子午线轮胎结构设计222
巨型工程车子午线轮胎活络模具结构设计
差 悬 殊 ，不 像 轿 车胎 或 卡 车 胎那 样 接 近 而可 以设
的 花纹 进 行 分析 ，根 据 其具 体 尺 寸 和结 构 确 定 活
络 模 具 的 结 构 、花 纹 分 型 线 位 置 、等 份 数 和行
程 、导 向角 、定位 等 。
１１ ． 模具 的基本 结 构选择
计 成 分 体 结 构 ，因 此 没 必 要 采 用 常 规 的 分 体 结 构 。花 纹块 与滑 块 连体 式 结 构一 般 适 用 于大 、中
１２上侧模 和 花纹块 的定 位 ．
导 向有 以下 优点 ：
（ ）降低大型工程车轮胎 活络模具 因尺寸超 １
大而带 来 的加工 及装 配上精 度控 制 的 困难 ； （ ）保 证模 具周 向定 位 的精度 ； ２
（ ）方 便 花纹块 之 间间 隙的调 整 ； ３
轮 胎在 硫 化 时会 钻 进 缝 隙 里 ，导 致 轮胎 产 生
型 的工 程轮 胎 。
目前 国内外 通 常 使用 的活 络 模 导 向机 构 按 结
构 形式 不 同分 为 “ 圆锥 面 导 向活 络模 具 ”和 “ 斜 平 面导 向活 络模具 ” 圆锥 面导 向活络模 具 结构 的 。
巨 型工 程 车 子午 线 轮 胎 活络 模 具采 用 连 体 结
构 的原 因是 ：
主 要 优 点 是 ：合 模 对 中效 果 好 、结 构 简 单 、紧
凑 、 占用 空 间 小 、机 械 加工 工 艺 性 能好 、制 造 比
（ ）花 纹块 与滑 块 连体 ，上 盖 与 上胎 侧 板 连 １ 体 ，底 座 与下 胎 侧板 连 体 ，可 以减 少 因装 配 引 起 的误差 ，并 且 因此 简 化装 配和拆 卸模 具 的程 序 ；
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎结构设计与制造技术[摘要]子午线轮胎技术的新发明,是当今世界轮胎工业进程中新的另一场新革命,已初步成为当今汽车轮胎行业发展追求的一条新方向,本文重点从子午线轮胎技术的发展、子午胎的定义与分类、子午线轮胎的结构设计、子午线轮胎的生产制造四个方面对子午线轮胎进行研究,旨在以简明的阐释为子午线轮胎的创新发展夯实理论基础。
关键词:子午线轮胎、结构设计、生产制造一、子午线轮胎的发展1892年,法国米其林公司首次正式发明可以进行任意的拆卸及装配处理的充气橡胶轮胎,给人们日后使用轮胎和安装与修理汽车技术提供了极大的便利,促进及发展了现代充气橡胶轮胎理论方面的广泛研究推广。
1946年,子午线型轮胎被最先正式地由米其林公司所研究并发明,并取得使用了这项专利。
子午线轮胎已经成功的克服掉了一般的斜线交接式轮胎存在的轮胎滚动的机械阻力大、使用后循环寿命太短和轮胎滚动后缓冲与减震等性能仍然稍有差色等多方面的上述种种缺点。
1951年米其林公司将有关其生产子午线轮胎技术的相关专利内容全部对外公布,从此子午线轮胎在当时几乎整个全世界范围内也逐渐地得到了推广及普及。
(一)世界主要的轮胎生产国子午线轮胎技术的发展法国国家是目前在这个世界上最早发展大量的生产子午线轮胎的产品技术的国家,而日本也是迄今为止在目前世界上的全部地区中实现轮胎完全子午化生产技术上最早并成功发展的亚洲国家,因为日本的发展生产子午线轮胎的产品技术的这项事业起步发展的时间本就已经比较迟晚，但在后来发展地速度却也是相当之快,2000年终于成功实现了轮胎整个生产加工过程中的完全子午化。
