[工学]全新概念轮胎成型设备.ppt

全新概念轮胎成型技术1.引言 Introduction• 众所周知，轮胎工业发展到如今已逾百年走过上百年 的历程，传统轮胎生产工艺至今已日臻完善，从胶料混 炼、部件准备(压延、压出)、成型、硫化到成品质量检 验，各个阶段的自动化程度都非常高任何事物在发展 到一定历史高度之后，再继续往更高的目标迈进，其难 度将非常大这时，若能够从另一个角度或换一种方法 去思考和突破，则往往会有更好的效果和较大的收获 全新概念轮胎制造工艺技术就是在这样的背景下，遵循 这样的思路开发出来的 1.引言 Introduction• 全自动化生产一直是轮胎制造业界追求的目标，也是全球 轮胎工业发展的潮流近些年来，轮胎生产工艺自动化已 朝着两个方向发展：现有传统工艺的不断完善和全新概念 技术的开发应用 从广义上说，全新概念技术也就是反传统的、革命性的 技术目前，已经在该领域崭露头角的有米其林C3M技术 、大陆MMP技术、固特异IMPACT技术、三海CCC技术 、普利司通ACTAS技术和倍耐力MIRS技术 2. 全新概念轮胎制造技术经济指标 3.米其林C3M技术 C3M的全称为：Command+Control+Communication&Manufacture ； • 译为：指挥、控制、通讯及制造一体化系统。

C3M有如下5项技术要点： • ①连续低温混炼； • ②直接压出橡胶件； • ③成型鼓上编织／缠绕骨架层； • ④预硫化环状胎面； • ⑤轮胎电热硫化 3.米其林C3M技术• C3M的关键设备是特种编织机和挤出机 • C3M技术通过以成型鼓为核心，合理配置特种编织机组和挤出机 组而得以实现 • 特种编织机环绕成型鼓编织无接头环形胎体帘布层和带束层，并 环绕成型鼓缠绕钢丝得到钢丝圈 • 挤出机组连续低温(90℃以下)混炼胶料，压出胎侧、三角胶条以 及其他橡胶件 3.米其林C3M技术• C3M的工艺特点是： • 部件既不经过冷却／停放，也不需要再加工或预装配，直接送到 成型鼓上一次性完成轮胎成型 • 在成型过程中，成型鼓一直处于加热状态，胎胚在成型的同时被 预硫化从而达到定型 3.米其林C3M技术• 米其林于1982年开 始研究C3M技术， 1992年宣布研究成 功，次年在总部所 在地--克莱蒙费朗 (Clermont- Ferrand)建第一间 C3M厂，1998年底 已发展到6间厂4.大陆MMP技术 MMP的全称为：Modular Manufacturing Process； 译为：积木式成型法。

众所周知，传统的轮胎生产工艺由四大工序组成： ①塑／混炼； ②压延和压出； ③成型； ④硫化 现有的轮胎厂，除部分通过购人成品混炼胶而省缺第一道工序外， 大多数是上述四道工序全部齐备 4.大陆MMP技术MMP打破传统轮胎厂四大工序齐备的模式，将四大工序分割成两 大块来操作 第一块包括了传统工艺的第一道工序(塑／混炼)、第二道工序(压延 和压出)以及第三道工序的前半部分(胎体成型)； 第二块包括了传统工艺的第三道工序的后半部分(贴带束层、上胎面 )和第四道工序(硫化) 执行第一块生产任务的工厂被称之为“平台“，执行第二块生产任务 的工厂被称之为“卫星厂“平台负责生产轮胎基本构件并进行预 装配，卫星厂负责整体装配并完成轮胎制造工艺最后硫化通常 ，一个平台可配置多间卫星厂，构成辐射网络 4.大陆MMP技术• 平台产品(轮胎基本构件)实行标准化，也就是说同一规格，不同 品牌、不同系列的轮胎，除胎面、带束层不同外，其余基本构件 全部相同从平台下线的胎体已经过预硫化视产品技术要求不 同，贴带束层也可在平台上完成 • MMP技术的最大特点就是一种“基本构件生产厂+总装厂“的新模 式平台(基本构件生产厂)设在劳动力成本低的地区，降低生产 成本；卫星厂(总装厂)设在技术发达的地区或处于市场战略位置 的地区，一来保障产品质量，二来达到成品就地供货的目的。

