光伏支架都是 采用次法成型或二次法成型

　　第七章 节 概述 轮胎成型机 科学家们为了使人们能够确定各自在地球上的位置， 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 威治天文台的那条径线°径线。同时，以赤道线为基准，把地球分成南北 各９０条与赤道相平行的等分线圈叫纬线。

　　第七章 节 概述 轮胎成型机 科学家们为了使人们能够确定各自在地球上的位置， 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 威治天文台的那条径线°径线。同时，以赤道线为基准，把地球分成南北 各９０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０°径线 叫本初子午线，其它径线通称子午线。 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内胎冠中心线°； 并有帘线排列几乎接近圆周方向的带束层束箍紧胎体；这就是子午胎与斜 交胎的根本区别。 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 胎体帘布像轮辋的辐条一样向四周辐射，这一名称更贴近子午线轮胎的内在结 构。 子午线 年两位英国人提出结构设想至今，其发展历史已有 90 年了。 1 子午结构轮胎的出现是轮胎工业的一次重大技术革命， 是轮胎更新换代的产 品。子午线轮胎比斜交轮胎有许多优越性，如磨耗性能提高 60～120％；滚动阻 力比斜交轮胎低 30～40％；可节油 6～8％；侧向力可提高 50％牵引力及刹车能 力可以提高 10～20％；径向弹性率比斜交胎约低 18％；另外，径向弹性率小， 可提高舒适性；高速性能比斜交轮胎高；噪音比斜交轮胎小；如采用钢丝带束层 可提高耐机械性能。 这些优越性能主要是两者轮胎的结构不同。子午线轮胎的优 越性能取决于子午线轮胎的坚固带束层胎冠和柔软的胎体。 子午线轮胎的力学性 能， 特别是带束层和胎体的关系比较复杂，而改善胎冠带束层的坚固性会影响到 子午线轮胎的操纵性能， 不象斜交轮胎在改善胎冠缓冲层的角度和密度时不会影 响斜交轮胎的性能，只有改变斜交胎体的密度和角度时，才会影响轮胎质量。子 午线轮胎的带束层和胎体部分， 各有自己的作用。子午线轮胎的带束层起决定性 的作用，带束层会影响到子午线轮胎的侧向力、高速性能、耐磨性能等。而胎体 会影响到轮胎的舒适性和牵引力。另外改变胎体的角度 90°至 85°会改变其均 匀性能。 由于子午线轮胎的径向坚固性比带束层高，子午线轮胎的力学特性和斜 交胎不同。 子午线轮胎的结构特性引起了汽车工业的关注，特别是子午线轮胎的 侧向力的提高，增加了汽车的操纵稳定性，满足汽车高速度的要求。因此，在国 际上， 子午线轮胎发展是很快的。 各种类型的机动车都在使用子午线结构的轮胎， 如工程车、拖拉机、轿车、轻、重型载重车等。在 20 世纪 80 年代，法国航空飞 机也采用了子午线轮胎。 第二节 子午线轮胎和斜交轮胎的结构差别 采用帘线作为骨架材料的斜交轮胎，提高了轮胎的缓冲性能和操纵性能，轮 胎也有了发展前景。 轮胎是由不同纤维和不同性能的胶料组成的复合体。轮胎一 般由七个部分组成： （a）胎面胶是轮胎与地面接触的部位，这种胶料必须耐磨性好，有一定的 弹性，耐氧光和热老化，与地面有很好的抓着力。 （b）胎侧胶的胶料要求耐曲挠性能和耐氧、光老化性能好，能很好地保护 轮胎胎体。 （c）胎体由纤维帘线或钢丝帘线组成，具有粘合性好，耐热、耐剪切及耐 曲挠的胶料，胶料能把帘线层粘成一体，并裁成一定角度，胎体承受一定气压和 2 负荷，并要有一定的安全系数。 （d）钢丝圈是由包胶的钢丝圈、胎圈三角胶芯和钢丝圈包布组成。它的作 用是把胎体帘布包在钢丝圈上， 使轮胎能固定在轮辋上，因此钢丝必须有一定强 力来承受轮胎行驶中的气压和离心力，在设计上须有一定的安全系数。 （e）缓冲层或钢丝带束层，其作用主要是分散轮胎受到外来的冲击。 （f）油皮胶或气密层胶，有内胎轮胎在内层加贴油皮胶主要是减少轮胎胎 体帘线受到内胎的摩擦。 （g） 胎圈钢丝包布， 它裁成一 定角和一定宽度，它的作用是保护 胎圈的帘线不受轮辋的摩擦。 斜交轮胎一般由这七个部分组 成，这种轮胎的胎体角度影响汽车 和轮胎的性能，轮胎使用的帘线品 种也影响轮胎的性能，可见斜交轮 胎的胎体是起主要作用的轮胎的花 纹也能影响轮胎的性能，如噪音、 牵引性、耐磨性及侧滑性。此外， 胎面必须配合轮胎花纹才能得 到的性能，但胎体角度对轮胎 的力学性能影响（其他条件相 同，仅胎体胎冠角度不同） 斜交轮胎的胎体，太阳能支架控制着轮胎 的质量性能，缓冲层对斜交轮胎的 性能作用不大。相反子午线轮胎， 主要靠子午线轮胎的带束层，而子 午线轮胎的胎体对子午线轮胎的性 能影响不大，胎体的作用主要是保 持轮胎不变形或少变形，胎体角度 小于 90°会影响均匀性， 对子午线 轮胎的断面宽、牵引力和刹车力也有些影响，其他性能主要靠带束层。对于子午 线轮胎力学性能的研究，主要是集中在研究带束层上。 按一般斜交轮胎的技术设计要求，规格越大，胎体层数越多，强度也越大， 而子午线轮胎， 规格越大， 胎体的强度不一定越大。 但带束层的强度是规格越大， 气压越大，强度也越大。这就说明了子午线轮胎的性能和斜交轮胎是不同的。因 而关于轮胎的胎体的设计技术原则也是不同的。 一、子午线．有内胎全钢子午线． 无内胎全钢子午线 二、各部件的作用 1．胎面 胎面与地面相接触，故除保护胎体之外，还具有耐磨耗、缓和冲击、防滑、 驱动和制动等作用。 2．胎肩 胎肩部位较厚，为轮胎支撑部位，此部位厚度大，散热慢，所以在轮胎设计 时应特别注意散热功能。 3.胎侧 胎侧主要保护胎体，耐反复屈挠，通常也有连同胎肩部通称为胎侧。 4.子口部位 子口部位为轮胎与轮辋嵌合部位，该部位构造比较复杂，除钢丝圈及胶芯之 外，还有反包胎体帘布和钢丝包布等。 5.胎体 胎体是轮胎的骨架，除了承受轮胎的气压之外，还要支持轮胎的负荷以及缓 冲外来的冲击力。 5 6.带束层 胎面与胎体之间的由 2-4 层交叉的钢丝帘布组成带束层。 该带束层帘线方向 与轮胎行驶方向成小角度（15-25°） ，其主要功能是作为胎面与胎体的过渡层， 起到缓和冲击力和保护胎体的作用。 子午胎的带束层由于是几层钢丝帘布构成角 度很小的带束捆扎在胎体之上， 使轮胎在使用过程中周向变形较小。采用意大利 倍耐力的专利技术的全钢子午线轮胎， 其在两个胎肩部位各加两层与胎体帘 布呈 90°的钢丝带， 称之为 0°带束层。其作用就是不使轮胎在高速行驶时在肩 部形成较大的离心力而导致轮胎肩部变形， 从而起到保护轮胎、 降低生热的作用。 关于 0°带束层结构的特性 0°带束层结构的特点是该带束层在各种速度下都使轮胎保持其轮 廓。 为了对 0°带束层结构的形式以及功能有一较好的了解，首先应与子午胎中所使 用的标准结构（见图）做一比较。 第三节 子午线 一、全钢载重子午线、子午线轮胎耐磨性好：子午线轮胎的带束层刚性高，角度小，使每根帘线 的长度比胎面的接地长度长， 使轮胎滚动量移动小。当汽车转弯时扭转方向盘的 角度小，可减少轮胎侧滑，从实验结果看子午线轮胎(TBR)在负载下的周长比斜 交轮胎(TBB)长。轮胎移动性越大，耐磨性越差。斜交轮胎滚动胎面接地时就发 生蠕动和滑动 ，子午线]； TBR Tire TBB Tire 图 TBR 和 TBB 断面图 2、子午线轮胎的滚动阻力小：子午线轮胎的滚动阻力比斜交轮胎低 30-40%， 可节油 6-8%；同时子午线轮胎的胎体柔软，不管用哪一种帘线，在行驶中帘线 之间没有剪切力，因此从力学性来看，有利于减少滚动阻力[18]； 3、子午线轮胎的牵引力和刹车性能好：牵引及刹车的能力可以提高 10-20%， 这主要是由于子午线、子午线轮胎的转弯能力大：子午线轮胎的侧向力或横向力比斜交轮胎高， 主要是子午线轮胎的带束层角度比斜交轮胎小得多。 