轮胎成型机
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第五章 轮胎成型机
第一节 概述 轮胎成型机是制造轮胎胎胚的专用机械。 外胎成型是轮胎生产过程中很重要的工 序，成型过程可看作是外胎各“零部件” 序，成型过程可看作是外胎各“零部件” 的组装过程，它在很大程度上决定着外胎 的质量。
轮胎构成
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。
上帘布筒时的受力图
成型棒装置特点
优点：操作简单、辅助设备少、适应性好 缺点：在导入帘布筒过程中，由于成型棒 与帘布筒内表面的摩擦，导致帘线排列角 度变化；帘布筒的导入不易定位；在抽棒 时帘布筒要起拱。从而影响轮胎质量。
（二）伞式扩布装置及夹持环
（三）真空吸附套帘布装置
四、包边装置
包边装置用来完成胎圈部位的帘布正、反 包，以及外包布的滚压。
成型机主轴是一根阶梯轴，要求有足够的 强度和刚度。 （一）材料选择：50Mn2，45钢 （一）材料选择：50Mn2，45钢 （二）主轴计算 1、受力分析：正包器、下压辊、后压辊、 成型鼓及胎胚 2、轴径的确定 3、主轴刚度计算
三、套帘布筒装置
套筒法成型轮胎时，成型机上需要采用把 帘布筒导入成型鼓上的装置，即成型棒装 置。
成型鼓设计时应先知道下列条件
（1）成型鼓外直径、鼓肩内直径、胎胚胎 圈部位内直径； （2）成型机主轴直径、主轴轴套外直径及 与鼓相连的构造； （3）成型鼓要求的最大宽度及最小宽度。
（四）成型鼓设计程序
1、摆叠合图 2、布点及作叠合运动图 3、计算各节点坐标值 4、用弯连杆样板检验 5、绘制造图
二、主轴
一、成型鼓 （一）类型 1、鼓式
2、半鼓式 3、半芯轮式 4、芯轮式
（二）结构
1、四瓦式成型鼓 2、六瓦式成型鼓 3、八瓦式成型鼓 4、十二瓦式成型鼓
四瓦式
六瓦式
八瓦式
十二瓦式
旋转折叠鼓的结构设计前提及原则
旋转折叠鼓的设计，可归结为采用平面连杆机构， 使组成折叠鼓的各个鼓瓦，在展开和叠拢两种状 态中，都能满足轮胎成型工艺对鼓的要求。即当 其展开时，各鼓瓦及连杆应能组成具有固定肩部 曲线的圆柱形刚性绗架，即必须是当时机构的活 动自由度为零。而当其叠拢时，由外瓦所组成的 叠合轮廓，必须能从胎胚圈口所形成的有限空间 内较自由的通过，才能将成型好的胎胚从折叠后 的鼓上顺利卸出。并且，为了防止各折叠构件的 运动发生相互干扰，使运动轨迹具有确定性，鼓 折叠时原动件为主连杆，其数为一，故必须是当 时机构的自由度亦为一。
Байду номын сангаас 无传动下压合装置
结构简单、制造容易、造价低；但因压辊回转及轴向运动 开成型鼓提供动力，故压辊对帘布筒及胎面的滚压时间随 成型鼓直径及转速变化，滚压速度受成型鼓转速限制，两 辊复位时相碰有噪音，使用寿命短。
六、后压合装置
后压合装置位于成型鼓的后方，用于外胎 成型时的反正包边、剥离及切边。 按其压辊形式可分为：半芯轮式及半鼓式 压辊包边压合装置，分别配用于半芯轮式 及半鼓式成型鼓； 按压辊加压装置的结构不同可分为：气缸 直接加压及辊臂旋转加压。
第二节 主要参数确定
机箱与成型机所能成型最大规格轮胎的成 型鼓的中心距、边缘距离、主轴与地面的 中心高，为成型机外形设计的主要依据； 中心高，为成型机外形设计的主要依据； 成型鼓的回转速度与各压合装置压辊的位 移速度的协调配合，是成型机设计的关键； 移速度的协调配合，是成型机设计的关键； 成型鼓的回转速度、各压合辊的压合力， 是成型机及其压合装置设计的主要参数。 是成型机及其压合装置设计的主要参数。
组成：机箱、成型棒装置、正包装置、下 压合装置、后压合装置、外扣圈及拉胎装 置、供布架、风压管路系统、电气控制系 统。
三、规格与技术特征
成型机的规格通常用可成型外胎的最大规 格表示。每个型号的成型机可成型一定范 围的规格轮胎。 技术特征包括：型号、成型鼓尺寸、箱体 主要部件尺寸、电机型号、转速、辅助装 置有关参数等。
