_子午胎设计及制造
全钢丝子午胎知识及制造工艺
全钢轮胎的命名 Denomination of TBR tire
有内胎Tube type tire 11.00 R 20 16PR 149/146 K
速度符号Speed symbol 负荷指数Load index
层级(轮胎负荷能力) Ply rating (loading ability) 轮辋名义直径(英寸) Nominal diameter of rim 子午线结构代号 Symbol of Radial 名义断面宽(英寸) Nominal section width(inch)
3belts+0°belt
21
4belts
TBR轮胎发展趋势TRDeUvCelKopTmIeRnEt tCreOndMoPfOTBNREtNirTe S
国内市场Domestic market • 子午化：子午化比率逐年提高 Radial tire：radialization is now enhancing year after year. • 无内化：主要用在客车和公共汽车 Tubeless tire: it is mainly used on bus and truck.
胎体帘线：疲劳/抗磨损性能更好，和/或重量更小，成本更低 Carcass cord：better fatigue/fretting and/or lower weight/cost. - 高强度Higher strength - 无外扰丝 Wrapless - SS或ZZ帘线SS/ZZ cords
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轮胎的分类 Sorts of tire 按骨架材料分Sort by framework 非钢丝轮胎：胎体和带束层均不是钢丝帘线，用尼龙、 纤维、聚酯等。 半钢丝轮胎：带束层是钢丝帘线 全钢丝轮胎：胎体和带束层都是钢丝帘线
子午胎成型
2、成型工艺要点 A．成型厂房的温度要严格控制在22±2℃， 相对湿度在45±5%，要严格控制粉尘飞扬， 防止阳光中紫外线照射，否则会影响部件之间 的粘合性能； B．带束层/胎面贴合鼓、传递环、出到成型鼓上组合时的对中度；部件在机头上 两边对称度要控制在技术规定的公差范围内；
E. 更换胶囊必须对胶囊进行预热，时间不少 于15分钟，同时对硫化轮胎仔细检查，以免因 胶囊问题重复出现同一种缺陷； F. 要经常检查硫化胶囊，已有老化、裂口、疤 痕等毛病要及时更换。装模前，胶囊要刷好隔 离剂，上卡盘及下模上的水必须吹净，装胎前 胶囊必须处于收缩状态；
G. 启模时要注意外胎下模型或胶囊是否有粘 连，卸胎装置是否正常，以免将成品胎损坏； H. 载重子午线轮胎起模后，要在硫化机后滚 床或运输带上平放进行后硫化，不要将起模后 的热胎马上立放。
E．在成型过程中严格防止拉伸，帘布拉伸则 使胎体密度变稀或角度变化，降低胎体强力， 橡胶部件拉伸则会引起轮胎变形或均匀性不一 致； F．各种压力要严格控制，后压辊压力、反包 胶囊压力真空度一定要稳定，达到工艺要求， 否则会出现胎体弯曲、外缘尺寸超标等后果； G．各种部件定位必须准确，灯光标尺和成型 鼓的尺寸要经常检查，尤其是要做好部件的验 证；
K．成型后的半成品胎坯，要及时卸下，且不 要摔，工整地放在托盘或架子上以防变形，等 待硫化； L．成型中各部件接头一定要接牢，压实，否 则会出现接头脱开等质量缺陷； M. 卸下的胎坯必须进行修整，未压实部件和 不易压实部位要用锥子扎空，压实，（无内胎 不得刺扎内衬层和刺透胎体），接头不牢要压 牢，缺胶部位要补足压实、修平整。
2、子午胎硫化工艺特点 1）硫化机硫化 胎圈内直径16in以下的多采用A型胶囊硫化机； 胎圈内直径16in以上的多采用B型胶囊硫化机。 2）采用活络模硫化模型 活络模分为胎冠模和上、下侧模组成，据花纹 形状可分为8~9块活动扇形模块。
子午胎简介
●子午线轮胎的构造子午线轮胎是在1946年由世界著名的轮胎厂一米其林轮胎厂发明的。
米其林轮胎厂是1830年由米其林(MICH—ELIN)兄弟的祖父巴比尔(BARBIER)与表兄弟多伯利(DAUBREE)合股，在法国科列蒙一费昂(CLERMONT FERRAND)开办的一间小型农业机械厂，最开始生产橡皮球，1889年发明并制造了一个可在15min内拆换的自行车胎，在自行车赛上屡获冠军。
1946年发明了子午线轮胎。
子午线轮胎的诞生，标志着轮胎业的发展进入了一个新的时代，它开创了轮胎发展史的新纪元。
米其林轮胎厂为世界轮胎史的发展做出了卓越贡献，在此特为其列一小传。