意大利拥有欧洲世界最大规模的子午线轮胎技术研发及生产经验的企业,倍耐力公司率先开创性地专门为高性能轿车轮胎开发研制设计及自行生产开发出低断面子午线轮胎。
(二)中国子午线轮胎的发展轮胎产品的子午化率高低和子午线轮胎制造技术好坏可以充分反映着一个先进国家目前的工业轮胎设计生产工艺技术水平。
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎是一种高性能轮胎，由于其特殊的结构设计和制造技术而得到广泛应用。
其主要特点是采用平行于中心线的钢丝束作为骨架材料，能够提供优秀的耐磨性和抗拉强度，使轮胎能承受高强度、高速度和长时间运行的要求。
子午线轮胎的结构设计和制造技术包括以下几个方面：
1.骨架结构设计：子午线轮胎采用钢丝束作为骨架材料，一般包含两到三层。
骨架材料的种类、材质和层数均影响了轮胎的性能。
通过优化骨架结构设计，可以提高轮胎的抗拉强度和耐磨性。
2.胎面花纹设计：胎面花纹是轮胎与路面之间的唯一接触面。
子午线轮胎的花纹设计对于轮胎的性能有着重要的影响。
通过优化花纹设计，可以提高轮胎的防滑性和抓地力。
3.胎侧加强结构设计：轮胎的胎侧加强结构对于轮胎的耐磨性和抗撞击性具有重要意义。
子午线轮胎一般采用加强胎侧结构，以提高轮胎耐用性和安全性。
4.制造工艺技术：子午线轮胎的制造工艺技术包括轮胎胎体的成型、钢丝束的辊压、轮胎胎面花纹切割、轮胎成型和贴合等工序。
制造工艺技术的精度和质量直接影响轮胎的性能。
综上所述，子午线轮胎的结构设计和制造技术是决定轮胎性能和品质的重要因素。
如今，随着科技的不断发展和制造工艺的不断升级，子午线轮胎的性能和质量有了大幅提升。
子午线轮胎的结构特点及其生产工艺
子午线轮胎的结构特点及其生产工艺1.子午线结构：子午线轮胎的主体部分由多根尼龙帘布纤维组成，这些纤维以等距的直线形式穿插在胎面和胎侧之间形成子午线结构。
相对于传统的斜交帘布结构，子午线结构可以提供更好的稳定性和均匀的车辆支撑力。
2.高强度胎帘：子午线轮胎采用高强度的尼龙帘布纤维，这些纤维具有较高的拉伸强度和耐磨性，能够承受更大的胎压和车辆负荷。
3.胎侧加强片：子午线轮胎的胎侧部分会加入加强片，以增强胎侧的刚度和稳定性，提高轮胎的侧向稳定性和抗侧滑能力。
4.花纹设计优化：子午线轮胎的胎面花纹经过精心设计和优化，以提供更好的牵引力、制动性能和排水能力。
不同类型的子午线轮胎可以根据不同的用途和路况设计适合的花纹。
1.帘布纤维制备：首先需要制备高强度的尼龙帘布纤维。
通常采用的方法是将尼龙纤维浸泡在特定的化学溶剂中，经过纤维融合、纺丝和拉伸等工艺步骤制备出高强度的帘布纤维。
2.胎体制备：将制备好的帘布纤维通过机械设备进行编织或织造，形成胎体的骨架结构。
这个骨架会进一步与其他材料结合来提供轮胎的整体性能。
3.胎面胎侧制备：根据轮胎的设计要求，对胎面和胎侧进行加工处理。
通常会使用硫磺进行胶料的硫化反应，以提高胶料的强度和弹性。
4.胎面花纹制作：将轮胎花纹设计的模具放置在硫化胶料上，通过机械设备进行压实和固化，形成轮胎的胎面花纹。
5.组装和调试：将胎体、胎面和胎侧等部件进行组装，并进行胎压和动平衡等工艺调试。
最终形成成品轮胎。
总之，子午线轮胎通过使用子午线结构和高强度帘布纤维等先进材料，在结构和性能上有显著的改进。
