(yōu)越,比斜交胎節(jié)油耐用,行駛過(guò)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(guān)鍵設(shè)備是成型機(jī)。斜交輪胎在鼓式成型機(jī)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(cè)膠,第二段再貼上鋼絲帶束層和胎面膠。整個(gè)制造輪胎的過(guò)程可不簡(jiǎn)單,要經(jīng)過(guò)大大小小十幾道工序,采用編織機(jī)、煉膠機(jī)、密煉機(jī)、壓延機(jī)、擠出機(jī)等眾多橡膠加工設(shè)備,是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工藝。
在成型機(jī)組裝成的產(chǎn)品只是個(gè)胚胎,也叫“生胎”,還要通過(guò)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(zhuǎn)固然是現(xiàn)代文明的一個(gè)標(biāo)志,但上億條堆積的廢舊輪胎也給人類生存環(huán)境帶來(lái)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(jī)內(nèi)以正確順序和數(shù)量加入各種物料,并達(dá)到一定的溫度、壓力,時(shí)間。完成終煉膠的各項(xiàng)測(cè)試確認(rèn)達(dá)到各項(xiàng)物理性能要求后成為合格膠料進(jìn)入壓出。
壓延工序?qū)⒛z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(guò)預(yù)復(fù)合、鋼絲簾布裁斷、胎圈成型等進(jìn)一步加工后進(jìn)入成型工序,成型工區(qū)將復(fù)合件、簾布、帶束層、包布等加工成生胎,生胎進(jìn)入硫化工序后裝入硫化機(jī)用蒸汽高溫加熱硫化直到輪胎成熟進(jìn)入最后檢測(cè)環(huán)節(jié)。
擴(kuò)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(jìn)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(dǎo)致輪胎產(chǎn)業(yè)的整體的發(fā)展對(duì)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(guò)三分之二,高達(dá)69%。
而其他各項(xiàng)成本所占比例僅為31%。在原材料成本細(xì)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(zhǔn)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(gè)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(zhǔn)備的半成品包括了輪胎的各個(gè)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(shí)現(xiàn)從可塑狀態(tài)到彈性狀
態(tài)的轉(zhuǎn)變:硫磺、 加速劑和催化劑等
- 提高材料性能或改進(jìn)材料某種特性的各種產(chǎn)品
:: 織物層和鋼絲
混合物經(jīng)過(guò)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(guò)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(xì)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(lái)。輪胎的組裝需要用一種特殊的機(jī)器,它主要由一個(gè)旋轉(zhuǎn)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(gè)外胎,要由機(jī)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(lái)輪胎的形狀。鼓膨脹的同時(shí)將兩個(gè)胎圈連在一起,外胎就被做成所需的輪胎型號(hào)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(gè)過(guò)程中,未來(lái)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(guò)彈性體鏈之間的硫磺橋,把輪胎從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變成彈性狀態(tài)。硫化中形成了輪胎中不同材料的合成結(jié)構(gòu)?;旌衔锉火ず显谝黄穑畛鋵雍弯摻z相互混合。通過(guò)加熱加壓的方法,在特殊的機(jī)器上可以進(jìn)行模具硫化。輪胎同時(shí)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(jìn)行加熱。
通過(guò)在輪胎的內(nèi)部用壓力(超過(guò)10bar)把輪胎壓在模具上,使得輪胎成型。模具內(nèi)刻的花紋會(huì)制造出胎面的花紋和標(biāo)識(shí)文字。硫化過(guò)程的長(zhǎng)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(jī)輪胎則需要24小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。硫化的溫度一般在攝氏100度到200度。
在這個(gè)過(guò)程中,橡膠混合物失去了其初期的可塑性,但同時(shí)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(jié)構(gòu)、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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