改变欧洲轮胎生产的新型聚酯帘线
John D.Burrows 著 王晓冬摘译 涂学忠校
用聚酯帘线作轮胎的增强材料决不是件新鲜事。在美国和日本,轮胎生产商设计和生产胎体及带束层均采用聚酯帘线增强的轮在欧洲,使用聚酯增强材料的发展趋势比美国和日本缓慢。多年来,一直到最近,人造丝都是欧洲轿车子午线轮胎所选用的增强材料。其原因是:
(1)欧洲具有充足的人造丝资源可满足市场需求;
(2)人造丝纤维及帘布容易加工;
(3)人造丝增强的轮胎性能比其它现有材料增强的轮胎优异;
(4)纤维的价格可以接受。
人造丝长期占有欧洲市场的一个主要原因是轮胎工业及帘线工业已经有很多年使用胎已经有很多年了。
从发展历史看,轮胎增强材料先从使用人造丝到尼龙,又发展到使用聚酯帘线,是降低轮胎生产总成本和提高尼龙增强轮胎技术性能的要求促进了这种转变。
人造丝的经验和完善的加工设备。缺少能够有效替代人造丝的有竞争力的纤维也是另外一个原因。1 聚酯纤维的发展
近几年来,随着聚酯在技术和经济上的
竞争力超过了人造丝,欧洲轮胎生产商已经趋向于用聚酯替代人造丝作轮胎增强材料,这一趋势是由于聚酯纤维生产技术从70年代和80年代初开始有了很大发展而产生的。
在70年代和80年代初期,纤维生产商推出了用于轿车轮胎胎体等应用领域的聚酯纤维,这种材料就是现在常说的“普通”聚酯。
在这段时间里,胎体接头凹陷,即胎侧凹
陷(SWI )是聚酯增强轮胎的主要缺陷之一。
聚酯增强轮胎成型中出现的其它问题可以通过调整帘布浸渍条件以改变相对收缩率和模量,或通过调整轮胎成型和硫化工艺而得到解决。但是,处理成低收缩率只会加重由于轮胎中帘线模量低而产生的问题,导致胎侧凹陷,使轮胎性能无法达到最好。于是在80年代初期,人们努力使普通聚酯满足轿车子午线轮胎最基本的技术要求。然而纤维工业还未开始开发可选择使用的新型聚酯。由于欧洲轮胎生产商拥有使用人造丝的经验且资源丰富,因而没有转向使用聚酯的动力,因此纤维工业对于用聚酯作欧洲轮胎增强材料进行的评估,几乎未改变欧洲的轮胎设计和技术规范。2 不足之处
从80年代初期以来,聚酯的研究开发活动导致了很多聚酯产品问世,它们能够满足而且超过轿车子午线轮胎的性能要求,最主要的性能要求是目前所说的“尺寸稳定性”。
尺寸稳定性是一个反映热塑性纤维固有定伸应力的参数,有很多数学定义,但是最常用(简单)的是44N 定负荷伸长率和热收缩率的代数和。由于这一参数决定着一种纤维能否经过处理得到所需的模量而不会产生不
利的高热收缩率,因此对纤维开发工程师、
轮胎生产工程师和设计师来说是非常重要的。
一定模量(由44N 定负荷伸长率量度)下收缩率的大小对轮胎生产工艺和轮胎性能有显著影响。这些影响与轮胎在硫化及随后的冷却过程中帘线收缩时出现的变化有关,且对轮胎产生不同的影响。
(1)轮胎规格和尺寸变化(轮胎周向尺寸
和断面宽度不同);
(2)轮胎均匀性差(整个轮胎帘线收缩不均匀所致);
(3)轮胎的耐久性(帘线/胶料移动和轮胎几何形状);
(4)胎体接头凹陷(SWI ,轮胎中胎体帘线模量改变所致);
(5)轮胎性能改变(归因于轮胎中帘线性能)。
3 尺寸稳定型聚酯
很多年以来,联信公司一直在其位于美国弗吉尼亚州彼得斯堡的纤维分部技术中心、最近又在法国隆拉维尔和美国新泽西州莫里斯城的公司实验室进行聚酯轮胎帘线的研究开发工作。该公司第1代尺寸稳定型聚酯(DSP )纤维于1986年商品化,这时轮胎增强用新型聚酯纤维已开始在欧洲出现。
经过进一步技术开发,又有几代新型聚酯纤维实现了商品化,这些纤维表现出较高的尺寸稳定性和高强力,以致接近达到甚至超过欧洲轮胎工业期望值的性能。
图1(略)显示了各代聚酯纤维的热机械性能发展状况(