子午线轮胎帘布层内的帘线以轮胎中心点为中心成辐射状排列，然后在帘布上面用10°-20°(钢皮带内钢线的角度)的钢皮带箍住。
子午线轮胎的胎体多用尼龙和人造丝制成，而卡车等载重车用于午线轮胎的胎体则多用钢丝线层。
此外，子午线轮胎因其每个部位所承受的力及功能不同，因此，所选用的胶料也不同。
下面是制造子午线轮胎时每个轮胎部位根据其不同功能而选用的胶料。
①胎面胶。
因为轮胎的胎面要直接和路面接触，因此，它的耐磨性要好，滚动阻力和噪声要小，同时还要具备极好的耐热性和耐刺性能。
此外，子午线轮胎的缓冲伸张小，使胎面的承受负荷增大，特别是在较差的路面上更为明显，因此，胎面胶还要具有良好的弹性、耐疲劳性和较高的耐老化性能。
所以，胎面胶的用料是十分讲究的。
②胎侧胶。
子午线轮胎胎侧的弯曲变形比斜交胎要大的多，因此，必须选用耐弯曲变形的橡胶才行。
此外，胎侧在臭氧作用下很容易产生龟裂，同时，胎侧还承受较大的机械变形，所以，胎侧胶还应具有较低的定伸强度、优良的耐疲劳和耐臭氧性能。
③带束层胶。
子午线轮胎的带束层比斜交胎缓冲层要承受更高的剪切应力，同时，还要实现硬缓冲层的平缓过渡和避免胎肩部位的脱空现象。
所以，带束层胶应具有较高的强力、耐疲劳性、耐热性和粘合性。
第六部分 带束层设计子午线轮胎设计
(2)三层结构 一般中型载重车的全钢丝子午线轮胎多数采用三层结构的带束层，第1层仍为过渡层，2层和3层帘线角度排列基本上与四层结构相仿，仅把第4层保护层取消。见图6-8 (b)所示。它有减轻轮胎重量和简化工艺的优点。
图6-12轮胎径向膨胀和扁平率的关系
普利司通公司为了解决这方面的课题，开发出可抑制带束层变形的新技术“波形带束层结构”，从而成功地使带束层的耐久性得到提高。抑制轮胎外径增大的最有效方法就是在带束层上置放冠带层。扁平轿车子午胎通常采用在交叉排列的钢丝带束层上缠绕0°纤维冠带层，以形成环箍效应。因帘线是有机纤维，当胎坯膨胀时帘线伸长，故不会影响硫化，但载重子午胎因纤维帘线强度不够，使用后会造成帘线断裂，所以必须采用钢丝帘线。
另外，试验表明，箍紧系数对轮胎的耐磨耗性能也有影响。据文献报道，以人造丝帘线做轿车子午胎的带束层，其箍紧系数由0. 04增至0.11时，胎面磨耗量由0.2mm/103 km下降至0.09mm/103 km。为保证子午线轮胎的使用性能，一般对轿车子午胎的K值较大(0. 11～0. 16)，而载重车子午胎的K值较小(0.07～0. 08)。
图6-1带束层拉伸刚度与轮胎几何特性关系
图中(c)拉伸刚度与轮胎刚性的关系；7-Fs侧向刚度； 8-Fp周向刚度； 9-f轮胎径向弯曲。
当带束层拉伸刚度增加100×10-2N(100×10-3kg)时，滚动阻力和温度开始下降，然后在一段相当大的刚度值内保持恒定不变，直至刚度达400×10-2N(400×10-3kg)时，滚动阻力出现增大迹象，而温度成直线急剧上升，见图6-2所示
子午线轮胎的生产流程图
子午线轮胎的生产流程全钢生产过程流程图第一节生产工艺条件子午线轮胎的生产对工艺条件的要求比较严格。
实践证明，子午线轮胎的质量对生产工艺条件的反应特别敏感，而这一点对斜交胎的生产则表现的不是十分明显。
如果把子午线轮胎的生产工艺与斜交胎的生产工艺条件等同要求，那么就不会生产出高质量的于午线轮胎。
1．对温度、湿度的要求全钢丝子午线轮胎的生产厂房室温要求保持恒定，尤其是压延生产区、裁断生产区和成型生产区一定要严格控制，一般保持在22±2℃。
温度低则各种部件变硬，影响粘合，部件收缩率大，部件尺寸难控制，温度高则各种部件工艺操作困难。
相对湿度一般要求控制在50％以下，尤其是钢丝压延锭子房和成型区。
如果湿度过大，钢丝帘线表面有水份，重则生锈，影响橡胶与钢丝帘线的粘合。
如果湿度过小，操作人员会感到口干舌燥，极不舒服。
所以绝大多数工厂在锭子房和成型区采用大面积空调，来保持春夏秋冬温度、湿度恒定。
2．对紫外线和臭氧的要求全钢线于午轮胎生产中的各种部件存放应严格控制太中紫外线的照射和臭氧的侵入。
因为紫外线和臭氧都会引起橡胶老化而影响橡胶粘合，故子午线轮胎生产厂房一般不采用日光采光，即使是墙上有窗也要在玻璃上涂上一层黄色涂料，用来过滤紫外线，室采光多采用一种特制的、尽量减少紫外线的日光灯管。
半成品部件的贴合面在成型之前尽量不暴露在外面，防上与紫外线和臭氧接触。
3．对灰尘的要求灰尘对橡胶有隔离作用，影响橡胶的粘合，所以目前太多数于午线轮胎生产厂房都采用封闭式，厂房的通风采取过滤，胶料及原材料运输采用外用车辆不进车间，用车辆不出车间的、外交接。
有的厂规定进出车间职工换鞋等一系列措施防止灰尘进入生产区。