侧向力或转向力如采用钢丝 带束层比斜交轮胎提高 76%，用纤维带束层也可提高 50%[19]； 5、子午线轮胎噪声小：采用子午线轮胎的汽车可降低噪声； 6、子午线轮胎的舒适性好：它的径向弹性率比斜交轮胎约低 18%； 7、子午线、子午线、子午线轮胎耐机械损伤性好。 7 TBR Tire 图 TBR 和 TBB 轮胎结构 TBB Tire 正因为 TBR 轮胎具有如此之多的好处和优点， TBR 轮胎的发展前景非常广阔， 所以其主要的生产设全钢载重子午线轮胎成型机及轮胎生产工艺也成为研究 的重点。 二、全钢载重子午线 年以来, 我国轮胎工业在国家宏观调控政策正确引导下和相关行业发 展的助动下, 经济运行总体处于稳步上升的态势。据统计, 2007 年全国轮胎产 量大约 3.3 亿条, 其中子午线 亿 条） 。从轮胎分会统计的 46 家会员企业 1～10 月情况来看, 轮胎产值、轮胎外 胎产量以及轮胎销售收入同比分别增长 25.8%、20.9%和 28.1%。其中子午胎产量 同比递增 30.7%, 子午化率达到 70%左右。受普遍关注的全钢载重子午线%，部分企业仍增长强劲.另据统计, 全国生产全钢载重子午线 家, 其中年产量在 250 万条以上的有 5 家, 100 万～250 万条 的有 7 家, 100 万条以下的有 20 家；生产半钢子午胎的企业有 33 家, 年产量在 1000 万条以上的有 4 家, 100 万～1000 万条的有 23 家, 其中 100 万条以下的 6 家; 生产斜交胎的企业有 32 家,其中 23 家企业斜交胎产量同比持平或略有减少, 有 9 家企业同比略有增长。从子午化率上看，全钢载重子午胎为 38%，距国际水 平（90%水平） ，尚有巨大空间。随着公路和汽车行业的发展，高性能轮胎的需求 将不断增加， 全钢载重子午线轮胎占轮胎需求量的比重也将逐步提高，预计未来 5-10 年内我国载重子午轮胎线的市场仍将供不应求。 从全钢载重子午线轮胎投资情况看，一般 300 千条/年规模的全钢载重子午 线轮胎生产线如果全部采用国产设的线 亿元左右,如果部分采用进 口设则需 3.5～4 亿元,投资相对较大，并且全钢载重子午线轮胎制造工艺复 杂，但是随着载重胎子午化率逐年提高，5-10 年内全钢载重子午线轮胎市场仍 将繁荣。 另外, 全钢载重子午线轮胎的建设热潮将大大推动我国轮胎产品的结构 调整，加快全钢载重子午线轮胎的子午化进程，提高在国际市场上的竞争力。 三、全钢子午线轮胎的成型工艺 全钢子午线轮胎加工精度要求很高， 为了保证成型操作中各部件贴合定位准 确及能使带束层基本上保持轮胎成品设计尺寸的条件下贴合成型， 故要使用专门 8 的精度高的成型设和工艺。 将符合设计尺寸标准的胎侧、内衬层、钢丝子口包布、垫胶、胎圈，带束层 和胎面等按照部件的加工顺序及定位要求， 对称地紧密组合成一体的待硫化 胎胚的加工工艺过程称为轮胎成型工序。 成型工序是全钢子午线轮胎整个制造过程中的极为重要的关键工序。 成型工 序质量极其明显地关系到成品的内外质量和使用质量。 要实现全钢子午线轮胎均匀性， 密实性的质量要求， 成型工序必须注意以下 几个方面的要求； ×成型机的精度。 ×成型机的工艺参数的设定及稳定性。 ×半成品部件的质量。 ×成型工的操作技术水平， ×成型区域的温湿度环境。 子午线轮胎的成型方法分为两种，即一次法成型和二次法成型。目前， 国内外轮胎生产家的载重子午线轮胎或轿车子午线轮胎的成型工艺，都是 采用一次法成型或二次法成型。 1． 一次法成型 在一台成型机上一次完成轮胎全部部件组合成型的方法称为一次法 机型。其成型机称为一次法成型机。一次法成型的生产工艺是在二次法成型 工艺的基础上进行改进完善发展起来的。 一次法成型的工艺过程（两鼓成型机）: × 在成型主鼓上依次把胎侧、内衬层、钢丝子口包布、胎体帘布、垫 胶定位敷贴。 × 扣进钢丝胎圈定位，机头收缩额膨胀，依次进行预定型，定型，超 定型。 × 传递环将在辅助鼓上贴合好的胎面带束层环形部件移位到成型主鼓 上对中贴在充气膨胀的胎体上。 × 侧压辊滚压两侧胎圈胶芯。 9 × 两后压辊由中向两侧分开滚压胎面。 × 反包胶囊助推胶囊充气膨胀后再快排收缩，侧压辊滚压胎侧进行胎 体帘布和胎侧的反包。 × 卸胎。 一次法成型的整个工艺过程中，各部件都处于技术要求的固定位置上， 胎体变形小，滚压密实，整体均匀性能好，故轮胎生产现都采用一次法成 型机进行全钢子午线．二次法成型 二次法成型，又称两段成型法。 子午线轮胎初期生产时，是在斜交轮胎成型机（即一段成型机）上， 将内衬层、胎体、子口包布、胎圈等部件贴合组成的一段胎胚卸下，即完成 了一段成型。而后，将一段胎胚套装在二段成型机上充气定型到设定的外缘 尺寸，把在二段成型机上制作的贴合成一体的带束层、胎面部件定位套贴在 一段胎胚上滚压密实完成了胎胚成型。也即完成了二段成型。 二次法成型需要一段成型机和二段成型机， 故称为二次法成型机组。太阳能支架 一 般地说一个机组是有二台一段成型机和一台二段成型机组成。 二次法成型的一般工艺过程； 一段成型工艺 × 在一段成型机上的金属鼓依次敷贴内衬层、胎体帘布、胎圈并反包 胎体帘布× 将两条子口包布和两条垫胶定位贴好。 × 把两条胎侧定位紧贴在胎胚的两侧上，接好胎侧接头并用压辊滚压 靠近胎趾的胎侧部位。卸下胎胚完成了一段胎胚的制做。 一段胎胚形状是圆筒状。在搬运到二段成型的过程中，注意保持胎胚 两个胎圈的同心度，胎体不变形。 二段成型工艺 × 在带束层/胎面贴合鼓上依次定位将各层带束层和胎面贴合成带束 层/胎面环状部件，由传递环对中贴合鼓夹持带束层/胎面移出到等带位置。 × 一段胎胚装到二段成型机的成型鼓上， 两胎圈定位并移到预定型的 位置。 10 × 传递环移位到成型鼓对中，胎体内缓慢充气到设定的压力，两胎圈 移位到定型位置，胎体膨胀到紧贴带束层/胎面组合件。 × 传递环移出成型鼓，滚压胎面和胎侧。 × 传递环再移位到成型鼓位置夹取胎胚后移出成型鼓将胎胚卸下。 二次成型要从一段成型机上把胎体卸下搬运套装在二段成型机上，在 此过程中胎体易变形，特别是钢丝胎体帘布刚性大，在一段机头上正包很困 难，不易做到正包的钢丝帘线密度均匀和压实，保证不了全钢子午线轮胎整 体均匀性的质量要求。 二次法成型在全钢子午线轮胎初始发展时期，轮胎生产家曾采用过， 后来开发出了能更好地保证全钢子午线轮胎整体均匀性质量的一次法成型 机，全钢子午线轮胎的成型就很快就不采用二次法成型了。但二次法成型机 组经过不断的改造和发展，其成型精度和效率大大地提高，能成型均匀好的 高质量的子午线轮胎。故被广泛地应用于子午线轿车轮胎的成型。 四、子午线轮胎成型机 一次法成型能保证全钢子午线轮胎的整体均匀性，达到和满足技术设 计的要求，故一次法成型机的研制和开发得到了很快地发展，在两鼓成型机 的基础上又研发制造了三鼓成型机和四鼓成型机。 三鼓， 四鼓一次法成型机成型的胎胚比两鼓一次法成型机成型的胎胚更 能保证轮胎的整体均匀性。另外是生产效率不同。 两鼓一次法成型机班产胎胚 45 条至 50 条。 三鼓一次法成型机班产胎胚 95 条至 100 条。 四鼓一次法成型机班产胎胚 140 条至 150 条。 1. 两鼓一次法成型机 辅助成型鼓； × 依次把各层带束层和胎面定位铺贴在辅助成型鼓上组合成环状带束 层/胎面复合件。 × 传递环向左移到辅助鼓对中夹取带束层 /胎面复合件后离开辅助鼓 向右移出到等待位置。 11 成型主鼓； × 依次把胎侧，内衬层、钢丝子口包布、胎体帘布、垫胶定位铺贴在 成型主鼓上。 × 扣进钢丝胎圈定位后， 两胎圈慢慢向鼓中心收缩进行预定型、 定型。 此时胎体膨胀。 × 在定型状态，夹取带束层/胎面复合件的传递环移到成型主鼓对中， 进入超定型时，膨胀的胎体紧贴带束层/胎面组合件，传递环将带束层/胎面 复合件放下并向右移离开成型主鼓到等待位置。 × 两侧的胎侧压辊滚压胎圈胶芯。 × 胎面压辊滚压胎面。 × 反包胶囊、助推胶囊充气膨胀并快排收缩，胎侧压辊滚压反包胎体 和胎侧。 × 传递环右移到成型主鼓夹持胎胚向左移离开成型主鼓。 × 传递环将胎胚放到卸胎器上，卸胎器将胎胚卸放到胎胚存放盘或车 上。 2．三鼓一次法成型机 带束层鼓的工艺同两鼓一次法成型机的辅助鼓的工艺。 