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1、轮胎基础知识,安徽佳通轮胎有限公司技术部,目录 一、轮胎用原材料 二、轮胎的分类 三、轮胎主要组成、参数图例、部位术语、结构剖面 四、轮胎尺寸标示方法 五、轮胎及各部件功用 六、轮胎花纹及胎侧表示 七、全钢丝子午线轮胎的发展历史及趋势,一、轮胎用原材料,轮胎用原材料,1.胶料(生胶和配合剂) 2.骨架材料 3.胎圈用钢丝,1.胶料,胶料配方是由生胶和各种配合剂组成 生胶是胶料的重要组成部分，是决定胶料的使用性能、工艺性能和成本的主要因素 配合剂的作用是将橡胶的固有特性发挥并表现出来。 根据不同配方性能要求，选择不同生胶体系和配合体系,轮胎用胶料由以下体系组成,生胶体系 填充体系 硫化体系 软化
2、体系 防劳体系 其它,生胶体系,作用： 是胶料的重要组成部分，是决定胶料的使用性能、工艺性能和成本要因素。 橡胶的类型：NR（天然橡胶）、SR (SBR（丁苯）、BR（聚乙烯）、IIR（聚丁二烯）、IR（聚异戊二烯）、EPDM) # NR回弹性高、耐磨性好、综合性能好； 其他橡胶在其中的某些性能上具有优势。,填充体系,作用：补强和填充作用；提高胶料性能和降低成本； 补强体系：主要有碳黑和白碳黑。,N110 N330 ：主要用于胎面配方 N550 N660 ：主要用于胎体配方 SILICA：提高胶料的撕裂性能，降低动态生热性能，提高牵引性能。 CaCO3 ： 主要用于白胎侧等浅色配方。在三角胶配
3、方中使用主要是增加胶料的挺性,硫化体系,作用：完成硫化，即在大分子链之间生成化学铰链结构，使塑性或粘性胶料变为高弹性橡胶材料。 根据硫化过程中的作用不同，大体可以分为硫化剂、促进剂、活性剂和防焦剂 硫化剂：硫磺（普通硫磺、不溶性）、含硫化合物（TMTD、DTDM）、过氧化物 促进剂：缩短硫化时间，降低温度，增加效率，减低成本；对于厚制品，使内外硫化程度均一 按硫化速度分为：（以促进剂M为标准速度参照） 超超速促进剂：主要用于连续硫化配方； 超速促进剂：TMTD （丁基橡胶配方中）,硫化体系,准促进剂 ：M、DM、CZ、NOBS、DZ 中速促进剂：DPG （提高丁苯橡胶的性能） 慢速促进剂：H
4、活性剂：增加促进剂活性，减少促进剂用量，缩短硫化时间。 无机（ZnO）：检测Zn含量和重金属含量。 有机活性剂（硬脂酸）：18碳酸含量和酸值、碘值、凝固点和水分。 作用：活化硫化体系；提高交联密度；提高硫化胶耐老化性能。 防焦剂： 硫化迟延剂，提高胶料加工安全性，对胶料性能和硫化速度基本上无影响。（CTP：五氯硫酚）,软化体系,改善胶料工艺性能降低成本，提高硫化胶料的耐寒性能。 物理增塑剂（石油系列、松焦油系列、脂肪油等五类）：增大分子间的间隙，减少分子间的作用力，并产生润滑作用，降低弹性，增加塑性，改善加工性能和使用性能。(石蜡油（Paraffinic oil）,主要用于丁基橡胶配方,环烷油
