合理的结构设计、配方设计、优质的原材料和科学的工艺条件，需要高精度的生产工艺。 从生产工艺装备上要形成比较完善的生产线和专用辅助设备，保证生产工艺技术先进、严格、科学、合理。 否则，无论设计多好，都无法保证轮胎加工的质量和精度。 如果生产过程控制不好，就不可能有好的产品质量。

生产工艺主要包括：橡胶制备、纤维帘线压延、各类橡胶挤出、钢丝帘线压延、切割、钢丝圈制造、轮胎成型、硫化、白胎侧磨及喷涂保护液、成品检测等工艺。 现将主要流程介绍如下：

橡胶制备：

混合过程

混炼工序是子午线轮胎生产中的重要工序。 子午线轮胎橡胶的特点是炭黑填充量大，橡胶硬度高，添加剂添加量多，混炼困难。

根据不同的胶料要求和配方特点，确定的混炼工艺不同。 混合过程分为母粒和最终混合。 色母粒通常分为一级色母粒、二级色母粒或三级色母粒。 炭黑的量越大，混合的阶段就越多。 在整个橡胶制备过程中，需要确保过程的两个方面得到有效控制。 一是称量系统，必须保证各种配方的橡胶和添加剂的准确称量。 二是混合过程中温度、时间、功率等工艺参数得到有效控制。 这些参数直接影响混炼胶的质量。 目前，各种物料的称量、输送以及生产过程的工艺参数基本上都采用自动称重系统。 电脑自动控制，确保胶料质量。

混合系统一般包括：

小物料自动称重系统

炭黑储罐及称重系统

工艺油储罐和称重系统

阻隔液储罐及循环系统

上部辅助发动机控制系统

密炼机

下部辅助发动机系统

用于母粒混合的密炼机一般容量大、效率高，如PX-420密炼机、GK400等，其辅机为螺杆挤出机； 用于橡胶最终混炼的密炼机为GK255密炼机。 该机为GK270N密炼机，其下辅机为开放式密炼机1220液压式双模轮胎定型硫化机，主要保证胶料温度能尽快降低。

密炼机

密炼机是橡胶混炼最重要的设备。 密炼机根据转子的不同可分为多种类型。

ZZ2型转子具有出胶温度低、效率高、分散性好的特点。 其橡胶混炼性能优于其他类型密炼机，特别适用于子午线轮胎胶料的最终混炼。

翼型为四棱切线转子，填充系数大，能量输入大。 由于胶料在混炼室内流动最充分，因此出胶量高，混炼质量高。

PES3啮合转子具有更宽的边缘，使橡胶材料能够沿着螺旋边缘不断更新橡胶表面，并消除流量很小的停滞区域。 混炼均匀，温升低，适合炼制质量要求较高的各种橡胶混料和塑料。

密炼机特点

所有与橡胶接触的部位均采用水循环冷却，冷却面积大，并配有恒温控制水温调节系统。 选择合适的水温可以有效保证各种橡胶质量的稳定。

传动系统采用直流电机无级变速和交流电机，减速机具有多种变速方式。 还配有高精度硬齿面减速机和鼓形齿联轴器。 整机具有传动平稳、噪音低、寿命长等优点。 。

控制系统采用PLC，具有手动、自动功能，切换方便，并可实现时间、温度、能量的控制，并具有完善的信号检测、反馈和安全保护，能更有效地控制炼胶质量，缩短辅助时间。时间，降低劳动强度。

检查混炼过程，严格控制各种生胶、炭黑、化学助剂的称量在允许范围内。 最终的橡胶必须经过硫化仪、门尼粘度、硬度、密度以及机械物理性能等快速检查项目。 检查，粘合材料还必须进行粘合性能检查，检查合格后方可投入使用。

挤压工艺

挤出工艺是胎面、胎侧复合件、胶芯等半成品橡胶材料的制备。 挤出生产线分为两条复合挤出生产线和三条复合挤出生产线。 该系统由挤出机（又称主机）和辅助线组成。

根据橡胶材料的性能特点和挤出要求，挤出机也分为冷喂料和热喂料两种类型。 热喂料挤出机需要使用热混机和供胶机。

挤出生产线包括供胶、挤出、复合、冷却、定长、称重、切断等装置。 挤出后，胎面和复合材料部件存放在百页车和工字轮存放架上。 挤出过程中，供胶量大小稳定、连续，保持主机转速和各种压力稳定，保证挤出制品的均匀性。 同时，必须严格控制挤出温度，保证半成品的表面性能，避免温度过高造成烧焦和性能下降。

