子午巨型工程胎开发

作者：北京化工大学 程源

欢迎访问e展厅 展厅 3 橡胶/轮胎展厅 天然橡胶, 橡胶颗粒, 硫化硅橡胶, 硅胶, 热塑性弹性体, ... 巨型工程轮胎主要用于轮式大型转载机和自卸车，是重型工程机械的配套件。按其结构和骨架材料，可分为斜交胎和子午胎及尼龙胎和钢丝胎。2006年国内共需360万条，国产不足150万条（2005年80万条），且多为尼龙斜交，又多在29.5以下。当前，最具代表性且又最紧俏的是全钢丝子午线巨型工程轮胎，尤其是30.00R51以上规格，国内尚属空白。其中36.00R51，已由5.7万元涨到20万元，40.00R57竟涨到27万元/条，近闻国际市场上，无内胎的全钢36.00R51已涨到3.5万美元，名牌更有4万美元/条的。 目前，36.00R51、37及40.00R57国内均无生产，全部依赖进口，福建海安准备放大试制。国外，也主要由四大巨头-米其林、固特异、普利斯通和倍耐力公司生产，并不断扩大产能，但仍然远远供不应求，预计到2010年世界市场，也只能满足90%。故27.00R49以上的工程巨胎，均属高附加值或特高利润的产品。南方昊华投资4.5亿元，年产1万条，有望年底建成。而27.00以下规格的工程胎，则与其他轮胎一样，竞争激烈，但即便将来杀价到60%仍然比生产载重或乘用胎划得来。然而，欲生产此类巨型工程胎，投资昂贵、技术复杂、设备垄断、难度很大。意大利马拉贡尼的巨胎设备，定货合同已满到2009年。可喜的是，天津赛象和桂林橡机，正在开发全钢子午巨胎成型机和硫化机。韩国的巨型成型机也开始打进国际市场。 市场需求 据国际市场预测，现36.00R51以上产品，半年供货期都订不上，我国每年进口巨胎万条以上。为降低运输成本，都在扩充108吨及其以上的车辆。如，南芬铁矿现有154吨矿车37辆，需36.00R51轮胎333条；大孤山矿有108吨矿车26台，需30.00R51轮胎224条；齐大山矿有172吨矿车16台，需37.00R51轮胎120条；薛家湾矿有260吨矿车18台，需40.00R57轮胎162条，另有360吨矿车37台，需55/80R63轮胎333条；安太堡矿有210吨矿车，需50/80轮胎243条。据不完全测算，我国矿用108吨、154吨和172吨矿车200、500和250台，各需维修轮胎1200、3000和1500条；而装载机保有量更多，2005年17万台，预计到2010年年产量即达5.3万台。可见开发工程巨胎，不仅国内市场需要量猛增，更可利用劳动力优势，参与出口竞争（2006年出口100万条）。 可忧的是，目前国内已有工程胎生产厂不下20家，多生产17.5、20.5和23.5等3种规格（占国内总产量的40%），且工程胎的子午化率尚不到7%。 工艺路线 无论什么轮胎，其原材料和加工路线都基本相同。即： 原材料 → 混炼 → 成型 → 硫化 → 检验 → 出厂 其中，成型还包括帘布压延和裁断，胎面和型胶挤出，内衬层制备、钢丝圈缠绕等。目前、工程巨胎的原材料及其配方和加工工艺，包括巨胎的结构设计，国内技术均不成问题，无非是放大而已，北院正与海安联合开发。现在的瓶径是配套装备。“工以器善事。” 当今，能够提供全钢子午巨胎装备的供应商，主要有意大利的科美里奥埃科里和鲁道夫公司、日本IHI公司、韩国WOO SUN公司和美国RJS公司等。在此，因其设备难度大于工艺，故常以装备定工艺，而不是传统的由工艺选设备。其难点是：①子午胎装备的特殊要求；②工程胎装备的特殊要求；③巨胎装备的特殊要求。故其设备放大，并非简单的尺寸放大或类比放大。 目前，全钢子午巨胎的生产工艺主要有两种：①在斜交巨胎的生产工艺基础上，进行设备改进配套，海安正在上; ②在全钢载重子午胎的生产工艺基础上，进行设备放大配套，南方昊华正在开发。其中前者投资小、见效快，但效率低，质量不高；而后者投资大、周期长，但效率高，质量好。如前者用二次法成型机，而后者则用一次法成型机（可以是二鼓、三鼓或四鼓）。 技术参数 通常，按美国TRA标准（我国尚无），这可通过与设备供应商定货前的技术交流而获得。如36.00R51的断面宽988，充压650Kpa，标准轮网是26.00，充气外径是3233mm，最大速度50km/h，最大负荷46.25吨/条，花纹深度82mm；37.00R57的断面宽1416mm，轮网是27.00，额定负荷53吨/条；40.00R57的断面宽1097，额荷60吨/条，轮网29.00；50/80R57，断面宽1270，额定负荷80吨/条，轮网34.00；55/80R63，断面宽1405，额定负荷103吨/条，轮网41.00。 