5、（naphthenic oil）：主要用于白胎侧配方。芳烃油（aromatic oil）：加工性能好，使用天然橡胶和多种合成橡胶，具有一定的污染性),软化体系,化学增塑剂（SJ-103）：通过化学作用增强生胶塑炼效果，缩短塑炼时间。与物理增塑剂相比，增塑效果强、用量少，对制品的物理机械性能几乎没有影响。,防老体系,老化是橡胶性能衰退的过程。导致老化的过程主要有：热氧老化，机械应力参与的氧化作用；机械应力参与的臭氧老化；光和紫外线参与的氧化作用；重金属参与的氧化作用；热分解等 化学防老剂： 4010NA：芳、烷基对苯二胺类防老剂，优异的抗臭氧性能；耐屈挠龟裂和耐热性能，抗金属老化。为通用型防老剂
6、。有毒。,回目录,防老体系,4020：与4010NA同属芳、烷基对苯二胺类防老剂，防老性能略差于4020，为通用型防老剂。环保型防老剂。 RD ： 酮胺类防老剂，能抑制条件较苛刻的氧化、热老化和天候老化，对金属的催化氧化有较强的抑制作用，但对屈挠龟裂效果较差。 BLE ：丙酮二苯胺高温反应物，对热、氧、屈挠疲劳有较好的防护作用，也能防护天候和臭氧老化 H ：二苯基对苯二胺，优良的抗屈挠龟裂性能，对热、氧、臭氧、光老化特别是铜害和锰防护作用较好 物理防老剂：防护蜡（熔点、碳分布）,其它,根据不同配方的性能要求而加入的各种辅助材料：增粘剂、均匀剂等,2.骨架材料,帘布 帆布 胎圈用钢丝,帘布,帘布
7、一般由经线和纬线组成，其主要部分是经线，它承受轮胎的全部负荷，纬线的作用，则是用来连接经线，以保持经线均匀排列。 由于帘布在外胎中的工作条件非常复杂，要承受多次变形和高温的作用，因此要求帘线具有以下的性能： 细度小、静止强度高和耐疲劳性能好、永久变形小、弹性大、在高温下发热小，还应具有好的耐热性能以及与橡胶的良好粘合性能等。,帘布,帘线的原料 棉线，以前轮胎的主要骨架材料，由于强度低，已经被尼龙等其他材料取代； 人造丝，主要是把种子纤维（例如，绵屑等球状物）的纤维素进行化学分解，并熔化成粘胶丝，然后再纺成长纤维，即得到长的单纤维的人造丝。耐疲劳性能好,多用在子午胎的带束层和外胎胎侧的加强，并用
8、于需要操纵性好的斜交胎。 尼龙，现在轮胎上使用的有尼龙6和尼龙66，他们主要的差别在于熔点不同，前者为216，后者为265，后者优于前者。其强度近与人造丝的2倍，尺寸稳定性差。目前我公司斜交胎胎体用骨架材料使用的为尼龙6；,帘布,的确良，商品名为涤纶，它是聚酯的一种，为化学合成的高分子纤维，现在我公司半钢子午胎的胎体用骨架材料就是使用此种。此纤维的湿热熔点为264，而尼龙6的湿热熔点为162。此纤维的特点为：尺寸稳定性好，使用中尺寸很少变化，耐热、耐疲劳性能好； 钢索，商标名为cable，是由杜邦公司开发的一种纤维，此种纤维强度非常大，是尼龙的2倍。变形小，拉伸是尼龙的1/5。一般用在轮胎的增
9、强构件上； 玻璃纤维，是美国高宁古公司开发的，它与上面的高分子纤维不一样，是无机质的。具有高强度、低拉伸等特点，但抗扭转和弯曲方面较差。目前主要在美国，作为带束的材料大量用于需要保证必要刚性的带束斜交轮胎上。,帘布,钢丝，主要用在子午线轮胎上，其组成相当于70C号钢，含C约0.7。其他还含少量si、cr、cu、p、s，做成直径约0.2mm，先由3至数根这样的单钢丝构成束，再由几束合成钢丝帘线。为了很好地与橡胶粘结，在表面一般镀上铜。其使得带束的刚性变大，胎面的耐磨耗性大大改善，行使中的阻力和发热也少。,帆布,制造轮胎使用的、经纬线密度大的特制平纹布，称为帆布，主要用于钢丝包布和子口包布，一般经