第二节胶料生产的主要工艺过程1. 原材料的加工主要包括天然橡胶、丁基橡胶的烘胶，将大块的小料加工成符合工艺规程要求的重量。
混炼前将天然橡胶、丁基橡胶烘到工艺要求的温度，以利于保护设备和炼胶质量。
2. 配料工艺炼胶车间要根据胶料的生产配方中规定的质量标准和生产计划的要求将各种小料和大料进行配制，配制的公差要符合制造标准要求。
全钢子午胎解读
4. 5 轮胎强度标识 —层级（ PR）和负荷范围（ 层级（PLY RATING ——PR） LODA RANGE ×） 层级为轮胎强度之标示。 “层级”（ PR）表示轮胎在规定使用条件下所能承受的最大允许负 最初轮胎胎体以棉纱制层，后因胎体材料日新月 荷的特定强度指标，只代表近似于该数目棉帘线层数所承受的强度。 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 “负荷范围”表示轮胎在规定使用条件下所能承受的最大允许负荷的 制成的轮胎。此轮胎胎体虽仅10层，但却表示为14PR， 特定强度指标，它于层级有对应标识字母，如 LODA RANGE H中的H表 即相当于14层棉纱的强力。 示16层级， 而全钢丝子午线轮胎的胎体只有一层钢丝帘布， LODA RANGE G中的G表示14层级。 但其胎体强度相当于14层甚至更多层棉纱的强力。为 负荷范围 -负荷范围与层级对照表 延续传统，全钢胎的轮胎强度仍然用 14PR、16PR、 18PR等表示。 负荷范围 A B C D E F G H J L M N 层级 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
2018年11月23日4时55 分
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4、 全钢丝子午线轮胎技术标识
全钢丝子午线轮胎与斜交轮胎的区别主要是结构上的不同，但是 这些内部结构的变化对成品胎来说外表是看不见的，那么怎样识别呢？ 只要仔细看轮胎胎侧上的标识即可，全钢丝子午线轮胎胎侧上常用的 标识有：
侧板图
2018年11月23日4时55 分
国内全钢丝子午线轮胎除用中文 “全钢丝子午线轮胎”标明外， 一般均有英文“ALL STEEL RADIAL”标识。佳通公司的PW、GT和
子午线轮胎的结构设计与制造工艺
子午线轮胎的结构设计与制造工艺学习目的与要求通过学习掌握子午线轮胎的技术设计及施工设计方法；熟练了解子午线轮胎的构造和结构特点；掌握子午线轮胎的成型工艺；了解半成品部件准备及硫化工艺。
第一节子午线轮胎的分类及组成一子午线轮胎的分类（一）按用途不同分类目前子午线轮胎按轮胎用途来分，多数为轿车子午线轮胎、轻载子午线轮胎、载重子午线轮胎等；另外许多力车胎、工程胎、农业胎、工业胎也部分进行了子午化。
（二）按所用骨架材料不同分类（1）全钢丝子午线轮胎：子午线轮胎的带束层和帘布层均为钢丝材料制作。
（2）半钢丝子午线轮胎：子午线轮胎的带束层由钢丝材料制作，帘布层为纤维材料制作。
（3）全纤维子午线轮胎：子午线轮胎的带束层和帘布层均为纤维材料制作。
一般载重胎多数为全钢丝子午线轮胎，而轿车胎和轻卡胎多为半钢丝子午线轮胎或全纤维子午线轮胎。
二子午线轮胎的组成目前子午线轮胎的种类很多，下面主要以轿车子午线轮胎、轻载子午线轮胎、载重子午线轮胎为例进行介绍子午线轮胎的组成。
（一）轿车子午线轮胎的组成轿车子午线轮胎由胎面、冠带层、带束层、胎体帘布层、气密层和胎圈等部分组成。
轿车子午线轮胎的断面图见图4-1。
1.胎面胎面由胎冠胶和胎侧胶组成。
胎冠胶为一个整体胶件，可不分基部胶和冠部胶。
胎侧胶主要用于保护胎体帘布层，一般子午胎的胎体层数少，所以胎侧胶厚度需要厚一些。
由于子午胎胎体柔软弯曲变形大，故要求胎侧胶的耐屈挠疲劳性能和耐光老化性能好。
2.冠带层冠带层附加在带束层上面，一般用1~2层尼龙帘布制成，帘线角度为90︒(即帘线与胎冠中心线平行)，用于提高轿车子午线轮胎的高速性能。
图4-1 轿车子午线轮胎的断面图3.带束层是轿车子午线轮胎主要受力部件，一般由两层钢丝帘布组成，但也可选用多层模量高、变形小的纤维帘布，如芳纶纤维。
帘线角度约为65-72︒。
可根据轮胎的速度和扁平率来选择带束层的帘线角度。
4.胎体帘布层胎体一般由1~2层纤维帘布组成，帘线角度为0︒（即帘线与胎冠中心线垂直）排列。
子午胎生产工艺相关设备(简
轿车子午胎断面抹黄图第四章子午胎生产工艺及相关设备第一节概述子午线轮胎简称子午胎，国际代号为“R ”，其结构特点是：胎体帘线排列像地球的子午线的形式，而小角度带束层接近于周向排列，像刚性环带一样紧紧箍在呈子午线排列的胎体上。