白胎侧挤压设计有特殊预切板，保证尺寸稳定性，贴膜自动贴合，贴合紧密，定位准确。 同时，进行严格的现场管理，确保白胶不受污染。

纤维绳压延

使用四辊压延机压延纤维帘线。 帘线压延的目的是通过压延机将橡胶材料附着在帘线上。 四辊压延机由导纱、接续、牵引、干燥、压延、冷却、卷取等部分组成。 同时，整条生产线还设有压延前的线材存放架和压延后的大卷线材存放架。

各区域采用不同的张力，自动控制轧制厚度、温度、张力等，保证轧制质量。

确保胶料受热均匀，供胶温度适宜，尺寸稳定。 压延生产线引进意大利RODOLFO公司。 自动调节压延张力，自动检测帘线含水率，通过射线系统自动测量压延帘线厚度并随时调整，确保压延精度满足半钢子午线轮胎的需求生产。

气密层压延工艺

气密层压延生产线和薄膜采用四辊压延生产线制造，采用冷喂料挤出生产机供胶。 压延薄膜要求表面光滑，宽度、厚度、等级稳定。

钢帘线压延

钢帘线压延生产线与纤维帘线压延生产线类似。 它还使用四辊压光机。 压延机的目的是通过压延机将橡胶材料附着在钢帘线上。

主轴室设有温湿度控制装置，严格控制温度和湿度，避免钢丝生锈和水分过多影响粘接。

与纤维帘线压延相比：由于钢丝帘线是由钢丝一根一根排列而成，没有纬线，所以帘线的密度是通过整经辊来实现的，密度的均匀性避免了细丝和跳丝的出现。 重要的控制内容，否则不仅会影响产品质量还会造成大量浪费。 卷好的钢丝粘帘布要用塑料垫卷起来，以保证帘线表面的新鲜度。

纤维绳切割

涤纶帘子布是由裁剪机按工艺要求裁剪成一定宽度和角度的半成品。 采用专用于子午线轮胎生产的卧式切割机。 帘子布在裁剪过程中必须避免拉伸和变形。 必须保证切割线的尺寸和角度以及接头的尺寸和质量。

钢丝圈制造

钢丝圈的制造是将钢丝粘合并卷成钢丝圈。 包括放线站、挤出机、储料器、绕线机等部分。 半钢子午线轮胎一般采用并排缠绕钢丝圈。 钢丝圈的制作过程中，应注意钢丝的表面质量，涂胶是否均匀，是否露铜，缠绕在钢丝圈上的钢丝是否排列整齐； 三角胶芯放置正确，胶芯接头与钢丝圈接头对称错开。 钢丝圈形成后，按要求存放，按顺序使用。

成型

成型工艺是将各种半成品通过成型机成型为雏形的过程。 它是轮胎生产中的重要工序。 目前，半钢子午线轮胎的成型分为一次法和二次法。

二次成型

二次成型机分为一次成型和二次成型。 轮胎由一段和两段组成，所以称为一套。 一次成型包括送料架、机械扣扣、翻囊、压制等，工艺质量需要严格控制各橡胶部件的尺寸、重量和接头精度。 各部件的成对配重按指定位置错开排列，以提高轮胎的均匀性能。

在两阶段成型中，带束层和胎面通过供布架压到成型鼓上，然后通过夹紧环转移到无胶囊机头进行成型，然后通过压力辊压实。 严格控制充气时间、压力和滚筒压力，保证胚体外缘尺寸的稳定性。

一次成型

以往成型机的进料、定长切断、输送、对中、拼接等所有工作步骤均由人工操作。 几乎所有的一步成型机都是自动控制的。 因此，一次性轮胎成型机只能由一名施工人员操作，其主要任务是监督每个设备的功能。 因此，这种建筑机械比以前的建筑机械所需的体力要低得多，而且轮胎的质量和产量受建筑工人操作的影响较小。