两种形式轮胎结构
一、用途与分类
用途：轮胎成型机用于将帘布、钢丝圈、包布、 胎面等各种部件贴合加工成轮胎胎胚。 分类： 1、按成型鼓的轮廓类型类型分：鼓式、半鼓式、 芯轮式及半芯轮式； 2、按轮胎的帘线排列形式分：斜交轮胎成型机和 子午线轮胎成型机； 3、按成型方法分：套筒法及层贴法轮胎成型机。
二、基本结构（斜交轮胎成型机）
动态折叠成型鼓与静态折叠成型鼓 比较
动态折叠由于依靠惯性力折叠成型鼓冲击 力大，成型鼓的铰接轴销以及连杆极易损 伤；而静态折叠是利用动力折鼓，需单独 装有折鼓电机，鼓的折拢及张开较平稳、 零件不易损坏。
主轴功率的确定
成型机主轴功率是指成型过程中压合胎胚 各部件时所需的功率。
第三节 主要零部件设计
（一）1#帘布筒正包装置 （一）1#帘布筒正包装置
（二）指形包边器及拉出器
指形包边器是模仿成型时手工操作的包边 动作，完成扣圈、正包和反包；拉出器用 于把正包好的并扣上胎圈的外伸帘布翻出， 为反包创造条件。
五、下压合装置
下压合装置位于成型鼓下方，用于外胎成 型时的轴向压合，以便把帘布层之间的空 气赶出，提高帘布层间的黏着程度。 其结构形式按传动形式分：有传动，无传 动； 按加压方式分：气缸加压，气囊加压。
电动后压合装置
动作：径向（前进、后退）；轴向（分开、合并）；旋转 （正转、反转）
后压合受力
一、影响贴合粘着程度的因素
（一）被贴合面的状态 （二）贴合时的压合力 （三）贴合压力的作用时间 结论：欲提高部件之间的粘着强度，就必 需：缩短部件的放置时间，以保持部件表 面的新鲜；增加贴合时的单位压力；增加 在贴合时压力的作用时间；提高被贴合面 的温度。
二、成型机转速及主电机功率
成型鼓转速有单速、双速、三速、四速等， 由于成型过程比较繁杂，要求成型鼓能够 变速，以便更好的完成成型操作。 斜交轮胎成型机的成型鼓多为可折叠式， 根据折叠时鼓的状态折叠分为动态折叠 （惯性折叠）及静态折叠（动力折叠）鼓。
第一节 概述 轮胎成型机是制造轮胎胎胚的专用机械。 外胎成型是轮胎生产过程中很重要的工 序，成型过程可看作是外胎各“零部件” 序，成型过程可看作是外胎各“零部件” 的组装过程，它在很大程度上决定着外胎 的质量。
轮胎构成
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。
上帘布筒时的受力图
成型棒装置特点
优点：操作简单、辅助设备少、适应性好 缺点：在导入帘布筒过程中，由于成型棒 与帘布筒内表面的摩擦，导致帘线排列角 度变化；帘布筒的导入不易定位；在抽棒 时帘布筒要起拱。从而影响轮胎质量。
（二）伞式扩布装置及夹持环
（三）真空吸附套帘布装置
四、包边装置
包边装置用来完成胎圈部位的帘布正、反 包，以及外包布的滚压。
成型机主轴是一根阶梯轴，要求有足够的 强度和刚度。 （一）材料选择：50Mn2，45钢 （一）材料选择：50Mn2，45钢 （二）主轴计算 1、受力分析：正包器、下压辊、后压辊、 成型鼓及胎胚 2、轴径的确定 3、主轴刚度计算
三、套帘布筒装置
套筒法成型轮胎时，成型机上需要采用把 帘布筒导入成型鼓上的装置，即成型棒装 置。
成型鼓设计时应先知道下列条件
（1）成型鼓外直径、鼓肩内直径、胎胚胎 圈部位内直径； （2）成型机主轴直径、主轴轴套外直径及 与鼓相连的构造； （3）成型鼓要求的最大宽度及最小宽度。
（四）成型鼓设计程序
1、摆叠合图 2、布点及作叠合运动图 3、计算各节点坐标值 4、用弯连杆样板检验 5、绘制造图
二、主轴
一、成型鼓 （一）类型 1、鼓式
2、半鼓式 3、半芯轮式 4、芯轮式
（二）结构
1、四瓦式成型鼓 2、六瓦式成型鼓 3、八瓦式成型鼓 4、十二瓦式成型鼓
四瓦式
六瓦式
八瓦式
十二瓦式
旋转折叠鼓的结构设计前提及原则