子午线轮胎结构上的特点，给它带来如下许多实际使用上的优越性和显著的技术经济效果：1、 减震性能好。
2、 耐磨性好3、 抓着性好。
4、 行驶温度低。
5、 高速性能好。
6、 滚动阻力低，节油。
7、 使用子午线轮胎的汽车尾气排放量减少，对空气的污染减轻，噪音也比斜交胎低。
8、 使用寿命长。
子午线轮胎主要由胎冠、胎侧、胎圈三大区域组成。
胎冠部分有胎面、带束层、帘布层和胎肩垫 胶；胎侧部分有胎侧胶、帘布层；胎圈部分有钢丝圈、钢丝圈填充胶、帘布层和胎圈钢丝加强层等。
轮胎的胎里一般都有气密层。
子午胎各部件组成示意图如下：20^全钢载重子午胎断面示童图■o -章窮恵下悭横帼 tfeirifjjgI LB 起an 护 灯耐t于口也布artrip曲 MTRfiAD BAN口;&REAKEF ftE Ll rCAFlOl^S PI YSIE3EWAUL•册鬆黑F1LI EFtSTEELiHEENFOHCEMENTBEAD轻卡子午胎子午线轮胎与斜交胎相比制造精度高，制造工艺也更加复杂，具体可概述如下:1、制造精度要求咼2、材料分布均匀性要求高3、工艺粘合性要求高载重子午线轮胎外胎制造工艺流程如下所示载重子午胎制造工艺流程图.doc轿车子午胎外胎制造工艺流程图如下所示：主要制造工艺分为：生胶混炼，胎面、胎侧、胎肩垫胶和胶芯制造，胎体、带束层制造，各种型胶部 件制造，胎圈制造，外胎成型，外胎硫化，外胎成品的在线检测等。
子午线轮胎生产所涉及的主要设备如下表所示:胶料、部件及 生产工序选用的主要装备混炼胶密炼生产线 胎面、胎侧、胶芯及肩垫胶等 多复合挤出生产线 胎体 四辊压延生产线带束层纤维材料采用四辊压延生产线， 钢丝材料采用挤出或四辊压延生产线气密层及粘合胶片 压延或辊筒机头挤出生产线 钢丝圈 胎圈钢丝挤出机 各种型胶 挤出机或出型压延机成型一次法成型机，两次法成型机3 锢BI 三饰般条馄炼胶 険炼陵糊ii.腑狮布船朋釜内衬摧曲血处布 混炼胶混炼腔混博胶纤唯帘找1内柚誣敝黎逼愴段懂切^Y ©©JE HI從臓他H 建蛊曜断耳捡头 肋鐵illiil#:L 对悄闍磴型刖I ； %混烷住o 兄也纵盘鑽冲圧 黔融 小师 混炼股断面图F 滋币和混捕胶規冲层压世 皿貼由ztF^tua^2<| [WJtRO^isL 曜盖脱条\9段锯验和1腑鼻齢踐胶餉ft 帘布阳车子午盼工艺航程图P.C 舗二孜底里暮肌目检和 魅朴室内实筆子午线轮胎生产工艺条件：1、对温度和湿度的要求2、对紫外线和臭氧的要求3、对灰尘的要求第二节炼胶工艺及密炼机发展一、子午线轮胎胶料生产的主要工艺过程1原材料生产前的准备A 阶段：到达仓库B 阶段：在仓库卸料和储存C阶段：取样和控制D阶段：混合和热空气加温室E 阶段：密炼机储斗F阶段：密炼机储油罐G 阶段：称量H 阶段：在密炼生产线上使用当原材料通过了前述的所有阶段，就可用于母胶和终炼胶的制造。
12R22.5_18PR_55_低滚动阻力全钢载重子午胎的设计
55中国橡胶应用技术APPLIED TECHNOLOGY 近几年随着国家限载政策的出台，全钢载重子午线轮胎的产品结构和类型发生了较大的变化，低滚阻、节油型轮胎广泛应用于商用车辆和乘用车辆，成为当今汽车制造商和消费者的热门选择。
未来几年内，低滚阻轮胎需求可能呈现出强劲增长的态势。
为满足国内外市场的需要，同时也为调整产品结构及提高产品附加值，神州轮胎公司相继低滚动阻力全钢载重子午胎的设计罗忠林 李世军宁夏神州轮胎有限公司罗忠林，男（1976-），宁夏神州轮胎有限公司总工程师，主要从事轮胎设计和技术管理工作。
作者简介摘 要：介绍12R22.5 18 PR 无内胎全钢载重子午线轮胎的设计。
结构设计：外直径1078mm，断面宽300mm，行驶面宽度230mm，行驶面弧度高7.0mm，胎圈着合直径569.5mm，胎圈着合宽度240mm，断面水平轴位置（H 1/H 2）0.92，花纹深度15mm，花纹周节数50，花纹饱和度75%，采用4条纵向花纹沟设计。
施工设计：胎面采用三方四块结构，胎体采用3×0.24/9×0.225CCST 钢丝帘线，1#、2#和3#带束层钢丝采用3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线，4#带束层采用5×0.35HI 钢丝帘线。
采用一次法成型机成型，蒸锅式硫化机硫化。
成品轮胎试验结果表明，成品的外缘尺寸、强度性能、耐久性能和滚动阻力系数值均符合相应设计和标准要求。
关键词：全钢载重子午线轮胎；滚动阻力；结构设计；施工设计开发了一系列低滚阻全钢载重子午线轮胎产品。
