【宝马轮胎怎么制作】「轮胎篇-4」轮胎的制造过程

各位，前面几篇详细说明了轮胎的结构和其他小知识。

一定有很多好学的小伙伴很好奇这么复杂的轮胎是怎么制造出来的。今天，小P就给大家讲讲轮胎的制造工艺，轮胎的制造工艺相对而言比较复杂，大家要有耐心哦！

对轮胎不熟悉的小伙伴请温习前面章节~因为熟悉轮胎结构才能充分的理解其制造工艺。好，小P先放出玛吉斯轮胎官网上的一张高清制造流程图，然后针对每个过程一一讲解。

图1 轮胎的工艺过程

准备工作

橡胶配方制作（RUBBER COMPOUND FORMULATION）

轮胎的橡胶复合物主要由两部分组成，一个是橡胶本身，一个是其他添加剂（配料），用于得到不同性能的轮胎。开发目标可能是优化干、湿地的最大抓地力，或得到较低的滚动阻力系数等等。不同的目标可以通过调整橡胶和配料的类型来改变，这就是橡胶的配方。

原材料（RAW MATERIALS）

图2 轮胎的原材料

轮胎的原材料通常包含四大类：橡胶、化学添加剂、纤维材料、钢丝。

通常，有四种橡胶材料：天然橡胶、SBR(styrene-butadiene rubber苯乙烯 – 丁二烯橡胶)、polybutadiene rubber-聚丁二烯橡胶和butyl rubber-丁基橡胶（或氯化丁基橡胶）。前面三种主要用于胎面和胎侧，而丁基橡胶（或氯化丁基橡胶）主要用于密封层。

最重要的添加剂有：碳黑（carbon black）、硅（silica），每种添加剂都分很多种类。这些添加剂的选择依赖于性能的要求，对于胎面、胎侧、三角胶都不一样。其他一些添加剂如抗氧化剂，抗臭氧剂和抗老化剂也是配方中重要的一部分。此外，“硫化包”——一种包含有硫化剂和催化剂的添加剂给轮胎提供弹性。

橡胶密炼（RUBBER COMPOUND MIXING）

图3 密炼机

当配方确定后，下一步就是将这些原材料混合在一起，轮胎行业里一般称为“密炼”。密炼通常是批量工作，每批在3-5分钟内将会产生超过200kg橡胶复合物。密炼机是很大型的设备，里面的密炼室中含有用于施加压力的转子。转子的作用是将橡胶、配料、添加剂挤压混合在一起。

配料添加的顺序很关键，密炼的温度也是如此，密炼温度最高可达160-170度之间。如果温度太高，将会损坏添加剂，所以密炼一般分为2个过程。添加剂包通常在密炼的最后阶段添加，最后阶段的密炼温度要控制在100-110度之间。

当密炼完成之后，将混合后的橡胶输送到不同的地方用于其他工艺的预备材料，如：胎圈（Bead）组装线、密封层（inner liner）压延线、钢丝带束层（steel belt）压延生产线、帘布层压延生产线、胎侧挤出生产线、胎面挤出生产线等。也就是说，不同橡胶配方经密炼工艺后的与其他原材料（帘线、钢丝等）在其他工位完成轮胎不同部分的制造。

帘线和钢丝（FABRIC AND STEEL）

由于轮胎需要负载，所以用橡胶包裹帘线或钢丝线来增强轮胎的强度。这些材料包含棉，人造丝，聚酯，钢，玻璃纤维和芳纶。

图4 帘线及钢丝线的准备

轮胎各部分的制造

带束层/帘布层(BELT AND PLY)

为了生产帘线或钢丝带束层/帘布层，帘线和钢丝线必须经过压延过程（calendering），将橡胶混合物与其压在一起。压延设备是重型设备，配有三个或多个转向相反的镀铬钢辊， 它们的温度通过蒸汽和水控制。

首先，在适当张力下的预定数量的帘线或钢丝绳连续地压过两个钢辊，并且橡胶化合物被添加到辊之间的开口区域。 然后将橡胶混合物压入帘线或钢丝的顶部和底部。 连续的帘线 – 橡胶复合材料片需要经过多个滚轮以确保橡胶和帘线之间的良好穿透和粘合。粘合的质量通过片材的厚度，帘线之间的间距，帘线的数量和橡胶渗透到复合片材的量来衡量。 然后根据轮胎的所需尺寸轮廓将复合片材切割成合适的尺寸，形状和角度。