其主要原材料（以1万条/年计）: 天然胶881kg/条，合成橡胶378，碳黑630，防老剂40，硫化剂52，黏合剂15，软化剂45，助剂27(共47种)，钢丝1343。 其动力消耗：循环水430立方米/h，电2000度/条，蒸汽8700kg/h(0.7-0.8MPA)，煤2.57吨/条，风（压缩空气）1259立方米/条。这些参数在作可行性和投资预算时，都是必需的。 设备配置及建筑配套 密炼机（以每年1万条计），GK270和GK370各1台（配上下辅机各1套），钢丝压延机1台（Φ560×1370）（配锭子房1套），型胶挤出生产线1套（Φ200CF/Φ250HF），内衬层挤出压延机1套（XJD-150加Φ500×1300），三辊压延机1台，六角型钢丝圈挤出缠绕生产线1套，钢丝帘布裁断机2台（15度和90度），钢丝圈包布机、纵裁（XZC1500）及多刀纵裁机（DDZ600）各1台，成型机8台，Φ200胎面缠贴生产线4套，部件存放车72台，硫化机12台（配活络模12套），胶囊制造（成型和硫化机各1套），拉伸实验机、剥离实验机和X光检验机各1台，轮胎修剪机，巨胎断面切割机各1台。 密炼车间，按270和370各1台（包括上下辅机）的标房配置；压延压出车间：7600平方米（单程净高9米）；裁断车间：830平方米（单程净高7米）；硫化车间：8300平方米（单程净高10米）；热水站和制冷站（各一套）：220平方米（单程净高6米）。仓储及货物运输量：运入60670吨/年；运出44050吨/年；合计104720吨/年。 特殊要求 全钢子午工程巨胎的特殊要求，主要体现在设备的保证上。 ◆ 对于密炼机 虽与全钢载重子午胎一样，国内已是成熟技术，所不同的是：巨胎需耐刺扎，故胶料硬而又不易分散（有时加短纤维），而且，40转/分以上，温升过快，常需交流变频电机变速，转子也需更耐磨。 ◆ 对于压延设备 压延比压出效率高，精度好，但价格昂贵，通常用4辊（斜Z或S型），除了常规的轴交叉、预负荷、反弯曲等挠度补偿而外，为保证压延精度，尚需考虑以下: ①由于钢丝直径加粗，压延帘布厚度变化范围加大，为消除中高度误差，其二号和三号辊需加预弯装置; ②由于帘布加厚，原用的射线测厚和气动精度（受气源压力和温度影响），都不适用了，应采用激光头加涡电流扫描测厚法。 ◆ 对于成型机 这是最关键的设备。目前最理想的是一次法成型机，它可使外胎部件全部在一个机台上贴合，省却胎胚的装卸、搬运和停放。故其半成品定位准确，成型质量好。在此，成型的最大难点是：反包高度太高，不管用胶囊还是压轮反包，尺寸都非常大，结构也极其复杂。再加上宽度、长度和厚度都太大，钢丝圈也太重，如何准确供料和输送定位及胎胚存放，都值得设计考虑。 ◆ 对于硫化机 国内已开发出105″、117″、188″和200″的液压硫化机，其中117″已批量出口，连日本的普里斯通都在采用。巨胎硫化机制造的最大难点是加工设备大，常需6米以上，超大加工件其运输也困难。其中心机构、活络模操纵机构、加力机构、主传动装置等，也因笨重而难度加大。现硫化机采用开放式结构，硫化室类似与硫化罐，与普通硫化机比较，没有横梁和墙板。机器的开模方式，先垂直升降，然后平移，装、卸胎用机械手。活络模操纵机构下置，只操作花纹活块作上下运动，相应的，也必须配备下开模的活络模具，现此硫化机和活络模，国内已可成熟生产。 结语 当代中国，子午胎跃进，全钢胎井喷，2006年轮胎总产量已超过4亿条，雄居世界第一。现诸多轮胎厂，都在扩建增产，增资500多亿元，按现有的扩产速度和幅度，到2010年，外资、国资和民营的前十名，总产量就会超过现有水平。届时，其他300多家轮胎厂，该何去何从？产能过剩，必然杀价竞争。现据46家轮胎厂统计，已亏损9家。43家总利润才17.46亿元，而一条全钢子午工程巨胎，利润即高达2万多美元。为何投资这样趋同？既然资金过剩，就该另辟蹊径。若说物以稀为贵，或说：无人迹处有奇观。那么，诸多蹊径，各类奇观，就有全钢子午工程巨胎。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/15/2009)