现将其中的12R22.5 18PR 规格的设计情况简介如下。
一、技术标准参考GB/T 2977-2016确定12R22.5 18PR 全钢载重子午线轮胎的技术参数为：标准轮面示意见图1。
5.胎面花纹胎面花纹设计对轮胎滚动阻力也有影响。
一般情况下纵向花纹比横向花纹具有更低的滚动阻力。
子午线轮胎的结构及生产工艺 (1)
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子午线轮胎结构设计
轮胎的标识
轿车轮胎胎侧标识 商标；轮胎规格；负荷指数；速度符号；无内胎轮胎标 记；生产地；胎侧帘线层数和结构；胎冠帘线层数和结构； 花纹代号；轮胎制造厂商；美国轮胎品级标记（3T标记）： 胎面温度等级、胎面牵引等级、胎面磨耗指数；适合澳大利 亚、加拿大、美国使用的气压和负荷值；巴西认证标记；美 国交通安全认证标记、产品代码；欧盟安全认证批准代码； 子午线轮胎标记；生产日期；CCC认证标记。
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子午线轮胎结构特点
子午胎的优越性
● 滚动阻力低、节省燃料 ● 高速安全、生热低 ● 耐磨、耐刺、耐用 ● 减震、舒适 子午胎帘线的排列方式，消除了斜交 胎交叉排列层间剪切移动造成的内部 磨擦，因此生热低，消耗能量少。此 外，由于胎体帘布层数较少，胎侧较 薄，也便于内部积热的散发。 又因 周向变形小，故滚动阻力比普通斜线 胎小20%-30%，滑行距离多35%左 右，因此，使用子午线轮胎不但可提 高汽车的行驶速度，还可提高汽车燃 油经济性（一般可降低油耗6%-12%， 新一代子午胎更节油，如绿色轮胎进 一步降低滚动阻力23%~26%）。
● 操纵稳定性好。
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子午线轮胎结构特点
● 2 高速安全、生热低
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子午线轮胎结构特点
● 高速安全、生热低
表1-6 不同结构(9.00R20，9.00R20-14PR 9.00-20-14PR )轮胎的机床试验温度测定
带束层温度/0C 1 65 75 83 76 102 2 65 65 72 74 102 3 78 67 72 73 87 4 74 62 74 91 97 5 60 69 84 95 110 平均 68 68 77 82 101
全钢轮胎制造工艺流程
Metallic Cord Inlet in the Calender 压延机钢丝帘线入口
压延生产线（主要用于生产胎体、带束层、子口包布）
压型生产线（主要用生产复合内衬层、胶片）
钢圈制造工序
Assembling plate for dimensional stability of Apex
预备工艺及装备
预备工艺主要是生产组成轮胎所需的各种 部件的工序。
主要工序有：压出、压延、压型、钢圈制 造等。
Duplex aggregat for TBR production
双复合挤出机载重胎胎面生产
2
■ Head and all
extruders fitted into steel structure三ຫໍສະໝຸດ 角胎包半圈
硫
缠 绕
圈
化
胶 芯 贴 合
成型 喷涂 硫化 X光检验 外观检验 偏心度检验 成品入库
炼胶工艺及装备
炼胶工艺是将橡胶、炭黑、油料及各种配 合剂利用密炼机混炼成胶料的工序。
主要工序有：炭黑输送系统、油料输送系 统、配合工序、密炼工序、流片工序等。
四楼
配料
炭黑斗
炼胶工艺流程示意图
二楼
三楼
微机室
硫化工艺及装备
硫化工艺主要是利用硫化机将成型工艺生 产的各种轮胎生胎胚在一定的压力、温度、时 间条件下硫化成成品轮胎的工序。
主要工序有：硫化、外检、X光、外观修 补。
一 硫化设备：
子午线轮胎长期使用的硫化设备是A型（AFV 型）和B型（BOM型）两大类硫化机。
活络模和两半模型：
子午线轮胎的外胎硫化使用的模型有活络模和两 半模两种。同规格轮胎的胎胚定型后的外直径，用 活络模的可以大到接近成品外直径；用两半模的只 能小于轮胎模型花纹底部直径，才能使胎胚安置在 模型中充压硫化。
轮胎生产流程、生产工艺
第一节、生产流程及生产工艺合理的结构设计，配方设计,优质的原材料和科学的工艺条件，需要高精度的生产过程。
必须从生产工艺装备上形成比较完整的生产流水线及专用的辅助设备,保证生产工艺技术先进、严格、科学合理。