图5 帘布层/带束层的生产

胎圈（Bead）

轮胎的胎圈组件是一种不可延展的复合材料环，其固定帘布层并将轮胎紧箍在轮辋上，使得轮胎不会窜动。 轮胎胎圈组件包括钢丝圈，三角胶（APEX）或其他胎圈填充物; 钢丝圈包布（chafer）保护钢丝圈; 胎圈包布（chipper）保护胎侧; 和flipper用于保持胎圈的位置。 胎圈钢丝圈由橡胶覆盖的连续钢丝制成，并由多个缠绕在一起。 胎圈填充物由非常硬的橡胶化合物制成，其被挤出以形成楔形物。 胎圈钢丝圈和胎圈填充物在复杂的机器上组装。

图6 胎圈的生产

胎面、胎侧和气密层（TREAD, SIDEWALL AND INNER LINER ）

轮胎胎面或与道路接触的轮胎部分由胎面本身，胎面胎肩和胎面基部组成。 三种橡胶混合物从不同的挤出机同时挤出，然后合并到共用的挤出机头中。 接下来的步骤是在形成形状和尺寸的模板上，然后通过长长的冷却线（长度从100英尺到200英尺）来进一步控制和稳定尺寸。 在生产线末尾，胎面根据正在生产的轮胎的特定长度和重量进行切割。

图7 胎面、胎侧挤出工艺和气密层压延工艺

胎面

轮胎部件例如胎面、胎侧和三角胶，主要通过将未硫化的橡胶化合物送入挤出机，经挤出机挤出后形成轮胎胎面或侧壁轮廓来制备。 挤出是轮胎制造过程中最重要的操作之一，因为它处理大部分由密炼操作产生的橡胶混合物，然后为最终的轮胎制造操作准备各种组件。

轮胎制造过程中的挤出机是螺杆式系统，主要由挤出机机筒和挤出机头组成。 首先，将橡胶混合物送入挤出机机筒，在那里经过加热，混合和加压过程。 然后橡胶混合物流入挤出机头部，在那里在压力下成型。 现代化的冷喂料挤出机是精确计算机控制的。

胎侧

轮胎胎侧以类似于轮胎胎面部件的方式挤出; 然而，它的结构和使用的化合物与胎面相当不同。 有时侧壁挤出过程可能更复杂，可能需要四个挤出机; 例如，当制造具有白色胎侧或胎侧上具有白色字母的轮胎时。

气密层

气密层由于其低透气性，丁基橡胶或氯化丁基橡胶化合物是所用的主要橡胶化合物。 因为这是一个薄层，所以它也是使用压延生成的。 无缺陷表面处理对于保持气压至关重要。 气密层也需要按尺寸切割。

组装和检测（BUIDING & INSPECTION）

组装(BUILDING)

最后，轮胎的所有组件：组装后的胎圈，压延后带束层、帘布层、气密层，挤压后的胎面和胎侧部分在这里进行组装。

图8 轮胎的组装

典型的子午线轮胎组装采用两阶段工艺。 在第一阶段，气密层缠绕在转鼓上，第一主体帘布层缠绕在顶部，然后是第二主体帘布层。 然后定位胎圈，用转鼓上的囊状物将这些组件从两端向中间推入，迫使身体帘布层向上翻起以覆盖胎圈。 然后将侧壁部分压向两侧。在第二阶段，使用另一台机器将带束层（Belt）、尼龙冠带层（nylon cap）和胎面施加在第一级的顶部。 此时，轮胎需要硫化，因为其上还没有胎面花纹。

硫化（CURING）

最后一步，通过一系列化学反应进行硫化。 轮胎硫化是一种高温高压的批量操作：将未硫化轮胎在特定温度下放入模具中。 模具关闭后，橡胶混合物流入模具，形成胎面和胎侧细节。 在硫化反应完成之前模具不能打开。

图9 硫化

检测（INSPECTION）

轮胎的检测是轮胎生产的最后一步，用于保证轮胎质量和安全的一步。轮胎检测主要包含以下工作：

图10 轮胎检测

• 修整模具和微通风口
• 目视检查外观并发现明显缺陷
• X射线检查，以检查内部结构和发现缺陷
• 轮胎耐久性，均匀性和重量平衡检查

好啦！终于讲解完了，感谢玛吉斯轮胎提供的图片素材。如果你意犹未尽，下面是小P找到的米其林轮胎的一个视频讲解（注意：字幕是AI生成的）。视频讲解的相当详细，而且能看到真实的生产设备。唯一的缺点就是BGM不敢苟同…o(╥﹏╥)o

视频链接：米其林轮胎的制造过程