其生产过程中涉及到帘布纤维制备、胎体制备、胎面胎侧制备、花纹制作和组装调试等多个步骤。
子午线轮胎的结构特点和生产工艺的不断创新，使其在汽车行业得到广泛应用，并为车辆提供了更好的操控性、舒适性和安全性能。
子午线轮胎的结构与性能共31张
子午线轮胎的结构与性能共31张一、子午线轮胎的结构1.胎体：胎体是轮胎的主体部分，由多层橡胶帘布交叠而成。
橡胶帘布是由聚酯或尼龙等高强度纤维制成的，能够承受车辆负载和抵抗外部冲击。
胎体包裹着内胎，保持了轮胎的形状和稳定性。
2.加强带：加强带位于胎体上方，由钢带或尼龙帘布制成。
其作用是加强胎体的刚度，增加轮胎的操控性和稳定性。
加强带还可以分散负载，减少胎体的变形和磨损。
3.底胶：底胶是一层黏性橡胶，位于胎体的外层。
它的作用是保护轮胎免受外部物体的损害，例如石头或玻璃碎片。
底胶还有助于提高轮胎与地面的附着力，提高车辆的操控性能。
4.胎面：胎面是轮胎与地面接触的部分，由花纹和胎面橡胶组成。
花纹设计可以根据不同的路况提供良好的排水性、抓地性和噪音控制。
胎面橡胶具有良好的耐磨性和抗老化性能，可以承受长时间的摩擦和高温。
5.侧面：侧面位于轮胎的两侧，提供额外的保护和装饰作用。
侧面上通常有轮胎的型号、标识和厂商信息。
二、子午线轮胎的性能1.耐磨性：子午线轮胎的胎体采用多层橡胶帘布结构，使得轮胎可以承受较大的负载和减少磨损。
加强带的使用可以分散负载，延长轮胎的使用寿命。
2.操控性：由于加强带的存在，子午线轮胎具有较高的刚度和稳定性，可以提供良好的操控性能。
这使得驾驶者可以更好地控制车辆，并保持车辆的稳定性。
3.舒适性：子午线轮胎采用胎体和底胶的组合，可以减少路面冲击和噪音，提供更加平稳和舒适的驾驶体验。
4.粘着力：底胶和花纹的设计可以提高轮胎与地面的附着力，提供更好的抓地性能。
这使得车辆在湿滑或崎岖路况下具有更好的驾驶稳定性。
5.排水性：胎面的花纹设计可以帮助有效排水，减少水雨路面时的打滑现象，提高行驶安全性。
总结：。
子午线轮胎结构设计
b.W1/B值越大则值越小。 因轮胎胎体平直，膨胀变化不大。
c.胎冠角度越大则值越大。
因胎冠角度大，充气时限制胎冠外径伸张，相应 使断面宽增大。
d.帘线伸长率越大则值越大。
例如尼龙帘线初始模量小，延伸率大，断面变形 随之增大。 e.轮胎安装在不同宽度轮辋上，其值也不相同。
确定内胎 断面尺寸、 绘制内胎 总图
制定水胎（胶囊） 制定内胎施
施工标准表
工标准表
确定垫带 断面尺寸、 绘制内胎 总图
制定垫带施 工标准表
提出外胎、内胎、垫带及水胎（胶 囊）制造附属工具的技术要求
提出结构设计文件
轮胎是车辆驱动机构的主要配件，设计时 应依据车辆的技术性能及车辆的使用条件， 适应车辆发展的需要，并应考虑轮胎结构的 合理性、经济性及发展前景，收集有关技术 资料，选用先进技术，全面分析进行设计。 一般包括车辆的技术性能、行驶道路情况、 国内外同规格或类似规格轮胎的结构与使用 情况等。
（2）轮胎充气前后及使用过程中外缘尺寸的变 化。
（3）室内试验数据。 （4）实际使用中的性能及主要优缺点。 （5）使用部门的要求。
1.轮胎类型
包括轮胎规格、结构、层级、胎面花纹、胎体骨 架材料品种、规格和基本技术性能。
2.轮辋的选择