否则再好的设计，保证不了轮胎加工质量和精度，生产过程控制不好，也不可能有好的产品质量.生产过程主要包括:胶料制备、纤维帘布压延、各种型胶压出、钢丝帘布压延、裁断、钢丝圈制造、轮胎成型、硫化、白胎侧打磨和喷涂保护液、成品检测等几个主要工序.现将主要的工艺介绍如下：1、胶料制备：▲混炼工艺混炼工艺是子午胎生产的重要环节。
子午胎胶料的特点是碳黑填充量大，胶料硬度高，加入的助剂多,混炼困难。
根据不同的胶料要求和配方特点,确定的混炼工艺是不同的。
混炼过程分为母炼胶和终炼胶，母炼胶通常还分为一段母胶、二段母胶或三段母胶等。
碳黑的用量越大混炼的段数越多。
在整个的胶料制备过程中,要保证两个方面的过程得到有效的控制，一个是称量系统,要保证各种配方的橡胶和助剂等材料称量准确，二是要求在混炼过程中温度、时间、功率等工艺参数得到有效的控制，这些参数直接影响到混炼胶的质量的好坏。
目前各种物料的称量和输送和生产过程的工艺参数基本采用自动称量系统，由计算机自动控制，保证胶料的质量。
混炼系统一般包括为:小料自动称量系统碳黑储罐及称量系统工艺油储罐及称量系统隔离液储罐和循环系统上辅机控制系统密炼机下辅机系统用于母胶混炼密炼机一般容量大，效率高，如PX—420密炼机、GK400等，其下辅机为螺杆挤出机；用于终炼胶的密炼机为GK255密炼机、GK270N密炼机，其下辅机为开炼机，主要保证胶料的温度能尽快降低.密炼机密炼机是胶料混炼最重要的设备。
根据转子的不同密炼机可分为很多种。
ZZ2型转子具有排胶温度低、效率高、分散性好等特点，其炼胶性能均优于其它类型密炼机，特别适用于子午胎胶料的终炼。
4—Wing为四棱切线型转子，它具有较大的填充系数和能量输入，由于胶料在混炼室内得到最充分的流动，使其具有较高的出胶量和炼胶质量.PES3啮合型转子有较宽的棱部，能使胶料沿螺旋型棱部不断更新胶面，能消除流动很小的滞流区。
第四章子午线轮胎结构设计
轻型载重汽车轮胎负荷计算公式为:
W 0.231K 0.425 P0.585 Sd1.39 (DR Sd )
S
S1
1800
sin 1 (W 141.3
钢丝帘线主要用于子午线轮胎的胎体 及带束层，其主要特点是耐热性极好，强 度高，同时伸长率极小，对保持轮胎尺寸 稳定性极为有利。
例如:全纤维子午线轮胎主要为轻型轿 车轮胎和拖拉机轮胎，半钢丝子午线轮胎 主要为高速轿车轮胎和轻型载重轮胎， 9.00R20以下的中型载重轮胎。全钢丝子午 线轮胎主要适用于重型载重轮胎和工程轮 胎，9.00R20可用全钢丝，亦可用半钢丝。
自80年代起呈现出许多新的轮胎设计方法，如：
普利斯通公司的RCOT (最佳滚动轮廓)理论，适用于轿车子 午线轮胎的设计；TCOT(最佳张力控制)理论，适用于载 重子午线轮胎的设计；
日本横滨公司的STEM(应变能量最小化)理论。 日本东洋公司的DSOC(动态模拟最佳化轮胎形状)理论，适用
于载重子午线轮胎的设计； 前苏联的CSSOT(应力－应变周期优化) 理论，它除考虑轮胎
子午线轮胎断面最宽点半径的位置要比斜交 轮胎的高，能使其变形落在水平轴以上带束层端 点以下的上胎侧高(H2)区域之内，并减小下胎侧 高(H1)区域的应力和胎圈的应力。由于子午线轮 胎胎体帘线呈径向排列，其钢丝圈承受力要比斜 交轮胎的大，故断面最宽点半径要取得高一些来 减轻承受力。
一般轿车子午胎的H1/ H2取值为1.0～1.2， 载重子午线胎最高可达1.4。
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第一节子午线轮胎结构特点1948 年，法国米其林轮胎公司试制生产了全世界第一条全钢丝子午线轮胎。
由于子午线轮胎具有耐磨、节油、乘坐舒适、牵引性，操纵稳定性及高速性能好等优点，使其获得了极快的发展。
子午线轮胎与普通斜交轮胎相比，具有许多斜交轮胎不具有的优点。
而赋予子午线轮胎优越性能的根本原因，则在于子午线轮胎与普通斜交轮胎的结构不同。
子午线轮胎的主要结构特点有以下几点。
①胎体帘线各层间相互平行地由一胎圈到另一胎圈成子午线方向（与胎冠中心线呈90º）排列。
轮胎内压对胎体帘线产生的应力比普通斜交轮胎少一半，而且所有帘线按照受力方向排列，每根帘线充分受力，因而子午线轮胎可以减层，一般比斜交轮胎少40～50%，轮胎层数可以为偶数，也可以为奇数。
而斜交轮胎胎体帘线则按48º～50º交叉排列，胎体承受内压盈利的80～90%，且必须为偶数层。
②子午线轮胎带束层（缓冲层）是主要受力部件，承受轮胎内压总伸张应力的60～75%，采用70º～75º大角度，像一个刚性环带沿周向禁箍在子午排列的胎体帘线上，极大的限制了胎体周向变形，故耐磨性、稳定性极好。