该示意图总结了普通聚酯纤图2 欧洲轿车轮胎增强帘线消耗量
维1W70和前3代新型DSP 纤维的收缩率与帘线模量之间的关系)。4 聚酯时代的到来
尽管所花的时间比预想的要长,但在欧洲,聚酯作为轮胎增强材料的时代已经到来。目前,约有25%的轿车轮胎采用DSP 作胎体增强材料。1996年,聚酯轮胎增强材料的用量将达到2万t 左右。现在,每个西欧轮胎生产商或已使用或正在评估轮胎增强用聚酯纤维;欧洲中部的发展模式大致与此相近。在过去的18个月中,非洲和中东地区聚酯增强材料的应用得到迅速发展。需要提高在价格和性能方面的竞争力是驱使轮胎生产商采用聚酯纤维替代人造丝的主要因素。近几年
来,轮胎工业一直承受着保持甚至降低价格的极大压力。通过采取各种措施,包括降低增强材料成本,使轮胎成本得到了控制。
现在聚酯经常被指定用作轮胎增强材料有很多原因:
(1)聚酯纤维的技术性能已经达到了用于轿车子午线轮胎可以改善轮胎性能的程度;
(2)对于聚酯在以前认为不适用的H ,V 和Z 速度级轮胎中的应用已经取得了足够的经验;
(3)近年来,胎体增强材料的经济性要求有利于转向使用聚酯纤维;
(4)发展聚酯纤维生产能力的许诺已经得到证实,另外继续投资并支持轮胎工业需求的许诺也是显而易见的;
(5)轮胎工业的全球化导致美国和日本轮胎生产商的许多经验在欧洲也能得到。
增强材料在世界各地的可获得性是全球化战略获得成功的关键因素。规模经济以及轮胎和汽车工业的全球化提高了各国和各生产商之间交换轮胎生产能力获得许可的可能性。1989～1994年欧洲轮胎增强纤维的实际消耗量和1995～1999年的预测情况见图2。从图2可以看出聚酯增强材料逐渐替代人造丝的发展趋势。从中还可以看出许多主要的发展趋势:1989～1994年轿车轮胎增强纤维的总需求量发展相对稳定;预计未来总需求量每年将增长215%;目前和将来人造丝的消耗量与90年代初期相比呈下降趋势,
聚酯消耗量会相应增长。5 欧洲聚酯生产能力提高
轮胎用聚酯的消耗量与其现有生产能力有必然的关系。1989年以来西欧DSP 生产能力的发展变化见图3(略)。预计从1995年开始到本世纪末之前,当聚酯的产量超过人造丝之后,轮胎生产商对聚酯的需求量才会增长。
在80年代,西欧实际上并没有聚酯轮胎司在使用人造丝过程中所作的承诺,因此不可能立即100%改用聚酯进行生产。目前,在欧洲除轿车子午线轮胎以外,还有轻型载重轮胎、农业轮胎及“娱乐汽车”轮胎等其它轮胎均采用DSP 进行生产。一些没有大量内部资源的小型独立轮胎生产商正经历聚酯轮胎商品化的初期阶段。
在欧洲中部,大多数先进的轮胎生产商已经开始大量应用聚酯纤维作轿车轮胎胎体增强材料。其它生产商正进行测试和鉴定试验。
增强材料。随着新型聚酯的出现,当许多大轮胎公司发现了高模量、低收缩(HML S )和DSP 等新型轮胎增强纤维的优点时,转用聚酯的进展非常迅速。
目前,欧洲轮胎生产商已经取得了使用新型聚酯增强材料的极好经验,但是完全摆脱人造丝还要花一段时间。由于欧洲轮胎公在未来的一年中,随着现在投资建设项目的竣工,预计这些市场将有很大发展。6 新产品的不断开发
两年前,尽管怀疑欧洲轮胎工业不会支持增加新型聚酯的生产能力,但是联信公司仍在朗拉维尔开始其工业用聚酯的生产。这一举措使联信公司走到了推动欧洲生产的轮胎向使用聚酯方向发展的最前沿。目前,在欧洲,无论是联信公司还是其它生产商生产的DSP 均已脱销,联信公司宣称要将其法国
工厂DSP 纤维的产量提高1倍以满足不断
增长的需求。
若采用精心开发的帘线加工工艺、轮胎设计和轮胎加工工艺,可使最新一代聚酯纤维非常适用于包括Z 速度级轮胎在内的所有等级的轿车子午线轮胎。但是目前欧洲聚酯的应用仍受纤维的可获得性和欧洲轮胎工业为更迅速地应用聚酯其内部的开发能力这两个因素的制约。