应根据轮胎类型和规格，按国家标准(或部颁标准) 及车辆技术状况和发展趋势选定。例如轿车采用深 槽式轮辋和深槽式宽轮辋，轻型载重汽车采用半深 槽式轮辋，中型和重型载重汽车一般采用平底式轮 辋和平底式宽轮辋(即5°斜底轮辋)。不同类型车辆 有其相对应的轮辋类型、规格及轮廓曲线。
轮胎结构设计分技术设计和施工设计两个阶段进行。
第四章 子午线轮胎结构设计(2)22
高速轿车子午胎除钢丝帘线之外；还采用1~2 层尼龙帘线，以增加带束与胎面胶的附着力和箍 紧力。
轿车胎常用的钢丝帘线规格有： 1×4×0.23 1×5×0.23 2+7×0.20+1×0.15 1×4×0.25 1×5×0.25 2+7×0.23+1×0.1 1×4×0.28 2+2×0.28 2+2×0.25
(2)轿车子午线轮胎带束层设计
①带束层材料
作为轿车子午线轮胎带束层材料是比较多的， 有人造丝、玻璃纤维、芳纶(B纤维)、钢丝等，其 中以用钢丝居多，芳纶则很有发展前途，因轻量 化对轮胎是一项很重要的指标。现推广使用的钢 丝帘线结构有：
4×0.25，5×0.25，2＋7×0.22＋0.15，2＋2×0.25/0.28等；发 展的结构有2＋2×0.25/0.28，2×0.30HE， 3×0.30HE，2＋7×0.22等。
②带束层的层数、角度、密度
纤维带束层：一般为4～6层，角度为13～18°。层间交叉 排列；
钢丝带束层：一般为2层，角度为15～22°。 帘线角度还与轮胎速度级别有关：S级轮胎为24°，H级为
22°，V级为20°。 纤维带束层密度一般为8～14根/cm(据帘线的强度与直径
而定)，钢丝带束层密度一般为5～8根／cm(亦据帘线的 强度与直径而定)。帘线密度的选取应考虑其与胶料的粘 合性能。
带束层帘线角度的取值，既要考虑到带束 层对胎体的箍紧系数，又要照顾到便于加工。据 报道带束层角度大于20°，就不能使胎体获得必要 的箍紧效果。但角度太小，不仅使带束层的裁断 和接头等工艺操作复杂化，而且对轮胎的使用性 能不利，容易产生带束层脱层的危险。对子午线 轮胎耐磨性来说，带束层帘线的最宜角度为15～ 20°。但在很大程度上取决于帘线的模量和胶料的 粘附强度，且与轮胎规格有关。
子午线轮胎简介PPT
所以可比斜交胎提高里程20—30%。
缓冲性能好、乘坐舒适
• 装用子午线轮胎 平顺性好，乘坐平稳 舒适。这是因为子
午线轮胎胎体呈径 向排列（垂直于地面 方向），胎侧变形 大，胎体柔软，有
很好的缓冲性能，用 在客车、能提高乘坐 舒适，用在载货车上 可延长机件寿命和保 证货物的完好性
耐刺能力强、行驶安全
生热低适合高温高速行驶
• 同斜交胎相比，只有 一层胎体钢丝帘线， 且呈子午线方向排列，
帘布之间没有剪切 变形，因此生热低，
高温高速条件下行车 比斜交胎更安全可靠。
可多次翻新、综合里程高、成本低
• 这是子午线轮胎的一个显著特点，在路况 好的情况下一次翻新率可达100%，可达3 次，可有效地降低运输成本。
前言 第一章 轮胎 简史、组成、功用及分类 第二章 子午线轮胎解析 历史、简介、分类、优缺点、子午线轮胎与斜交轮胎 结构、性能对比分析、简单提及子午线轮胎设计的现状。 第三章 子午线轮胎的制备及成型工艺 第四章 表界面化学在子午线轮胎上的应用 第五章 子午线轮胎的发展方向 致谢 封面设计
组成
最基本的轮胎由：外胎、 内胎、垫带三部分组成！ 其中外胎由胎面、胎侧、 缓冲层（或带束层）、 帘布层及胎圈组成。 内胎现在已经不提倡， 胎体用气密性好的橡胶 层配上相应的轮辋即可。