以用于成型轿车轮胎和轻卡轮胎的克虏伯 P1+2 一次性成型机为例。 该成型机可适用于胎圈尺寸从12英寸到16英寸的各种结构的轮胎。 例如，单层和双层轮胎、具有或不具有胎冠帘布层和/或胎冠胶条的轮胎、胎侧压在胎侧上的轮胎或胎侧压在胎面上的轮胎等都可以通过相同的模制形成。机器。 即使是小批量也可以。

一次性轮胎成型机由多个不同的单元组成，可以对这些单元进行配置以满足最终生产要求。 克虏伯轮胎成型机如图所示。 为了成功制造高精度轮胎，克虏伯轮胎成型机由具有严格公差的精密部件组装而成，并在安装时精确对准。 良好的机器设计意味着设备在工厂环境中保持刚性和稳定，在承受多年的极端温度和日常维护后仍能保持其原始公差。

硫化

硫化是轮胎生产过程中除检测外的最后一道工序。 通过硫化将成型的胎胚变成成品轮胎，通过硫化将橡胶材料变成具有各种性能的材料。

双模定型硫化机。 具有自动装胎、拆胎等功能。 单板电脑控制硫化过程，减少人为操作失误，保证轮胎生产质量。 硫化前要注意对胎坯的检查。 不应有杂质、气泡、褶皱等质量缺陷。 严格控制设定压力、高度和时间； 保证硫化时间、温度、压力的稳定。

目前，硫化方法是根据内部温度不同的硫化介质来区分的。 无论外部温度（或热板温度、模具温度）采用哪种方法，都通入一定压力的蒸汽，但温度可高可低。

热水硫化——水被蒸汽加热并达到过热状态。

蒸汽硫化——由蒸汽形成饱和状态，即饱和蒸汽作为内部温度介质。 通常也称为高温硫化。

氮气硫化——在蒸汽硫化的后期，通过用氮气保压来完成硫化过程。 是目前最先进的硫化技术，符合环保要求（见第2节介绍）。

变温硫化——在蒸汽硫化后期，以过热水作为内部温度介质，保持压力，完成硫化过程。

白轮胎侧面抛光

用砂光机打磨白胶上面的黑色覆盖胶的过程。 该磨床有粗磨和精磨两套装置。 通过调整粗磨和精磨的操作步骤和时间，可以达到最佳的磨削效果。 抛光后的白色胎侧部分立即自动喷洒保护液1220液压式双模轮胎定型硫化机，喷洒均匀，干燥迅速，提高生产效率和轮胎外观质量。

轮胎检测及检测设备：

检查轮胎外观，主要包括轮胎外露纹路、凹凸不平、起泡、脱层、重皮、裂纹、缺胶、拉丝圈、白色胎侧抛光及喷涂效果等。

X光机

采用X射线机对轮胎进行内部质量检查，包括带束跑偏、等级差、胎圈拉起、松动、轮胎杂质、脱层等。检查采用通用X射线无损检测机器。

均匀度测试机

采用统一的试验机对所有子午线轮胎的径向力、侧向力、侧跳动和锥度进行测试，对轮胎质量进行分级。

动平衡试验机

使用动平衡试验机对产品进行动平衡测试。

轮胎性能测试

主要对轮胎耐久性、高速性能、强度、外缘尺寸等进行抽查。

氮气硫化系统

氮气硫化体系特点

为了提高产品质量、减少设备投资、降低能耗，对硫化工艺进行了许多改进。 除了直接改进硫化机本身的设计外，硫化加热介质近年来也得到了迅速的改进和发展。 它已从蒸汽/过热水发展到蒸汽/惰性气体，再发展到蒸汽/氮气硫化介质模式，即充氮硫化工艺。 目前，轮胎充氮硫化工艺是国外先进的硫化工艺技术。 该工艺的应用将大大降低轮胎生产的能耗，对保护环境、节约能源、提高产品质量起到非常积极的作用。 国内外竞相发展。

目前，国内子午线轮胎硫化工艺常用两种传统硫化工艺，即过热水介质和直接蒸汽介质硫化工艺。

国内外生产中曾采用过热水介质硫化工艺。 过热水温度一般控制在170-180℃，内部压力保持在2.2-2.6Mpa，硫化时间控制在20-30min，内部压力较高，介质性质更加稳定，轮胎质量越好，外观合格率越高。 问题是过热水硫化内部温度太低，时间太长。 轮胎的硫化时间短则需要 20-30 分钟，多则需要 40-50 分钟。 ，生产效率很低。 若想扩大生产规模，必须增加硫化机、扩建厂房、增加电耗和人员配置，投资规模大，已成为阻碍子午线轮胎生产规模扩大的瓶颈。