4.大陆MMP技术• MMP的最初构想为大陆公司采购与战略资源部经理 Bernadatte Hausmanr提出，1993年底获立项，1996年6月首间 全规格MMP示范厂在德国投产，1997年初MMP技术通过大陆公 司董事会评审，至此拉开了全球范围应用的帷幕 5.固特异的IMPACT技术 • IMPACT的全称为： Integrated Manufacturing Precision Assembly Cellular Technolo gy； • 译为：集成加工精密成型单元技术 • 若将缩写IMPACT看作是单词Impact，其英文意思为“碰撞、冲击 、影响“因此，海外业内传媒有将IMPACT谑称为Impact的，意 喻对传统制造技术产生冲击的新技术 5.固特异的IMPACT技术• IMPACT有四大要素(又称四大单元)： • ①热成型机(Hot Former)； • ②改进控制技术，提高生产效率； • ③自动化材料输送； • ④单元式制造 • 上述四要素既可以单独使用，也可以组合起来使用，而且无论是 某个要素还是整个系统与现有的轮胎工艺流程都能够紧密结合成 一体IMPACT不会像其他新一代轮胎制造系统那样与现用系统 不兼容。

5.固特异的IMPACT技术对整个橡胶业界而言，热成型机似乎是闻所未闻的新工装设备，其 实它由多台微型型材压延机(Mini Contour Calender)、冷喂料挤 出机和一条钢质运输带构成压延机的两个辊简直径在700mm 左右，它与传统压延机不同之处在于：①有一个辊筒是型辊；② 双辊温度超过传统压延工艺温度钢质运输带又称移动轨床 (Moving Tracked Bed)，由两个导辊和一条不锈钢薄带构成，其 最高速度为15米／分，通常以8-9米／分的速度运行每台压延 机配备一台冷喂料挤出机，后者负责向前者供料对冷喂料挤出 机没有什么特殊要求，目前在用的普通型即可，至于它的规格则 必须与在该工位压出／贴合的轮胎部件的体积流量相匹配，保证 供给压延机足够的胶料 5.固特异的IMPACT技术• 目前固特异已经研制出两种热成型机，其中一种七工位，适用于 卡车轮胎生产，另一种为四工位，适用于轿车轮胎生产七工位 热成型机由7台微型型材压延机组成，移动轨床将这7台压延机连 接成一个整体，可压出7种不同的轮胎部件并同时完成部件与部 件之间的定位和组装／贴合 5.固特异的IMPACT技术七工位热成型机的工作流程如下：第一工位的微型型材压延机压出气 密层胶片，胶片落在移动轨床，移动轨床将其输送到第二工位；第 二工位的压延机压出隔离胶片，敷设在气密层胶片之上，型辊同时 将其压实，完成两层胶片的热贴合；第三工位的压延机压出胎侧胶 ，敷设并贴合在上述组件两侧；第四工位的压延机压出胎圈包胶， 敷设并贴合在上述组件上的某个特定位置；第五工位的压延机压出 三角胶条，敷设并贴合在上述组件上的某个特定位置；第六工位的 压延机压出隔离胶条，敷设并贴合在上述组件上的某个特定位置； 位于第七工位的压延机压出另一条三角胶条，敷设并贴合在上述组 件上的某个特定位置。

至此，组件也运行到了热成型机的末端，在 此被卷取卷材将被送往二段成型机，在二段成型机上裁断，贴上 胎体帘布层、带束层和胎面胶，即得到生胎胚一卷卷材可成型 100~120条轮胎七工位热成型机的总长度为45~50米 5.固特异的IMPACT技术热成型机贴合不用胶浆，不但降低原材料成本，而且减少环境 污染与传统工艺相比，热成型工艺耗材下降10％，劳动用 工减少42％，生产成本节约20％ 热成型机适用于各种类型和规格轮胎的生产第一台热成 型机已于1999年7月在卢森堡(Luxem-bourg)轮胎厂投入商用 卡车轮胎生产；第二台热成型机于2001年夏天在美国丹维尔 (Danville)轮胎厂投入原配载重轮胎生产固特异拟于2001年 稍晚些时候在德国富尔达(Fulda)轮胎厂调试第三台热成型机 ，并于2002年将第四台热成型机安装在北美，这两台热成型 机将用于轿车轮胎生产 5.固特异的IMPACT技术• 现有的6种IMPACT工装设备分别为： • ①高产量四复合挤出机； • ②精密带束层裁断机； • ③精密胎体帘布层裁断机； • ④四束钢丝圈卷成机； • ⑤增强型载重轮胎成型机； • ⑥乘用轮胎成型机。