旋转折叠鼓的设计，可归结为采用平面连杆机构， 使组成折叠鼓的各个鼓瓦，在展开和叠拢两种状 态中，都能满足轮胎成型工艺对鼓的要求。即当 其展开时，各鼓瓦及连杆应能组成具有固定肩部 曲线的圆柱形刚性绗架，即必须是当时机构的活 动自由度为零。而当其叠拢时，由外瓦所组成的 叠合轮廓，必须能从胎胚圈口所形成的有限空间 内较自由的通过，才能将成型好的胎胚从折叠后 的鼓上顺利卸出。并且，为了防止各折叠构件的 运动发生相互干扰，使运动轨迹具有确定性，鼓 折叠时原动件为主连杆，其数为一，故必须是当 时机构的自由度亦为一。
Байду номын сангаас 无传动下压合装置
结构简单、制造容易、造价低；但因压辊回转及轴向运动 开成型鼓提供动力，故压辊对帘布筒及胎面的滚压时间随 成型鼓直径及转速变化，滚压速度受成型鼓转速限制，两 辊复位时相碰有噪音，使用寿命短。
六、后压合装置
后压合装置位于成型鼓的后方，用于外胎 成型时的反正包边、剥离及切边。 按其压辊形式可分为：半芯轮式及半鼓式 压辊包边压合装置，分别配用于半芯轮式 及半鼓式成型鼓； 按压辊加压装置的结构不同可分为：气缸 直接加压及辊臂旋转加压。
第二节 主要参数确定
机箱与成型机所能成型最大规格轮胎的成 型鼓的中心距、边缘距离、主轴与地面的 中心高，为成型机外形设计的主要依据； 中心高，为成型机外形设计的主要依据； 成型鼓的回转速度与各压合装置压辊的位 移速度的协调配合，是成型机设计的关键； 移速度的协调配合，是成型机设计的关键； 成型鼓的回转速度、各压合辊的压合力， 是成型机及其压合装置设计的主要参数。 是成型机及其压合装置设计的主要参数。
组成：机箱、成型棒装置、正包装置、下 压合装置、后压合装置、外扣圈及拉胎装 置、供布架、风压管路系统、电气控制系 统。
三、规格与技术特征
成型机的规格通常用可成型外胎的最大规 格表示。每个型号的成型机可成型一定范 围的规格轮胎。 技术特征包括：型号、成型鼓尺寸、箱体 主要部件尺寸、电机型号、转速、辅助装 置有关参数等。
两种形式轮胎结构
一、用途与分类
用途：轮胎成型机用于将帘布、钢丝圈、包布、 胎面等各种部件贴合加工成轮胎胎胚。 分类： 1、按成型鼓的轮廓类型类型分：鼓式、半鼓式、 芯轮式及半芯轮式； 2、按轮胎的帘线排列形式分：斜交轮胎成型机和 子午线轮胎成型机； 3、按成型方法分：套筒法及层贴法轮胎成型机。
二、基本结构（斜交轮胎成型机）
动态折叠成型鼓与静态折叠成型鼓 比较
动态折叠由于依靠惯性力折叠成型鼓冲击 力大，成型鼓的铰接轴销以及连杆极易损 伤；而静态折叠是利用动力折鼓，需单独 装有折鼓电机，鼓的折拢及张开较平稳、 零件不易损坏。
主轴功率的确定
成型机主轴功率是指成型过程中压合胎胚 各部件时所需的功率。
第三节 主要零部件设计
（一）1#帘布筒正包装置 （一）1#帘布筒正包装置
（二）指形包边器及拉出器
指形包边器是模仿成型时手工操作的包边 动作，完成扣圈、正包和反包；拉出器用 于把正包好的并扣上胎圈的外伸帘布翻出， 为反包创造条件。
五、下压合装置
下压合装置位于成型鼓下方，用于外胎成 型时的轴向压合，以便把帘布层之间的空 气赶出，提高帘布层间的黏着程度。 其结构形式按传动形式分：有传动，无传 动； 按加压方式分：气缸加压，气囊加压。
电动后压合装置
动作：径向（前进、后退）；轴向（分开、合并）；旋转 （正转、反转）
后压合受力
一、影响贴合粘着程度的因素
（一）被贴合面的状态 （二）贴合时的压合力 （三）贴合压力的作用时间 结论：欲提高部件之间的粘着强度，就必 需：缩短部件的放置时间，以保持部件表 面的新鲜；增加贴合时的单位压力；增加 在贴合时压力的作用时间；提高被贴合面 的温度。
二、成型机转速及主电机功率
成型鼓转速有单速、双速、三速、四速等， 由于成型过程比较繁杂，要求成型鼓能够 变速，以便更好的完成成型操作。 斜交轮胎成型机的成型鼓多为可折叠式， 根据折叠时鼓的状态折叠分为动态折叠 （惯性折叠）及静态折叠（动力折叠）鼓。