如上所述,可获得性已经通过增加全球生产能力而得到提高。未来几年,进一步的开发工作主要集中在加工性能(使新型聚酯更容易加工)和技术(扩大这种材料的应用)方面。
7 提高加工性能
聚酯为轮胎生产商提供了获得显著经济效益的机会,但由于聚酯不同于人造丝,其加工有以下一些困难:
纤维的处理 浸渍配方
处理温度
处理设备生产能力/生产能力
轮胎成型 帘布手感2刚性
混入空气2气泡配方 氨解、粘合性浸渍配方 胎体接头凹陷、均匀性聚酯轮胎帘线的处理完全不同于人造丝,整个加工过程要求处理设备能够保持较高的温度,还要求对浸渍配方进行调整以得到所需的粘合力。
实际上,对聚酯纤维处理设备的技术要求使很多小型人造丝浸渍设备闲置下来,这就是说聚酯纤维的浸渍必须交给具有专用处理设备的公司。聚酯浸渍设备现有生产能力将会增大,以使聚酯轮胎帘线的用量持续提高。
加工工艺需做一些调整。例如,对于轮胎成型工艺,一种轮胎帘布的手感是直接了
当的,这要求轮胎生产者精心调整轮胎操作工序,以获得满意效果。另外,聚酯的刚度较高意味着有时需要对轮胎的成型周期进行调整,以避免混入空气,形成气泡。
轮胎的配方设计人员也受到聚酯用量增长的影响。因而投入了大量精力以优化关键性胶料,使其充分满足聚酯轮胎设计的需要。由于联信公司和其它聚酯生产商开发了新型轮胎工业已开始习惯未雨绸缪,因而预计将继续持非常谨慎的态度。
总而言之,新的聚酯生产技术将开创聚酯增强材料在轮胎生产中占优势的新纪元。致轮胎均匀性及胎体接头凹陷等变差,但是聚酯纤维生产技术,轮胎生产商对聚酯帘线的态度变化非常快。
由于聚酯的用量开始增加,因此最终的检验标准经常变化。应用新型聚酯并不会导随着生产技术的变革,聚酯轮胎增强材料的重要性迅速提高,而人造丝却日趋没落。
聚酯的生产过程对环境更有益是促使轮胎行业趋向使用聚酯的另外一个原因,人造丝的生产过程会污染环境,与之相反,聚酯的生产包括其间副产品的处理均不会对环境造成污染。8 高附加值技术
强度和尺寸稳定性是轮胎增强材料的两个主要物理性能,纤维使用者可以很简单地按常规方法对其进行测试,而且这两项性能也是用户要求的首要性能。纤维的其它重要性能包括耐疲劳性、刚性、通用加工性能和粘合性能。
目前生产的聚酯产品强度与尺寸稳定性(用一定收缩率下的LASE 25来表示)的关系见图4(略)。对未来聚酯纤维的性能要求由该市场的消费者决定。
从图4可以看出,联信公司的研究开发工作主要集中在可以生产产品强度高且尺寸稳定性好的纤维的技术开发上。但是其它影
响纤维性能的参数也需要进行评价和提高,
以使开发的聚酯纤维在竞争日益激烈的轮胎市场中不断保持竞争力。
虽然通过改进设计,纤维和胶料配方已使轮胎内疲劳破坏基本消除,但仍在研究各种提高纤维耐疲劳性能,从而开拓聚酯纤维应用前景的方法。
同样,纤维纺丝技术及后处理化学工艺也正在取得进展,这将进一步改善聚酯的加工性能和提高其生产效率。对于浸渍帘线的刚性和芯吸现象给予了特别的关注。
纤维的物理(拉伸)性能以及加工性能有望同时得到改善,这恰好将有助于聚酯更好地在要求日益苛刻的轮胎中应用,使轮胎生产厂获得显著提高的附加值。9 PET 以外的产品
为满足轮胎生产商目前和近期目标的要求而进行的大多数开发活动都是基于现有产品的改进和调整。一般认为,可以采用这种方法通过一些辅助技术生产下一代DSP ,但是PET 均聚纤维生产技术的发展已经接近达到了极限。为了超越这一极限,将需要在纺丝工艺和聚合物方面有较大的变化。