而斜交轮胎缓冲层只起保护胎体、缓和冲击的作用。
因此，子午线轮胎设计主要是带束层设计，使轮胎在力学性能上获得平衡。
③由于胎体帘线子午排列，能最大限度发挥帘线强力作用，但胎体侧部因层数少柔软且刚性不足，法向变形较斜交轮胎增大25～30%，胎侧部位屈挠变形大，不耐刺穿，同时，子午线轮胎的胎圈部位承受内压伸张应力比斜交轮胎高30～40%，胎圈易早期损坏，故胎圈部位设计是子午线轮胎设计中的另一个重点。
子午线轮胎构造轮胎工业的发展应追溯到16 世纪初，在巴西发现天然橡胶后，古人用胶乳制成原始的胶球、胶鞋及各种橡胶制品。
1833 年有人利用高弹性的橡胶尝试减弱马车行驶时所承受的冲击。
1839 年美国科学家固特异发明了硫化技术，使得橡胶制品广泛应用。
1888 年英国医生约翰•布义的邓禄普发明了充气轮胎。
1889 年美国人巴尔特列取得楔宁轮胎专利权。
1890 年又成功研制出由外胎和内胎组成的力车轮胎，为充气轮胎的发展打下良好基础。
1895 年发明汽车，扩大的充气轮胎的应用范围。
1933 年法国米其林公司首创出钢丝斜交胎后，于1948 年相继生产出钢丝子午线轮胎，震动世界各国，促使子午线轮胎的迅速发展。
1970 年美国费斯通公司试制橡塑并用的浇注轮胎，未获成功。
奥地利LIM 公司经过20 多年的研制，于80 年代生产出首批农业浇注轮胎，轮胎浇注工艺的突破，将有可能导致轮胎生产技术上的根本变革。
轮胎工业近年来发展迅速，轮胎产量、质量、品种、设备均有较大的提高与发展，但与国外先进水平相比，差距仍然很大。
国外比较知名的轮胎企业有：法国的米其林，日本的普利斯通，美国的固特异，德国的大陆，韩国的锦湖，新加坡的佳通等。
我国的橡胶工业起步晚，创始于1915 年，比资本主义国家晚了近100 年，我国的轮胎企业是在建国后才获得了新生。
现在已打出品牌的有青岛黄海集团的黄海牌，威海三角集团的三角牌，华南轮胎厂的万力牌，贵州轮胎厂的前进牌，中国台湾的正新等。
一、子午线轮胎的优点1．胎面耐磨胎体帘线角度为0º，带束层帘线角度为15º～24º，角度小、刚性大。
带束层中的每根帘线的长度大于胎面接地长度，轮胎滚动时的移动小。
当汽车转弯时，扭转方向盘的角度小，可减少轮胎的侧滑。
子午线轮胎的滚动周长大于斜交轮胎。
它的胎面耐磨性比斜交轮胎高40～120%。
2．滚动阻力小因为子午线轮胎胎体角度为0º，滚动时帘线之间无剪切应力，滞后损失小。
3．牵引性能好胎体中带束层的纵向刚性大，刹车距离短，胎面不歪扭，使之在干温路面上的性能都比较优越。
4．转弯能力大子午线轮胎的侧向力比斜交轮胎高。
侧向力的大小与带束层的材料有关，选用钢丝帘线可提高70%，采用纤维帘线可提高50%5．舒适性好6．生热小、散热快、高速行驶性能好胎体层数少，胎侧柔软，胎冠变形小，附着性能好。
特别是低系列的子午线轮胎，它的操纵性和稳定性明显的优于斜交轮胎。
7．耐刺扎（耐机械损伤）二、子午线轮胎的结构特征1．子午线轮胎与斜交轮胎结构的对比a．断面结构斜交轮胎：由胎面胶、胎侧胶、胎体帘布层、缓冲层、钢丝圈（包括三角胶芯及包布）、油皮胶、隔离胶及胎圈包布等组成。
子午线轮胎：由胎面胶、胎侧胶、胎体帘布层、带束帘布层、胎肩垫胶、胎束帘布层差及胶、内衬层（油皮胶）、三角胶芯（有时分上下胶芯）、胎圈包布（或加强层）、钢丝圈（包括钢丝圈包布或包胶）以及各种填充胶等。
b．子午线轮胎与斜交轮胎结构特征对比斜交轮胎子午线轮胎1胎体层+缓冲层胎体层为主要受力部件，承担内压应力的80～90%胎体层+带束层带束层为主要受力部件，承担内压应力的60～75%，胎体层所受应力小，因此胎体层数少2 胎体强力随轮胎规格增大而增大带束层的强力随轮胎规格增大而增大3 胎体层数为偶数胎体各层帘线呈交叉排列胎体层数可偶可奇胎体各层帘线平行排列4胎体帘线，胎冠角度α=34º～42º（β=48º～56º）缓冲层的角度一般与胎体相同，有时比胎体层大1º～2º带束层帘线角度α=15º～24º（β=66º～75º）胎体帘线胎冠角度α=90º5 钢丝圈个数为1～3 格，使轮胎规格的大小层数而定，其断面为方形或长方形一般为单钢丝圈，其断面形状为六角形或圆形（轿车子午胎，现多用方形或长方形）6 胎圈所受应力比子午胎小，钢丝圈中的钢丝根数较子午线轮胎少胎圈所受应力比斜交胎大30～40%，钢丝圈中的钢丝根数比斜交胎多7 胎侧较厚，变形较小胎侧薄、变形大，胎侧胶相对比斜交轮胎厚2．子午线轮胎与斜交轮胎应力与变形对比A. 在充气状态下a .斜交轮胎胎体各层帘线交叉排列成菱形，缓冲层的角度与胎体层帘线角度相似。