优点有六： 一、滚动阻力小、节约燃料 二、胎面耐磨、行驶里程高 三、缓冲性能好、乘坐舒适 四、耐刺能力强、行驶安全 五、生热低适合高温高速行驶 六、可多次翻新、综合里程高、成本低
滚动阻力小、节约燃料
子午线轮胎胎冠有钢丝带 束层，使轮胎的周向刚性 远远大于斜交轮胎，因此， 轮胎与地面接触印痕内的 切向变形和相对滑移也小 的多，再加上子午线轮胎 胎体仅一层，胎侧薄，因 而参与变形的橡胶少，生 热低，能量的损耗小。 所以子午线轮胎的滚动阻力 小于斜交胎，同样条件行 驶，可节油5%——8%。
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由此可见钢丝帘线规格不同，带束层强 度亦不同，但无论采用何种结构帘线，国际上 所用的钢丝帘线粗度都不低于0.22mm。
为提高带束层刚度，一般载重胎采用以 下结构的钢丝帘线作带束层：3×0.20+6×0.35； 3×0.20+6×0.38；3×9×0.22；3+9+15×0.22；7 ×4×0.22
第4层称保护层，一般采用高伸长帘线，角度与工作层相仿， 是起着保护工作层的作用，也起着防止胎面与带束层之间 产生脱空现象，提高轮胎的使用寿命和翻新率。
B、三层结构
国外载重子午线轮胎多数采用3层结构的带束层，仅 把A的第4层取消(见图)，它具有减轻轮胎质量和简化生产 工艺等优点。
C、下三层半结构
将第1层过渡层分为两个边部，中间部分被断开(见 图)。这是法国米西林公司的子午线轮胎常用的带束层结构， 优点是能降低胎冠中央部位的刚性，使轮胎接地印痕面积 中的单位压力分布得较为均匀，从而提高胎面磨耗的均匀 性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
带束层帘线密度要根据帘线的直径及所受应 力而定。一般而言，第1层密度可稀一些，主要是 便与胎体具有良好的粘附强度，可选用4～5根/cm； 第2、3层密度为5～6根/cm，主要是确保轮胎的受 力强度(安全倍数)和带束层间的粘合强度，所用 胶料的含胶率为50～60％；第4层密度不宜太大， 约为3～4根／cm，因为须与胎面胶具有良好的粘 合性。
带束层帘线角度的取值，既要考虑到带束 层对胎体的箍紧系数，又要照顾到便于加工。据 报道带束层角度大于20°，就不能使胎体获得必要 的箍紧效果。但角度太小，不仅使带束层的裁断 和接头等工艺操作复杂化，而且对轮胎的使用性 能不利，容易产生带束层脱层的危险。对子午线 轮胎耐磨性来说，带束层帘线的最宜角度为15～ 20°。但在很大程度上取决于帘线的模量和胶料的 粘附强度，且与轮胎规格有关。
长度：带束层长度(带束层直径)对箍紧系数有直接
的影响，由于它受硫化模型和工艺操作要求的限 制，只能根据胎坯直径到模型胎面花纹沟底深之 间隙来取值。一般情况下，带束层的膨胀率在3％ 以下为好，1％为最理想。现举三种硫化模型的带 束层膨胀率取值：两半模型3.5～5％； I型活络 模2～3％；Ⅱ型或Pielli型活络模1～1.5％。
1、骨架层的选取
带束骨架层为子午线轮胎的主要受力 部件，需具有一定的强度和刚度，带束层 的刚性决定于帘线的种类、角度，密度， 通常采用钢丝帘线，而且帘线粗度较大， 一般单丝粗度不低于0.2mm, 在0.2～ 0.38mm范围内，视轮胎规格和性能而定。