胎体成型鼓； × 依次把胎侧、内衬层、钢丝子口包布、胎体帘布定位铺贴在胎体成 型鼓上。 × 胎体传递装置移到胎体成型鼓上对中、真空吸附夹取胎体移到成型 主鼓对中。 成型主鼓； × 胎体对中定位套装在成型主鼓上、胎体传递装置放下胎体移离开成 型主鼓 × 定位扣进钢丝胎圈后预定型。 × 定位铺贴垫胶。 × 夹取带束层/胎面组合件的传递环移到成型主鼓对中，进入超定型时， 膨胀的胎体紧贴带束层/胎面组合件，传递环将带束层/胎面组合件放下并移离开 12 成型主鼓。 × 胎侧压辊滚压胎圈胶芯。 × 胎面压辊滚压胎面。 × 胎侧指型反包装置撑开反包胎体和胎侧后，压辊滚压胎侧。 × 卸胎器进入卸胎。 3．四鼓一次法成型机 带束层鼓、胎体成型鼓的成型工艺同三鼓一次法成型机带束层鼓、 胎体成型鼓的成型工艺。 胎体传递装置夹持胎体移到成型主鼓 a 对中。 成型主鼓 a × 胎体对中定位，胎体传递装置将胎体定位套装在成型主鼓 a 上，传递 装置移离开成型主鼓 a × 定位扣进钢丝胎圈后，胎圈锁扇形块胀开锁定胎圈，定位敷贴两条垫 胶。 × 待成型主鼓 b 完成胎胚成型后， 成型主鼓 a 旋转 180 度到成型主鼓 b 位置，而成型主鼓 b 同时也旋转 180 度到成型主鼓 a 的位置，依次进行套 装胎体、上胎圈、敷贴垫胶工艺。 × 成型主鼓 a 慢慢向中心收缩，胎体膨胀，进入定型时，夹取带束层/ 胎面的传递环移向成型主鼓 a 对中，进入超定型，膨胀的胎体紧贴带束层/胎面 组合件，放下带束层/胎面的传递环移离开成型主鼓 a。 × 胎侧压辊滚压胎圈胶芯。 × 胎面压辊滚压胎面。 × 胎侧指型反包装置撑开反包胎体胎侧后，压辊滚压胎侧。 × 卸胎器进入卸胎。 × 成型主鼓 a 与成型主鼓 b 同时旋转 180 度换位， 按程序各自进行下一 步的成型工艺。 五、成型鼓 成型鼓是成型机上的重要部分，成型鼓的合理构造和在成型过程中定位运 行的精度是保证轮胎质量的关键。 13 成型鼓主要由成型中心鼓、成型中心鼓两侧的胎圈定位锁定扇形块和反包 装置等构成。 1．成型中心鼓。全钢子午线轮胎一次法成型使用的成型鼓目前主要有有胶囊 式和无胶囊式。根据成型鼓 的发展趋势，无胶囊式的成型中心鼓将被广泛的 使用。 A．有胶囊式成型中心鼓。 成型鼓的中心部位有一位置固定的金属成型环，环上套有左右各三个直 径不同、很薄而互相重叠的鼓环 ，整个鼓环外面包有成型中心胶囊，轮胎各 部件在成型中心胶囊的表面贴合成型，成型胎胚的膨胀定型是由胶囊内充气来 进行。从而完成胎胚的成型过程。成型相同胎圈直径的不同规格轮胎，要更换 中心胶囊。 B．无胶囊式成型中心鼓。 无胶囊式成型中心鼓又称为成型金属鼓。成型金属鼓又有金属套环式和金 属扇形板式。 金属套环式成型中心鼓。成型中心鼓有三个圆形金属套环组成的成型鼓面。 轮胎各部件在成型鼓的金属硬表面贴合成型，当两个胎圈向鼓中心移动缩小间 距，胎胚充气定型时，两侧的金属套环轴向向中心金属环移动缩小鼓 的宽度， 从而完成胎胚的成型过程。 成型相同胎圈直径的不同规格轮胎，调整机头宽度即 可实现。 金属扇形板式成型中心鼓。 成型鼓的中央有一个金属或硬质塑料制作的成型 环， 紧邻中心成型环 的两侧各有六块金属制作的扇形成型鼓块组成的成型鼓面。 轮胎各部件在成型鼓的硬表面贴合成型，当两个胎圈向鼓 中心移动缩小间距， 胎胚充气定型时，金属扇形鼓块在胎胚胎里由轴向水平向外张开缩短轴向长度， 从而完成无胶囊定型轮胎胎胚的成型过程。成型相同胎圈直径的不同规格轮胎， 可换不同宽度的中心成型环从而实现成型机头平宽度的调整 。 还有一种即无胶囊无金属套环和金属扇形板的成型中心鼓。在鼓的中央可见 定中心的扇形中心板带有胶囊式、金属套环式、金属扇形式成型中心鼓的成型鼓 目前多装在两鼓一次法成型机上。 无胶囊无金属套环式的成型中心鼓多装在三鼓 和四鼓一次法成型机上。 14 有胶囊的成型中心鼓需要有胶囊制做工序， 胶囊使用中易出现破损或因膨胀 频繁引起变形而不能使用，需要更换。而无胶囊的成型中心鼓则不存在此问题。 2、胎侧反包装置 胎侧反包装置目前主要有两种形式。 