这种变化的一个实例是以PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)为基础的纤维。这种聚合物属于聚酯类,但与现在所说的PET 聚酯材料有所不同,PET 是由对苯二甲酸与乙二醇聚合制得,而PEN 则是由萘二羧酸与乙二醇聚合制得。反应产物的分子链中含有芳环,对提高所得纤维的强度和尺寸稳定性有影响。
PEN 聚合物的加工工艺与聚酯基本相同,其主要性能与人造丝及联信公司的1X30DSP 的性能比较见表1。
PEN 被认为是人造丝极好的替代物,部分原因在于其高温性能非常优异。由于PEN 玻璃化温度比PET 高72℃,因此PEN
在150℃的高温下仍具有较高的模量,而PET 在近100℃时模量开始下降,到150℃
表1 纤维帘线性能比较
性 能人造丝1X30PEN 断裂强度/(cN?dtex-1)406370断裂伸长率/%10139.5 LASE25/(cN?dtex-1)2632646 66N定负荷伸长率/% 3.233 3.4 1.5收缩率/%-22
华中强化轮胎公司建成投产
由美国克劳斯顿有限公司和武汉市公汽总公司合资经营的武汉华中强化轮胎有限公司日前在武汉建成投产,成为我国华中地区第1家以世界最先进技术翻新轮胎的企业。 该项目投资500万元人民币,中方占51%股份,美方占49%,引进处于世界轮胎翻新行业领先地位的美国班达克公司的低温硫化强化轮胎技术,从事子午线轮胎和斜交轮胎的强化翻新和销售业务,年产强化翻新轮胎3万条。
武汉华中强化轮胎有限公司美方总裁熊光华先生称,班达克强化轮胎具有别具一格的可靠性和持久性,产品原料全部由美国供货,花纹达200种以上。强化轮胎里程可达8万km,超出国产新胎的水平,经测算,可为使用该轮胎的企业节约相关费用25%左右。
(摘自《中国化工报》,1998202212)
注:PET,PEN帘线规格为110dtex/3(315×315捻?m-1);3干燥浸渍帘线;33规格为110dtex/3。
时已经超过了实际轮胎性能所需的范畴。
10 PEN在高性能轮胎中的应用
高级汽车要求轮胎性能高且尺寸大、减小质量及降低材料成本,从而为高强度、高模量纤维在大规格单层胎体轿车子午线轮胎中的应用提供了机会。
PEN的尺寸稳定性好有助于所生产的轮胎具有极好的均匀性、胎侧外观和高温稳定性,而PEN的强度性能则可使大规格轮胎采用单层胎体结构。PEN的高强度和高模量使其可以用作冠带层纤维,以减小轮胎质量、改善均匀性,也有可能降低成本。
冠带层帘布收缩对轮胎的均匀性有不利影响已经得到证实。PEN由于既有较高收缩力又有较低收缩率,因此从理论上讲它最适宜用于冠带层。另外,PEN的高拉伸模量将使其很有可能用于钢丝/织物复合带束层。
PEN纤维有可能替代钢丝帘线用作小型和中型载重子午线轮胎单层胎体的增强材料。它优于钢丝的优点包括质量小、耐腐蚀、可回收和配方设计简单。目前正在进行调查研究以评价PEN在普通轮胎和高级轮胎中的应用。
由于PEN纤维用作轮胎增强材料是一项新发展,所以PEN商品的销量很有限。然而轮胎工业的正面反馈意见和对这种纤维用于轮胎的长远目标的继续支持都会导致对工业化生产的投资和将实现大幅度降低材料成本的规模经济。
11 聚酯用量迅速增长
在过去的10年间,聚酯纤维已从一种新型材料发展成为轿车子午线轮胎的增强材料。纤维技术的进步已为轮胎工业提高产品性能和竞争力而不提高价格或破坏环境提供了机会。
聚酯纤维的新技术由于其在成本、性能以及环保方面的优势已经开创了新型聚酯作轮胎增强材料的新时代,而人造丝的用量持续下降。到本世纪末,中、西欧将基本完成向使用聚酯的转变。
随着技术的进步、市场和经济的发展以及对更大附加值要求的日益强烈,在未来的几年里,非洲、中东及东欧的聚酯用量将急剧增长。