直接蒸汽介质硫化工艺是用高压饱和蒸汽直接充填胶囊。 内压一般为1.6-1.9Mpa，温度达到190-210℃，硫化时间10-15min。 这种方法的优点是生产效率高，但对轮胎生产各工序的技术和设备，甚至对半成品的储存条件和时间都有严格的要求。 由于是饱和蒸汽，内部压力与温度的对应关系决定了内部压力不能太高。 因此，在硫化过程中，内部压力较低，特别是胎肩处。 成品轮胎容易出现气泡、脱层、钢丝等现象。 带束层端点疏松，橡胶密度变差，从而影响轮胎的高速性能和耐久性能，其应用效果受到很大限制。

人们最初发现了蒸汽/惰性气体硫化方法，但惰性气体发生器产生的气体被认为是不可燃的，但它是有毒的，在通风良好的封闭工厂里很容易造成一氧化碳中毒的风险。 后来发现采用资源丰富的高压氮气硫化可以完全解决上述问题。 基本过程是首先将高压饱和蒸汽充满胶囊。 胎胚加热一定时间后，再充入高压纯氮气保持压力，达到高温高压硫化条件，从而达到质量与效率的统一。 与传统的蒸汽或过热水硫化方法相比，该工艺具有以下优点：

降低生产成本

取消了水加热和泵输送，从而降低了 60-80% 的硫化能源成本。 采用低压氮气凝结，省去低压蒸汽凝结，节省水处理和排放成本。

提高轮胎质量

由于硫化压力增加，轮胎层压材料的完整性得到改善。 它可以监测硫化过程中胶囊的泄漏情况并调整硫化时间，从而降低不良品的概率。

提高生产效率

与过热水相比，硫化周期缩短近30%，减少了单位产量对硫化机台数的需求，减少了设备投资。

节省能源

由于高温蒸汽仅流动一定时间，消除了定型蒸汽，整个硫化过程蒸汽消耗量减少80%左右，可节省大量能源，降低硫化机的生产成本。硫化部分约占50%。

由于高压氮气是高纯度氮气，含氧量极少，大大降低了氧气对胶囊的老化影响，提高胶囊寿命25-100%，每年节省胶囊成本近100万元，并消除管道侵蚀。 节省设备运行维护成本，减少停机成本。

采用氮气硫化系统，压力稳定，可在一定范围内任意调节，压力容易升高。 对提高轮胎的均匀性和平衡性，特别是轮胎的耐磨性有很大的作用。

采用氮气硫化系统有利于环境保护。 氮资源丰富，空气中约含氮78%。 制氮系统操作简单、清洁。 氮气可以直接排放到大气中，无需处理有害化学物质或废物。

子午线轮胎充氮硫化工艺是国际先进的轮胎硫化工艺。 采用该工艺硫化的轮胎具有较高的均匀性和平衡性，这对于轮胎的高速性和耐久性有很大好处。 它们可以大大提高轮胎的耐磨性并增加行驶距离。

充氮硫化工艺条件的确定

硫化是子午线轮胎生产加工的最后一道工序。 在此过程中，橡胶发生一系列化学反应，将线性橡胶转变为三维网络橡胶，从而获得有价值的物理机械性能，成为有价值的工程材料。

硫化过程是橡胶大分子链发生化学变化并形成交联的过程。 在生产加工过程中，这种交联反应在一定的温度和压力下需要一段时间才能完成。 因此，压力、温度和时间是构成硫化工艺条件的主要因素。 它们对硫化质量具有决定性影响，通常称为硫化三要素。 因此，合理、正确地选择和确定硫化工艺条件非常重要。

橡胶是热的不良导体，其表层与内层的温差随截面变厚而增大。 由于轮胎是厚制品，硫化过程必须考虑热传导、热容量、模型的截面形状、热交换系统、胶料的硫化特性以及制品厚度对硫化的影响。