一种是由胶料和骨架材料组成的反包胶囊和助推胶囊构成的反包装置在成 型时，成型中心鼓两侧的反包胶囊和助推胶囊充气膨胀将胎体帘布和胎侧反包。 而后由侧压辊滚压完成胎侧反包。 一种是有金属做成的机械指型反包装置。在成型时，成型中心中心鼓两侧的 指形反包装置对胎体帘布和胎侧进行反包。而后，有侧压辊滚压完成胎侧反包。 第四节 国内外全钢载重子午线轮胎成型机发展概况及发展趋势 1、国内外全钢载重子午线轮胎成型机概况 国外轮胎设制造商推出的成型机主要有荷兰VMI的VAST三鼓和四鼓成 型机、日本三菱重工的SY22024三鼓成型机以及德国克虏伯的NR3型三鼓成型机。 国内全钢载重子午线一次法成型机制造商有天津赛象科技股份有限， 北京航 空制造工程研究所，青岛高校软控股份有限以及桂林橡胶机械等 。 VMI三鼓和四鼓成型机自控系统运行稳定, 线路规范, 易于掌握。操作 界面友好, 易于维护, 具有错误诊断信息、 生产数据管理和自动设定及轮胎规格 选择菜单，其产能分析汇总如下三鼓成型机和四鼓成型机的设计能力分别为80 和120条班, 而实际上两种成型机曾连续出现110条和140条的班产量, 代表了国 内外轮胎成型设制造的水平。下图为VMI成型机工艺流程。 图 VMI成型机工艺流程 15 下图为VMI2SA022全钢载重子午线轮胎机械反包三鼓成型机。该成型机主要 由胎体区、定型区和带束层区三部分组成,有一个胎体鼓、一个机械定型鼓和一 个带束层鼓,还有两个传递环,分别是胎体传递环和带束层传递环。 1-体贴合鼓传动箱；2-胎体贴合鼓；3-胎体帘布、内衬层和胎侧/胎圈护胶、胎圈增强层供料 装置；4-胎圈装载器；5-胎体和胎圈传递环；6-机械定型鼓支撑装置； 7-机械定型鼓；8-滚压装置；9-胎面和带束层复合件及卸胎传递环；10-卸胎小车； 11-带束层供料装置；12-胎面和带束层贴合鼓；13-胎面供料装置； 14-胎面和带束层贴合鼓传动箱。 图 VMI2SA022全钢载重子午线轮胎三鼓成型机 胎体区主要由胎体贴合鼓和胎体帘布、预复合件(内衬层和胎侧复合件)、胎 圈增强层供料架等组成， 胎体供料架配有VVS 定中纠偏装置和超声裁断控制装 置等；定型区由机械定型鼓及转台、滚压装置、机械定型鼓支撑架(尾座)、带束 层及胎体传递环、卸胎架、胎圈装载器等组成；带束层区主要由带束层鼓、带束 层供料架、胎面供料架等组成。 VAST4型四鼓成型机布局简单、美观大方，它由3部分组成：成型区（SH）、 带束层区（B&T）和胎体区（CC）。然后，根据这3大区域再进行机械和电气的分 布设计和系统管理。成型区作为成型机的主要部分，又分为1 # 、2 # 成型鼓及 转台、滚压装置、2个成型鼓支撑架（尾架）、B&T 侧及CC 侧传递环、卸胎架、 胎圈装载器和垫胶供料架等， 垫胶供料架还配有超声波切割控制装置；带束层 16 区分为B&T 鼓、 B&T供料架、 胎冠供料架等， B&T供料架配有VVS 定中纠偏装置； 胎体区分为CC鼓和CC供料架等，CC供料架配有VVS定中纠偏装置和超声波切割 控制装置等。另外，3个区域配有各自的自主电气柜、操作台和相应的激光灯 标系统等。 1-胎体贴合鼓传动箱；2-胎体贴合鼓；3-胎体帘布、内衬层和胎侧/胎圈护胶、胎圈增 强层供料装置；4-胎圈装载器；5-胎体和胎圈传递环；6-机械定型鼓支撑装置；7-机械 定型鼓；8-滚压装置；9-胎面和带束层复合件及卸胎传递环；10-卸胎小车；11-带束层 供料装置；12-胎面和带束层贴合鼓；13-胎面供料装置；14-胎面和带束层贴合鼓传动 箱。 图 天津赛象TTRG3-80全钢载重子午线三鼓成型机 天津赛象科技股份有限是国内橡胶设的佼佼者， 在国内市场有一定的 占有率，具有大部分橡胶设的生产能力，制作水平国内较高，但和国际先进水 平还是有一定差距。 其三鼓式一次法成型机是由两个径向伸缩平鼓和一个机械或 胶囊成型鼓组成,如图1-5所示。 整个成型过程由多套进口伺服系统、多套进口纠 偏装置、各种先进的工控机控制完成 。