10、纬线密度相同，且其强力相同或相近。,3.胎圈用钢丝,钢丝在轮胎中是不可缺少的材料，在一般汽车轮胎中用做钢丝圈，作为胎圈的主体。制造钢丝圈的钢丝表面不得有绣和疤痕，直径应均匀一致，能受曲弯。在曲弯的部分没有扯断或裂纹，且本身不扭劲。,二、轮胎的分类,斜交胎bias/diagonal tire 帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉，且与胎冠中心 线呈小于90角排列的充气轮胎。 子午胎radial tire 胎体帘线与胎冠中心呈90 角或接近90 角排列并以带束层箍紧胎体的充气轮胎。,1. 按结构分类,2、按花纹分类 1）普通花纹 (纵向花纹、横向花纹） 2）混合花纹 3）越野花纹,二、轮胎的分类（2）,
11、二、轮胎的分类（3）,充气轮胎 现在大多数都是此类轮胎。 实心轮胎 满足特殊需求的轮胎。,3. 按轮胎功用分类,三、轮胎主要组成、参数图例、部位术语、结构剖面,轮胎一般有外胎、内胎和垫带组成； 对于无内胎轮胎来说只有外胎，没有内胎和垫带； 也有只有外胎和内胎 ，而没有垫带的。,无内胎轮胎,轮胎参数图例（一）,有内胎轮胎,轮胎参数图例（二）,轮胎参数图例（三）,轮胎部位术语（一）,轮胎部件术语（二）,斜交胎结构剖面（一）,斜交胎结构剖面（二）,半钢子午胎结构剖面（一）,内衬层,钢丝圈,三角胶,胎体,带束层,胎侧,胎面,花纹沟,冠带层,胎肩,半钢子午胎结构剖面（一）,半钢子午胎结构剖面（二）,全钢
12、子午胎结构剖面,请大家指出每一个代表的材料名称,四、轮胎尺寸标示方法,四、轮胎尺寸标示方法（续1）,四、轮胎尺寸标示方法（续2）,四、轮胎尺寸标示方法（续3）,四、轮胎尺寸标示方法（续4）,四、轮胎尺寸标示方法（续5）,四、轮胎尺寸标示方法（续6）,层级（PLY RATING） 层级为轮胎强度之标示。 最初轮胎胎体以棉纱制层，后因胎体材料日新月异，不断进步，强度也大为增加，故现在仅10层（也许8层、6层）制成的轮胎即可达到过去以14层棉纱所制成的轮胎。此轮胎虽仅10层，但却表示为14PR，即相当于14层棉纱的强力。 负荷级别与层级表对应如下：,速度级别速度对应表,四、轮胎尺寸标示方法（续7）,
13、负荷指数负荷对应表,负荷 负荷 负荷 负荷 负荷 负荷 负荷 负荷 指数 KG 指数 KG 指数 KG 指数 KG,五、轮胎及各部件功用,1.轮胎基本功用 为保证汽车的性能，要求轮胎具有如下四项基本功能： 1.支承汽车重量（负荷性能） 2.将驱动力和制动力传递到路面（牵引性和制动性） 3.改变和保持行驶方向（操纵性和稳定性） 4.缓冲来自路面的冲击（乘坐舒适性和包络特性） 此外，耐磨性和节油性，也都是重要的要求性能。,2019/1/30,2.轮胎各部件功用,胎面 与地面接触，驱动、制动、防滑、减震和保护胎体等作用。 胎肩 也称为支撑部，支撑胎面，防止胎面滑移，此处橡胶较厚，散热性差，设计时此处