过热水硫化和高温蒸汽硫化，在整个轮胎硫化过程中，内部压力、内部温度、外部温度基本上不方便维持。 整个硫化过程中，热传导的形式比较简单，工艺条件也比较容易确定。 充氮硫化是在轮胎硫化过程中进行的。 首先向胶囊内通入高温饱和蒸汽一定时间，提供硫化所需的温度条件，然后加入高压氮气，提供轮胎硫化所需的高压条件。 温度、压力条件满足。 经过一定时间后，轮胎各部分满足橡胶硫化特性，然后脱模，完成整个硫化过程。

这个过程中存在三个不同点。 一是确定向胶囊内通入高温饱和蒸汽的时间。 如果时间短，硫化轮胎可能会出现硫不足、未熟透的情况。 如果时间长了，轮胎可能有足够的橡胶材料。 硫化特性，加上高压氮气，此时压力影响不大，就失去了充氮硫化的意义。 因此，控制通氮时间非常重要。 二是因为高温蒸汽在一定时间后就关闭，通入高压氮气后不再补充蒸汽。 因此，在轮胎硫化过程中，内部温度逐渐降低。 与过热水硫化不同，内部温度是恒定的。 温度场变化比较复杂，这就要求轮胎各部分的硫化特性要满足一定的要求。 第三，由于高温蒸汽具有高温和低压，而高压氮气具有高压和低温，当两种介质在胶囊内混合时，温度和压力会发生相应的变化。 硫化过程中压力会下降。 为了满足硫化的高压要求，应及时补充氮气以维持压力。 由于硫化过程中温度下降，管道和气囊内会产生冷凝水。 此时应及时排除凝结水，进行保温。 因此，在充氮硫化过程中，温度、压力、时间三要素的确定比过热水、高温蒸汽硫化要复杂得多。 必须采用科学的方法来确定更加合理的硫化条件。

氮气硫化站的组成原理

氮气站的作用是提供一定压力的高纯度氮气，作为轮胎硫化的内压介质。 氮气硫化站主要由氮气生产系统、氮气净化系统、氮气增压系统和压力控制系统四部分组成，如图所示。 制氮系统的任务是让空气通过制氮设备，利用分子膜原理产生一定纯度的氮气； 氮气纯化系统的任务是利用氢气还原氧气的原理，纯化出高纯度的氮气。 氮含量高达99.99%以上； 氮气加压系统和压力控制系统的任务是用压缩机对这种高纯度氮气进行加压并控制其满足硫化工艺的要求。

系统如何工作及其控制

制氮系统

制氮系统由过滤器、加热器、流量调节和纯度保证系统组成。 来自空气压缩机的压缩空气经过过滤、加热并输送到膜分离器（高分子半透膜）后，除去氧气和水蒸气，产生干燥氮气。 系统通过位于分离器下游的流量调节阀调节氮气流量，以控制氮气的纯度，并通过压力调节阀维持系统工作压力的稳定性。

另外，控制设备还包括温度传感器、温度控制器、压力开关、氧气探测器、PLC等，温度传感器和控制器控制加热器的温度，防止冷凝水进入分离器。 当出口压力开关检测到氮气使用量低（压力高）时，系统停止进气，保持待机状态，以节省能源。 当管道压力下降时，系统重新启动。 氧气检测仪用于检测氮气含量，防止不合格氮气输出到管道中（不合格氮气排出）。 PLC用于各种工艺参数的输入、显示、设定、报警、控制输出等。

目前，常用的两种制氮系统包括膜分离和变压吸附。

膜分离制氮技术

膜分离制氮技术是利用空气中的氧气（O2）和氮气（N2）通过特殊的中空纤维膜时渗透性不同的原理。 空气中的氧气、水等杂质由于渗透性快，很快作为废气排出，而N2由于渗透性差，富集到膜管的另一端，作为成品气供用户使用。

膜分离制氮原理：膜是聚酯微中空纤维束的集成组件。 它的每根微型中空纤维都类似于人的头发。 这些纤维束通过不同的空气成分渗透率分离出78%的空气。 氮气和 21% 氧气。 其中，空气中的氧气和水蒸气是快气体。 它迅速穿透膜纤维并解吸，而氮则通过空心纤维的微孔以获得浓缩的成品氮。整个分离过程没有任何运动部件，并且可以仅通过压缩空气完成。