通过在径向伸缩平鼓上贴合胎侧、内衬 层、胎圈包布、加强层胎体帘布，大大提高了轮胎半成品部(套)件的定位精度； 采用美国Bronson的超声波裁切装置裁断内衬层,使内衬层切口断面平滑无 损。胎圈由胎圈预置架自动放置到胎体传递罩内的胎圈夹持装置上,再由胎体传 递罩自动准确移送到胎体贴合平鼓上。 当径向伸缩平鼓通过伺服系统准确定位完 成胎体部件组合后,再通过胎体传递罩内的多组真空吸盘将胎体组合件移送到定 17 型鼓中心,定型鼓首先将胎体组合件和胎圈撑紧,然后贴合胎肩垫胶,再充气预定 型。 在另一个径向伸缩平鼓上贴合带束层和胎面。带束层传递环通过伺服系统定 位, 准确地将带束层和胎面组合件转移到传递环内,带束层传递环移到成型鼓中 心充气定型后,移走传递环,滚压胎冠,成型鼓反包。该成型机可按用户生产工艺 要求选用助推胶囊充气反包胎侧或机械成型鼓反包胎侧(胶囊成型鼓和机械成型 鼓可通用互换)方式,并滚压胎侧。成型后的胎坯通过自动卸胎器卸下。 上图为天津赛象成型机工艺流程。 图 天津赛象成型机工艺流程 青岛高校软控股份有限是业内率先在深圳证券交易所上市的的企 业，上市后其水平有很大提升，引进了成套斯洛伐克 MATADOR、 KONSTRUKTA 成型机技术。使其成型及制造技术有较大提升。其主要产品有 1）全钢丝载重子午线轮胎一次法两鼓成型系统，该系统成型鼓采用胶囊反 包和机械反包两种结构。供料系统具有机内预复合、自动定长、自动裁断、太阳能支架自动 纠偏装置。该机具有定位准确、精度高、寿命长的特点，整机结构紧凑、操作方 便，设运行稳定可靠，生产效率高，具有良好的性价比。整个生产计划、工艺 要求、技术参数均可由生产调度下传到单元成型机台，同时也将生产过程数据、 设状态提交管理层，实现了生产工序实时监控和管理[38] 。 2）全钢丝载重子午线轮胎智能化三鼓成型系统，该设是由斯洛伐克 MATADOR 提供加工技术和核心部件，青岛软控开发设的控制系统及网络管 理系统软件， 合作生产的整机水平达到国际先进水平。主鼓采用专利技术的机械 鼓结构形式， 采用先进的光纤通讯系统，运行速度大大提高且彻底摆脱了电磁干 18 扰。 先进的光机电气集成系统便于维护和管理。其 TBR 成型机三鼓机械反包式生 产能力为 90-150 条/班。 3）MMTR3 型三鼓成型机由 3 部分组成：成型区、胎体鼓区和带束鼓区。成 型区是成型机的主要部分，包括成型鼓滚压装置、尾架、胎体传递环、卸胎架、 胎圈装载器和垫胶供料架等； 胎体鼓区分为胎体鼓和胎体供料架等，胎体供料架 配有 EkrPro 定中纠偏装置和超声波切割控制装置等；带束鼓区分为带束鼓、 带束层供料架、胎冠供料架等，带束层供料架也配有 EkrPro 定中纠偏装置。 另外，3 个区域配有各自的激光灯标系统。如下图所示。 1-胎体鼓；2-胎体传递环；3-带束层传递环；4-成型鼓； 5-滚压装置；6-带束层鼓；7-电控柜。 图 TR3成型机结构图 北京航空制造工程研究所开发的全钢载重子午线轮胎四鼓成型机， 具有如下 特点:自动化程度高，操作工只需完成上料、接头检查、胎胚检查、帘布缝合等 辅助性工作，其余工序可由机器自动完成；生产效率高，每条成型轮胎为180s， 效率是二鼓成型机的两倍、三鼓成型机的1.5倍；安全性好，设充分考虑CE要 求，大量采用安全保护器件；轮胎成型质量佳，A级轮胎率可达90%，比三鼓、二 鼓成型性好，更便于对轮胎制造工艺的管理，通过联网还便于企业管理；设精 19 度达到当代先进水平。 其三鼓式全钢载重子午线轮胎一次法成型机，每班可生产 90～100条轮胎，生产效率较高，设精度也较高，轮胎规格更换简单，设维 护方便。如下图所示。 成型机主要由胎体2定型区（两个工位）和带束层区组成,有两个定型鼓（胎 体鼓又是定型鼓）和一个带束层鼓,还有2个传递环,分别是胎圈夹持传递环和带 束层复合件传递环。胎体2定型区主要由胎体贴合鼓、胎体供料架、胎圈装载器 和胎圈传递环等组成,胎体供料架配有CPC定中纠偏装置和超声波裁断控制装 置等;定型区由滚压装置、定型鼓支撑架（尾座）、带束层复合件及胎体复合件 传递环、卸胎架等组成;带束层区由带束层贴合鼓、带束层供料架、胎面供料架 等组成。