由于轮胎工业开始向使用聚酯转变,联信公司有意支持并与轮胎工业一起发展。
译自英国“Tire Technology International
1996”,P140～145
4 车轮与轮胎 4.1车轮 1、组成 汽车的车轮由轮毂、轮辋 以及它们之间的连接部分所 组成。轮辋用来安装轮胎，与 轮胎共同承受作用在车轮上 的负荷，并散发高速行驶时轮胎上产生的 热量及保证车轮具有合适的断面宽度和横向刚度。轮毂与转向节或半轴连接。 2、类型 1)按照车轮连接部分的构造，车轮可分为两种型式:辐板式和辐条式。 ①辐板式车轮(图2-39) 这种车轮中用以连接轮毂和轮辋的是钢质的圆盘，大多是冲压制成的。少数是和轮毂铸成一体，后者主要用于重型汽车。图2-39中，辐板4的孔3可作为安装时的把手处，同时借以减轻质量，有利于制动鼓的散热，以及在对轮胎充气时便于接近气门嘴。6个孔5加工成锥形，以便于在用螺柱把辐板固定在轮毂上时对正中心。轮辋1焊在辐板。轮辋上的长孔2为气门嘴伸出口。货车后
桥一般采用双式车轮。 ②辐条式车轮(图 2-40)这种车轮的辐条是 钢丝辐条或者是和轮毂 铸成一体的铸造辐条。钢 丝辐条价格昂贵，维修安装不方便，仅用于赛车或某些高级轿车上。 2）按照轮辋的结构形式，主要有深槽轮辋、平底轮辋、对开轮辋。 ①深槽轮辋(图2-41a)主要用于轿车及轻型越野车。它有带肩的凸缘。用以安放外胎的胎圈，其肩部通常略向中间倾斜，其倾斜角一般是5°1 °。为便利外胎的拆装，断面的中部制成深凹槽。深槽轮辋的结构简单、刚度大、质量较小，对于小尺寸弹性较大的轮胎最适宜。 ②平底轮辋有多种结构形式，主要是便于装卸尺寸较大，胎圈较硬的轮胎，图(2-41b)是我国货车常用的一种型式，挡圈1是整体的，而用一个开口锁圈2来防止挡圈脱出。 ③对开式轮辋这种轮辋由内、外两部分组成(图2-41c)，其内、外轮辋的宽度可以相等。也可以不相
工艺：铸造模具使用范围：汽车、摩托车等铝合金配件。加工方式：来图来样加工；汽车轮毂模具种类包括重力模、低压模、差压模。摩轮是属于重力模，如汽车法兰盘，属于高压模；模具有单边浇和双边浇，重力模边模属于两边开，低压模、差压模、高压模边模是四边开；每一套模具配两件卡规，同时附上一份产品合格证书和一个光盘。加工部件：底模、边模、上模、承座、冒口、材面售后服务：产品提供维修。 锻造铝轮圈成本高锻造铝合金轮圈和通俗卡车铁圈阐发及对比： 1、自身轻。锻造铝圈的重量只相当于铁圈的二分之一重，以22.5X8.5的为例；锻造铝圈为25公斤，铁圈为至少45公斤。 2、节流燃油。安装锻造铝圈今后，因为整车的重量降低，削减了车轮的动弹惯性，使汽车加快机能提高，并响应削减了制动能量的需求，从而降低了油耗，再加上锻造铝圈特有的空气流动及滚动阻力，所以百公里测试节流率为每百公里起码节流2升油（改换锻造铝圈并利用空调今后的百公里油耗比未换锻造铝圈并未开空调的油耗测试，前者比后者低2.5升油耗）。 3、轮胎磨损降低26%。因为锻造圈的特征，它的均衡值为0，不轻易变形，散温快（正常行驶温度比铁圈低20-30度）对吊挂系统的庇护较佳，所以对轮胎的磨损大大降低，使每条轮胎多跑5-8万公里不等）。 4、刹车的维修费用降低。因为锻造铝圈的特征散温快，正常行驶温度低，所以对刹车系统不耐高温的材料及配件有极佳的庇护结果，从而大大降低了刹车系统的维修费用。 5、承载能力高，锻造圈的承载能量是通俗铁圈的5倍。锻造车轮在承受71200公斤后才变形5厘米。铁圈只承受13600公斤后已变形5厘米，换句话说，锻造车圈的强度是超越钢圈的5倍。 6、提高驾驶的舒适性。因为锻造车轮的特征，安装后行车感受偏向较轻，高速行驶出格平稳，从而提高了驾驶乐趣。