胎体为主要受力部件，承担内压应力的80～90%，决定轮胎的形状子午线轮胎胎体帘线相互平行，帘线角度为90º，带束层帘线排列接近周向，为15º～24º，带束层为主要受力部件，承担内压应力的60～75%，它的结构决定轮胎的形状。
b .斜交轮胎充气时，外直径和断面宽膨胀较大。
一般外直径膨胀～1%，断面宽膨胀8～17%。
子午线轮胎充气后，外直径变化很小，或基本不变，断面宽膨胀的大小，随胎体帘线的类型及高宽比的变化而有不同，但尼龙斜交轮胎小很多。
人造革基本不变2%c .在内压作用下，斜交轮胎胎体帘线应力，在胎冠部达到最大，然后由胎冠向胎圈逐渐减小，胎圈部的内压应力最小。
子午线轮胎胎体帘线内压应力在断面各点上基本相等。
因此，胎圈部的内压应力高于斜交轮胎，通常高30～40%，胎圈必须加强。
由于带束层承担大部分内压应力，在断面上各点的连线内压应力又相同，说明子午胎胎体帘线应力比斜交轮胎小，所以胎体帘布层的层数比斜交胎少。
B. 在负荷状态下a . 在负荷下子午线轮胎的径向变形比斜交轮胎大，一般为14～20%，载重斜交胎为10～12%。
使得子午线轮胎的静半径小于斜交轮胎，负荷下的断面宽大于斜交轮胎。
但由于胎冠有几乎不变形的钢丝带束层，它的滚动半径比斜交轮胎大。
b .印迹形状斜交轮胎印迹的中部变窄，同时该部位的花纹沟变窄。
子午线轮胎的印迹形状为矩形，印迹的中部及花纹沟的宽度均不变。
C．在滚动状态下斜交轮胎在高速行驶时，由于离心力的作用，其外直径显著增大，相应的断面宽明显缩窄。
轮胎很容易损坏。
子午线轮胎它的冠部有坚固的钢丝带束层箍紧，在高速滚动时，外直径和断面宽变化都不大，即轮胎的整体形状变化很小。
三、外轮廓设计1、外直径D 和断面宽B 的确定轮胎在充气状态下工作，充气时轮胎的外直径和断面宽都会膨胀。
由于子午线轮胎与斜交轮胎结构有很大的差异，充气后的变形远比斜交轮胎小，因此，子午线轮胎的模型外直径和断面宽都比斜交轮胎大。
轿车子午线轮胎B=D=～载重子午线轮胎B= ～D=～近年来由于轮胎进一步扁平化，从轮胎的应力分布和工艺需要，现在的轿车子午胎普遍采用加宽轮辋设计。
即在标准轮辋宽度的基础上加大其宽度作为设计轮辋宽度。
一般轿车子午线轮胎加宽0～2′′轻载子午线轮胎加宽0～1′′设计轮辋加宽后，相应的模型断面宽B 也要做适当调整，才能达到国家的标准要求。
调整的规律与斜交轮胎基本相似。
轮胎的断面高H： H=(D-d)/2式中： D 模型外直径；d 模型内直径2、行驶面宽度b 和弧度高h 的确定几年来先后剖析了米奇林、普利斯通和固特异等等轮胎公司的产品，从剖析的数据来看，行驶面的宽度一般等于或大于标准轮辋的宽度，行驶面的弧高也较小。
轮胎类型轮胎规格厂牌R 20 米其林11 R 22.5 米其林载重子午线轮胎 11 R 固特异轻型载重 R 16 普利斯通子午胎 R 15 米其林205/60 VR 15 米其林195/70 R14 米其林―轿车子午线轮胎225/60 R16 米其林―3、断面水平轴的位置子午线轮胎与斜交轮胎一样，负荷下变形最大的区域在胎侧。
因子午线轮胎胎圈应力比斜交轮胎大，为了减小胎圈的应力，水平轴的位置应适当上移，即增大载重子午线轮胎 295/80 固特异225/75 R 16LT 固特异R 15 米其林轻型载重子午线轮胎R 16 普利斯通205/60 VR15 米其林225/60 R16 固特异轿车子午线轮胎205/55 R15 固特异4、胎肩形状胎肩是子午线轮胎薄弱环节之一，最易出现质量缺陷，如肩空爆破等。
在设计胎肩形状时，应设法减小胎肩应力，避免应力集中。
为了避免带束层边缘产生脱空等质量问题，应将变形区移至下胎肩和上胎侧之间。
因为子午胎胎冠十分坚硬，胎侧又十分柔软，如果像斜交轮胎一样用切线向胎侧过渡，势必使胎肩应力增大，最好选用适应其变形的各种弧线过渡。
另外在确定内轮廓曲线时，要适当减小下胎肩的厚度。
在高速轿车子午线轮胎设计时，有时还采用胎肩向胎侧突然过渡的方法，将胎冠和胎侧的作用分开，达到避免应力集中保护带束层端点的目的。
四、胎圈结构特点轮胎的胎圈承受着内压应力、制动力矩、离心力以及与轮辋过盈配合时的过盈力等。
胎圈承受的应力比斜交轮胎大，是子午线轮胎的又一薄弱环节。
因此，设计时必须采取措施加强胎圈，提高胎圈的刚性和强度。
1．加大三角胶芯，提高三角胶芯胶料的硬度，或采用复合胶芯，在必要时增设补强帘布和胶条。
2．保证胎圈从较硬的胎圈向柔软的胎侧均匀过渡，避免应力集中。
3．改进钢丝圈结构，提高钢丝圈的强度。
现在轿车子午线轮胎仍采用19＃钢丝，与斜交轮胎相同：轻型载重和载重子午线轮胎一般都采用强度较高的钢丝，并要求具备高延伸性。