另外,各区还有电气控制装置、电气柜、操作台和相应的激光灯标系统。 1-胎圈传递环；2-胎圈装载器；3-胎体帘布、内衬层和胎侧/胎圈护胶、胎圈增强层供料装； 4-胎体贴合鼓；5-胎体贴合鼓传动箱；6-滚压装置；7-定型鼓支撑装置 机械定型鼓； 8-胎面和带束层复合件及卸胎传递环；9-胎面和带束层贴合鼓；10-带束层供料装置； 11-胎面供料装置；12-胎面和带束层贴合鼓传动箱；13-卸胎器。 图 北京航空制造研究所TBR-3D全钢载重胶囊反包成型机示意图 桂林橡胶机械，主要做硫化机，近开发成型机，主要为 TBR 三鼓全钢 载重成型机，市场使用不是很多。 20 2 国内外全钢载重子午线轮胎成型机发展趋势 （1）成型鼓的功能一分为二，往四鼓方向发展 新型成型机改变了以往只通过二套成型鼓及一套传递环来达到一次法成型 的目的,即大多数部件贴合甚至成型都是在一个主鼓上完成。新型成型机将主成 型鼓的功能一分为二,并增加一套专供贴合的贴合鼓(一般称为胎体筒贴合鼓) , 主鼓仅供成型。通过增设的一套传递环,将胎体筒传送到主鼓上。带束层贴合鼓 保持了原二鼓成型机的功能,也通过带束传递环将胎面带束层贴合部件送至主成 型鼓。在周期成型生产过程中,三鼓或是四鼓同时动作,大大缩短了操作时间,提 高了成型效率。下图为VMI 4鼓成型机示意图。 1-胎体供料架；2-右成型鼓支撑架；3-垫胶供料架；4-滚压装置；5-胎面和带束层组件及卸 胎传递环；6-带束层供料架；7-胎面和带束层贴合鼓传动箱；8-胎面和带束层贴合鼓； 9- 胎面供料装置；10-左成型鼓支撑架；11-左成型鼓；12-成型鼓传动箱及成型鼓转台； 13-右成型鼓；14-胎体和胎圈传递环；15-胎圈装载器；16-胎体鼓；17-胎体传动箱 图 VMI VAST4成型机平面布置图 （2）全机械反包主成型鼓代替胶囊反包 成型机的关键是主成型鼓，一次法成型胎坯的各种动作由它来完成。过去 的成型机， 主鼓一般都通过充气胶囊来完成胎侧部件的反包及中心定型压力的稳 定保持密封。 一般左右两侧共有四个胶囊，即左右两侧各有一个反包胶囊和助推 胶囊。中间有的是一个密封胶囊，有的是左右各一个胎肩充气胶囊。成型效率的 高低及成型质量稳定性与胶囊有不可分割的关系。 胶囊的寿命一般都不很长: 日 21 本三菱HD21成型机，其胶囊大约充气使用3000次左右, 倍耐力TRG/B大约在5000 次左右； 调换胶囊的更换时间, HD21一般约为1小时 ,TRG/B大约为8小时。这种 带胶囊的成型鼓，一般工都有自己的胶囊制作车间，增加了生产成本。由于更 换胶囊劳动强度很大，工的机修工做这项工作也苦不堪言。现在VMI和克虏伯 开发的成型机， 主成型鼓实现了全机械反包。既提高了成型速度又降低了生产成 本，提高了设的稼动率，同时又降低了机修工的劳动强度，节约人力成本。 图1-10为VMI VAST4成型机成型鼓机构示意图。 （3）成型组合压辊功能细分化、单一化 在轮胎压合成型的过程中， 不同的的结构差异比较大，有的组合压辊为 2压辊式，有的3组压辊式，比较先进的有4组压辊。压辊的数量增多，代表压合 中压辊的功能明确，针对性强，因此有利于轮胎品质的提高；多组压辊可以同时 动作，减少了轮胎成型周期，提高了生产效率。 1-成型鼓与机箱连接花键轴；2-成型鼓心轴滚珠丝杠；3-成型鼓主轴；4-胎圈三角胶支撑 块；5-鼓肩扇形块；6-长反包臂；7-短反包臂；8-成型鼓心轴丝母。 图 VMI VAST4成型机成型鼓机构 （4）高自动化水平,规格交替和管理便捷化 具有故障自诊断功能的智能化设是发展趋势，有利于故障的快速修理， 提高设的利用效率及生产的稼动率；同时规格进行统一便携管理，有利于新产 品的快速开发，减少新产品开发周期，提高市场的竞争力；使新开发规格能在设 上自动调整展开生产，提高了市场的竞争力 。下图为青岛高校软控人机监控 画面示意图。 22 图1-11 青岛高校软控人机监控画面示意图 23
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