目录 第1章用CATIA建立CATIA 建立轮毂模型 (1) 1.1汽车轮惘规格系列 (2) 1.2轮毂建模 (4) 第2章模型导入ANSYS10.0 (10) 2.1轮毂零件模型*.model导入导入ANSYS10.0 (10) 2.2导入模型生成实体 (11) 第3章ANSYS模态分析 (12) 3.1参数设定 (12) 3.2网格划分 (12) 3.3模态分析及图形显示 (13) 3.4模态分析数据及总结 (25) 参考文献 (29)
第一章用CATIA建立轮毂模型 1.1汽车轮惘规格系列 1.范围 本标准规定了汽车车轮与轮胎相配合部分的轮辆轮廓术语、标记、负荷、50深槽轮惘(50DC),15“深槽轮辆(150DC),50半深槽轮惘(50SDC),50斜底轮辆(50FB),本标准适用于汽车所使用的轮辆规格系列。 2.轮辆轮廓术语 图1-1 轮辋轮廓 A —轮辆标定宽度; B —轮缘宽度; C—轮缘半径位置尺寸; D —轮辆标定直径; F1，F2—轮辋上气门嘴孔位置尺寸; G - 轮缘高度; H - 槽底深度; DR,DF—胎圈座突峰直径; L - 槽底宽度; M —槽的位置尺寸; P—胎圈座宽度; R1—轮缘接合半径; R2—轮缘半径; R3—胎圈座圆角半径; R4— 槽顶圆角半径; R5- 槽底圆角半径; R6—轮缘端部圆角半径; R7—槽侧半径; V —气门嘴孔或槽的尺寸; α—槽底角度; β—胎圈座角度。 注1:凡标注二的尺寸与轮胎在轮惘上的装、拆有关，是轮辆槽底的最小尺寸，M表示槽底位置的极限尺寸 注2:槽顶圆角半径R 和槽底角度a是轮胎在轮惘上装、拆的重要参数。 注3:安装面，即轮胎从这一面装人轮辆或从这一面拆下轮胎.对于多件式轮辆，安装面是可拆卸轮缘的一面。
热轧车轮轮箍厂设计 创建时间：2008-08-02 热轧车轮轮箍厂设计(design of wheel and tyre hot rolling works) 以钢锭(坯)为原料，用热轧加工法生产车轮、轮箍的工厂设计。和轮箍主要是用于铁路机车、车辆上的两种走行元件。按结构不同车轮分为组合车轮和整体车轮。组合车轮由分别制造的轮心和轮箍及挡圈组装而成(图1)。整体车轮由一个轮坯整体轧制而成(图2)。 整体车轮有铸铁、铸钢和轧制几种类型，砂型铸铁和铸钢车轮现已淘汰，而新型石墨模压铸钢车轮在美国得到广泛使用，这种车轮在行车速度要求不太高的铁路中比较适用。但中国和世界上大部分国家和地区的铁路线上现今均使用整体热轧车轮(简称整轧车轮，solid roll wheel)。 过去一个时期，机车车轮，特别是蒸汽机车用的车轮结构复杂，直径较大，不易轧制，所以采用轧制的环形件作为轮箍套在轮心上构成组合车轮。但组合车轮的轮箍有松弛的危险，不如整体车轮安全，且整体车轮各部分尺寸可设计得较薄，从而可以减轻重量，既安全又经济。随着蒸汽机车的逐渐被淘汰，以及内燃机车和电力机车也多使用整轧车轮，故轮箍的需求量日趋减少。 整轧车轮和轮箍在大多数国家为分别建厂生产，但也可合并为一个厂(或车间)进行生产。中国设计建成的车轮轮箍厂就是可以生产上述两种产品的工厂。这种工厂的一些工艺设备和辅助设施，如坯料准备、运输设备、动力泵站、水循环系统、工模具制造部门等可统一安排，共同使用，比较经济。 简史火车车轮制造历史较长。在1814年前后，铁路运输上开始生产并使用锻制轮箍，形成组合车轮。1853年英国制成轮箍轧机，开始大量生产热轧火车轮箍。1902年、1904年美国和法国的辗轧车轮轧机分别问世，整体热轧车轮和轮箍开始广泛应用于铁路，从而促使铁路机车车辆的运行速度和载重量有了很大提高。从此，整轧车轮逐步取代了铸铁、铸钢和大部分组合车轮，成为铁路车辆(包括一些机车)的主要用轮。