5.固特异的IMPACT技术• 在用热成型机压出胶片代替外护圈包布取得成功的基础 上，固特异大力发展注压成型钢丝圈／三角胶条组件• 2001年4月，钢丝圈／三角胶条组件注压成型机在卢森 堡轮胎厂进人最后阶段中试该机已成功地为5000条载 重轮胎提供钢丝圈／三角胶条组件目前正对工艺进行 调整，为更大批量生产作准备 5.固特异的IMPACT技术• 钢丝圈／三角胶条组件注压成型机由4部分构成： • ①经过改进的带DRC2000控制器的DesmaD710．800／4-T／R 注压机； • ②平板硫化机； • ③三工位压紧机；• ④带专用夹具的ABB机械手 5.固特异的IMPACT技术已按特定尺寸绕成特定形状的钢丝圈挂在专用挂架上ABB机械手 藉专用夹具夹持钢丝圈，放入三工位压紧机经压紧后的钢丝圈 ，由机械手送人平板硫化机注压机通过模型上的16个注胶孔往 模腔内注胶，多余的胶料由8个排胶孔排出平板硫化机的热板 不像平常那样加热到标准温度200C0以上，而是采用感应加热方 式对钢丝圈进行加热，确保钢丝圈从里向外硫化，目的是既要使 钢丝圈／三角胶条组件表面保持粘性，能够有效地与其他轮胎组 件粘合，同时又达到减少生胎在硫化工序时的硫化时间。

硫化程 度达到90％时，机械手将钢丝圈取出钢丝圈经修边后送成型工 序备用 与普通钢丝圈相比，注压成型的钢丝圈对称性更好、成品容易 修整，而且无接头，省时省工，成品质量与操作工的熟练程度无 关 5.固特异的IMPACT技术自1997年以来，固特异己投入5．16亿美元开发IMPACT项目其 中大部分(约3．52亿美元)用在改进现有生产工艺和设备上构 成IMPACT的其他三个要素，平均消耗了4000万-8000万美元的 费用所取得的成效是目前已发展到13％的卡车轮胎、1％的轿 车轮胎是用IMPACT制造出来的到2004年，这一比例将提高到 卡车轮胎33％和轿车轮胎10％ 固特异自己承认从1997年算起，大概需要20年时间才能将其遍布全 球的轮胎厂改造成都用IMPACT工艺进行生产 6.倍耐力MIRS技术 MIRS的全称为：Modular Integrated Robotized System； 译为：积木式集成自动化系统MIRS的精髓是：以成型鼓为中心，组织生产；多组挤出机配合遥控机械手，实现从胶料挤出到成型鼓直接成型 ；用胎胚气密层代替胶囊进行硫化 6.倍耐力MIRS技术MIRS只有3道工序： ①预制； ②成型； ③硫化。

6.倍耐力MIRS技术①预制预制工序有多台挤出机，每台挤出机配备规格为1×1．5m的卷取 轴架，上挂钢丝或浸渍帘线辊筒；架上的多股钢丝或帘线进入挤 出机的直角机头，与胶料一同挤出，得到补强胶条，供下游工序 使用 6.倍耐力MIRS技术②成型 成型工序有3组共8台挤出机和3对遥控机械手，分成三工位操作 成型鼓为可折叠式，中空，鼓身由8块厚20mm铝板制成，上有 小孔使鼓面与鼓腔连通成型鼓经预热进人第一工位，并绕轴旋 转；挤出机将胶料挤出到成型鼓上，机械手反复辊压胶料，挤出 空气，使胶料紧贴鼓面，得到气密层；由于鼓面是热的，胶料被 预硫化接着成型鼓进人第二工位，第二对机械手将预制工序生 产的各种补强胶条缠绕在成型鼓上，同时第二组挤出机将胶料挤 出到成型鼓上，机械手和挤出机交叉操作，逐步形成胎体帘布层 、胎圈等然后成型鼓进入第三工位，第三对机械手贴预制带束 层，挤出机组将隔离胶、胎侧胶、胎面胶直接挤出到成型鼓上， 经压实、整形得到完整胎胚胎胚连同成型鼓一起进人硫化工序 6.倍。