14、的形状极为重要。 胎侧 保护胎体，耐屈挠等作用。通常也连同胎肩合称为胎侧。 胎圈 使轮胎牢固地固定在轮辋上。由钢丝圈、三角胶、胎体帘布层和子口包布组成。 子口包布 保护胎圈处帘布不受轮辋摩擦损伤。,2019/1/30,2.轮胎各部件功用（续）,三角胶 补强胎圈，使胎圈处刚性过渡均匀。 缓冲层 仅用于斜交轮胎，增加胎冠强度吸收轮胎受到地面的冲击力以保护胎体。 带束层、冠带层 是子午胎的特有结构。其作用是固定胎体及增高胎面的刚性，是主要的受力部件 胎体 象人的骨架对身体一样，除了要承受轮胎部分应力外，还有缓冲性和稳定尺寸的作用。胎体材料在斜交轮胎方面使用尼龙（NYLON），半钢子午胎为聚酯帘布、全
15、钢为高强度钢丝。 内衬层 有内胎轮胎的内衬层主要是减少内胎受到轮胎胎体帘线的摩擦。无内胎轮胎的内衬层主要是代替内胎，使其具有存气、稳压、安全作用。,保证安全行驶。 提供抓着力，发挥牵引性能和制动效果 防止打滑，有排水功能。 行驶中散热 选择花纹时要根据轮胎的用途和使用条件综合考虑。,1.花纹的作用,六、轮胎花纹及胎侧表示,2、轮胎的胎侧标示,轮胎的胎侧标示包含了很多信息，其中不仅有轮胎的规格标识、商标和产地等，还有轮胎的使用性能、使用条件以及轮胎的结构等方面的提示。,3、轮胎的胎侧标示,（1）CHIMPIRO 60 花纹名称，60系列，即扁平率 （2）TREAD STEEL 2 + POLYE
16、STER 1 （胎面结构） SIDEWALL POLYESTER 1 （ 胎侧结构） （3）185/60R14 82H规格标示 （4） 佳通 LOGO,（5） MAX LOAD 475 KG (1047 LBS) AT 240KPA (35PSI) COLD 轮胎最大负荷及对应最大气压 （6）TUBELESS 无内胎轮胎标示 （7）DOT 9UQB DOT认证标志 （8）SP127* 模具编号 （9）GRANDTOUR TIRE （ANHUI） CO. ，LTD MADE IN CHINA 生产所在地厂家名称,（10）UTQG 统一的轮胎品质分级标准 TREADWEAR 360 胎面磨耗 TR
17、ACTION A 牵引等级 （湿滑柏油路面和 水泥路面刹车性能） TEMPERTURE A 温度等级 （对热产生阻力和散热能力来区分）,（11）SAFERTY WARNING安全警示，轮胎安装、使用方面的提示 （12）E4*E-MARK（欧洲安全认证标志）。*认证规格的证书编号。 另 为通往巴西交通部的INMETRO认证。 （13） 国家强制性产品认证标志，即3C（China Compulsory Certification）标志，F 000025 为生产企业名称编号。,1948年 法国米西林公司制造了世界第一个子午线轮胎 1960年 法国米西林公司发明了全钢丝载重无内胎子午线轮胎 中国在19
18、60年开始研究全钢丝子午线轮胎，60年代末试产（桦林轮胎，现为佳通桦林工厂），80年代开始批量生产，90年代末和本世纪初加速发展 美、日两国在60年代初开始研究子午线轮胎，70年代加快了子午线轮胎研究和生产,七、全钢丝子午线轮胎的发展历史及趋势,全钢丝子午线轮胎的发展趋势, 产品发展趋势 全钢丝子午线轮胎由于其载重的特点，决定了其高速性能在达到M级（130KM/H）时，已基本达到了极限。现在其发展趋势主要是无内胎化和扁平化，在此基础上发展宽断面轮胎、绿色环保轮胎以及漏气保用轮胎等。, 材料发展趋势 钢帘线：向高强度方向发展，由NTHT SHT；钢丝结构趋向于简单化和完全渗胶。 胶料：低生热、低滚动阻力方向发展。,