车轮轮箍轧制(rolling of wheel and tyre) 将钢坯轧制成车轮轮箍的金属塑性加工工艺。同铸造的车轮相比，轧制的车轮力学性能能得到提高。因此，当今世界各国广泛采用轧制工艺生产车轮轮箍。 车轮和轮箍用于机车、车辆以及其他专用车辆的走行部。车轮可分为组合车轮和整体车轮两大类(图1)，组合车轮由轮箍和轮心两部分组成(图1a)，整体车轮分轮毂、轮辐、轮辋和踏面4个部位(图1b)。 图1 车轮种类 a-组合车轮；b-整体车轮 1-轮心；2-轮箍；3-轮毂；4-轮辐；5-轮辋；6-踏面1851年德国建成辗环轧机，1854年英国首先实现轮箍的轧制。车轮的轧制则是从1902年和1904年车轮轧机分别在美国和德国问世后才开始的。中国于1964年建成第一座车轮轮箍厂，生产轧制的车轮、轮箍、盘形件和环形件产品。但自蒸汽机车停止生产以来，机车轮箍需用量呈现递减趋势。随着美国研制出新型铸钢车轮和世界各国对高速机车的浓厚兴趣，尤其是无轮磁力高速机车的出现，轧制车轮将面临着严峻的挑战。 车轮生产车轮生产工艺流程如图2所示。钢坯经加热、锻造、轧制和热处理以及机械加工，生产出车轮。车轮生产的热变形工序如图3a所示。
图2车轮轮箍生产工艺流程图 钢锭与切割由平炉、电炉或转炉冶炼出的优质碳素钢，铸成钢锭或连铸坯，钢的含碳量在0.5％～0.65％范围内。人们对采用低合金钢制造车轮日益关注。钢锭或连铸坯(或者初轧坯)，经锯切或机床切割制成钢坯。 加热为提高金属的塑性、降低金属的变形抗力和保证终锻温度，钢坯在转底式环形加热炉(或室式炉)中经3.5～4.5h加热到1270℃左右。 镦粗与压痕镦粗是为了确定坯形直径的大小。压痕是为了预分配轮坯成形前的金属量和固定轮坯中心。钢坯的镦粗与压痕一般在30MN水压机上进行。 锻压成形经过镦粗与压痕的轮坯在模锻压力机上压出车轮的轮毂，部分轮辐和供轧制的轮辋雏形。成形时钢坯的一部分金属流向中心模腔形成轮毂，另一部分金属流向周边形成轮辋，还有一部分金属形成轮辐。成形模锻一般在80MN水压机上进行。
车轮轮毂孔旋配实作教案 实作培训项目：车轮轮毂孔加工作业 教学目的：通过操作技能培训，使职工熟练掌握车轮轮毂孔加工作业过程中刀具的使用、轮座与轮毂孔尺寸的测量、轮毂孔内外侧圆弧及轮毂孔内径面粗糙度的掌握，使职工具有分析和解决车轮轮毂孔加工现场生产技术中疑难问题，熟练掌握轮毂加工的技术要求，从而提高轮对压装合格率。教学重点：车轮轮毂孔加工配合过盈量的掌握 教学准备： 1、场地：货车东库立式车床 2、仪器及工艺装备：立式车床、起重吊车、车轮吊卡具、卡盘搬手、刀具、找正器、内外径千分尺、卡钳、钢板尺、活口搬手、粉笔、钢笔、质量加工记录单等。 教学步骤： 一、技能知识讲授 工艺流程：旋配前准备→检查机床状态→吊放卡紧车轮→测量待配车轴的轮座尺寸（确定配合过盈量）→检查刀具→加工轮毂孔→测量→画标识→吊下车轮→填写记录 二、作业过程： 车轮轮毂孔加工前准备工作 按规定穿戴安全防护用品。
佩带操作证 旋配操作者经理论和实作考试合格，并获得设备操作合格证方可独立作业。 检查机床状态 检查仪表检定不超期限，立式车床有无异状，机床部件齐全，溜板、丝杠、光杠、丝母间隙良好。严格按照润滑规定进行注油，并保持油量适当，油路畅通，油标（窗）正常，油毡清洁。通过点动试车的方法检验机床运转是否正常，再空运转2分钟左右，确认各部运转正常后，并进行垂直、水平走刀试验，再开始工作。 工卡量具准备 检查内外径千分尺（开工前进行校尺）、钢板尺、卡钳、刀具（尖刀、光刀）、车轮吊卡具、卡盘扳手、找正器、卡盘、活动扳手、粉笔、质量加工记录单等是否齐全与作用良好。外观检查车轮 按要求检查车轮外观技术状态，车轮标记齐全（包括制造年月、熔炼炉罐号、车轮型号、制造工厂代号、车轮钢种标记），外观无裂纹、、缺陷,状态良好，各部尺寸符合规定。 （1）同一车轴上须组装同型号、同材质的车轮。 （2）对旋配车轮要求，车轮同车轴同温8小时后方可旋配。（3）轮毂孔不允许局部旋修。 吊放卡紧车轮