例如9.00R20轮胎的钢丝帘线为 3+9×0.22结构，帘线强度为1127N/根，而 10.00R20轮胎选用3+9+15×0.22钢丝帘线， 帘线强度为2471N/根，轿车子午线轮胎带 束层钢丝帘线结构多为1×4或1×5，单丝直 径为0.21～0.25mm，帘线直径0.5～0.8mm， 帘线强度为294～588N。
③带束层的排列形式
带束层的排列形式对子午线轮胎的磨耗、 行驶性能和其本身脱层等都有很大影响。带束层的 排列形式多样，如梯形、等宽叠层式、交叉排列式、 折叠式、包边式等；带束层的排列方向，如以四层 结构为例有：左右左右(－＋－＋)、右 左右左 (＋－＋－)、右右左左(＋＋－－)、左左右右(－－ ＋＋)、右右左右(＋＋－＋)、及左左右左(－－＋－) 等，都对轮胎的操纵稳定性有直接的影响。
(1)、载重子午轮胎带束层设计 ①带束层的层数、角度、密度。
载重子午线轮胎的带束层一般由3～4层钢 丝帘线所组成．采用的结构形式常见的为层叠式， 是根据轮胎规格和使用条件而定的，如大规格轮 胎或路面差、使用条件苛刻，则应选用4层，反 之，则以3层为宜。
载重子午线轮胎带束层的结构形式
A、四层结构
D、上三层半结构
将第4层改为分布在两肩部窄条高伸长钢丝帘 线，角度呈0°。排列(见图)。这种结构能提高轮胎 肩部的刚性，可防止带束层端部产生变形，保证 在高速行驶时具有稳定的尺寸，大大降低带束层 端部所受的应力和生热，这是意大利皮列里公司 推出的全钢丝低断面无内胎载重子午绥轮胎的带 束层结构，据称，与一般束层子午线轮胎相比， 节油5％，行驶里程提高20％。且高速性能好，翻 新率高。
2、带束层结构设计
带束层结构主要是指它的帘线层数，帘线角度、密度和 排列方式，带束层的厚度、宽度和长度，以及所采用的帘 线结构与类型等。这些参数决定了带束层的刚性，而其刚 性直接影响子午线轮胎的使用性能，如耐磨性能、操纵稳 定性、安全性和节油等。
带束层的结构设计形式很多，视轮胎类别和使用条件不 同及所用的材料特性等而有差别，下面分载重子午线轮胎 与轿车子午线轮胎的带束层设计介绍如下。
②带束层的宽度和长度
宽度：载重子午线轮胎的带束层宽度一般与胎面
宽度相等。因太窄会降低胎面的刚性和稳定性，还会产生磨 肩现象，过宽又会造成带束层脱层。据报导，带束层宽度(Bw) 与行驶面宽度(b)之比为1.05以下，对保持轮胎的耐久性有利； 但从防止胎肩异常磨损来看，Bw/b在0.9以上为宜。因此，综 合兼顾上述两种性能，取值范围为0.94～1.05。每层依次与下 一层的差级为10～15mm，最上面的保护层宽度为最宽带束 层的50％以上。如果过渡层为两个断开的窄层，其宽度约为 最宽层的30％。
第1层为过渡层，帘线角度为55～65°。是最靠近胎 体帘线层的，主要起着使由子午向排列的胎体帘 线角度过渡到接近周向排列的小角度带束层，可 减小层间的剪切力，避免带束层与胎体帘布层之 间的脱层；
第2、3层是带束层中主要承受应力者，称工作层， 帘线角度为15～23°。起着束缚胎体向外膨胀的 作用，其刚性可直接影响轮胎的耐磨性、操纵性 和节油等使用性能；
高速轿车子午胎除钢丝帘线之外；还采用1~2 层尼龙帘线，以增加带束与胎面胶的附着力和箍 紧力。
轿车胎常用的钢丝帘线规格有： 1×4×0.23 1×5×0.23 2+7×0.20+1×0.15 1×4×0.25 1×5×0.25 2+7×0.23+1×0.1 1×4×0.28 2+2×0.28 2+2×0.25