这次的汽车轮毂介绍，小编打算分三个板块去介绍：第一个板块是轮毂的简介，主要包括轮毂的基本结构，轮毂的分类，规格命名方式； 第二个板块是轮毂的设计，包括轮毂的加工制造工艺，简单介绍轮毂的轻量化设计； 第三个板块是介绍些大众与典型的汽车轮毂的车型，娱乐参半的来和大家一起欣赏轮毂的结构美，期间也会弄些手绘的轮毂分享给大家。 三个板块将会分三次介绍。今天先是轮毂简介，这里也祝大家周末愉快！ 轮毂简介 1、轮毂的基本结构 汽车轮毂是汽车的重要部件，它是汽车行驶过程中的一个重要组成部分，汽车与地面弄之间的所有力和力矩都是由轮毂承受和传递的，直接影响汽车的整体行驶稳定性、安全性、可靠性、平顺性、牵引性及外观形象，对汽车整体能源消耗，轮胎的寿命都有较大的影响。 轮毂通常由轮辋和轮辐两部分组成。
轮辋是汽车轮毂上与轮胎直接接触的部分，起到支撑轮胎的作用。在轮辋的两侧突起部分有胎圈座和轮缘组成，胎圈座与轮胎的胎圈直接接触的部分起到支持轮胎半径方向力的作用；轮缘起到保持并支撑轮胎方向的作用。此外，轮辋上还有放置轮胎气门嘴的气门孔。 轮辐是连接轮辋与中心孔的部分，起到重要承载作用。它的强度决定了轮毂整体强度。同是，牛逼的轮辐，也是相当的富有结构没学滴，童鞋没，是吧？ 中心孔是汽车轮毂上与汽车车桥上的车轴一段装配的部分。 2、轮毂的分类 按轮辐分：有辐板式和辐条式两类。它也可以根据辐条的样式不同分为：五辐、六辐、八辐等等。
辐条式：车轮有可分为钢丝辐条式车轮（A）和铸造辐条式车轮（B），A轮辋的结构和自行车车轮相同，不过由于价格昂贵，且维修安装不方便，故实际使用并不多；B轮辋是用螺栓和特殊形状的衬块固定在辐条上，它多用于重型货车上。 辐条式车轮a) 辐条式车轮 b) 铸造辐条式车轮 辐板式：目前，普通轿车和轻、中型货车普遍采用辐板式车轮，这种车轮如图8-2所示，由挡圈、轮辋、辐板和气门嘴伸出口组成。车轮中用以连接轮毂和轮辋的钢质圆盘称为辐板，大多是冲压制成的，少数是和轮毂铸成一体，后者主要用于重型汽车。辐板式轮辋是目前应用最为广泛的轮毂形式，它的特点是将轮辋和轮辐铸成一体，优点是质量轻、尺寸精度高、某种程度上可以明显改善车轮的空气动力学特性，从而降低一部分汽车油耗。
铁路机车车轮轮箍厚度测量尺校准规范 1 、范围 本规范适用于分辨力为0.1mm，机车车轮轮箍厚度测量尺的校准。 2 、规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JJF1059测量不确定度评定与表示 GB/T1214.1～1214.4游标卡尺类卡尺 JJG30通用卡尺 3、概述 机车车轮轮箍厚度测量尺是用于测量机车车轮轮箍厚度尺寸的铁路专用计量器具，其主要结构形式如下图1所示。
图1机车车轮轮箍厚度测量尺 1—测尺；2—尺框；3—游标尺；4—定位横尺；5—紧固螺钉； 6—定位量爪；7—指标线板；8—定位销；9—紧固螺钉 4 、计量性能要求 4.1标记宽度和宽度差 主标尺和游标尺的标记宽度（0.08～0.18）mm；主标尺和游标尺的标记宽度差0.03mm。 4.2测量面的表面粗糙度 测量面的表面粗糙度不大于Ra0.8μm。 4.3示值误差 定位横尺示值误差为±0.2mm；测尺示值误差为±0.2mm。 5、通用技术条件 5.1外观
尺身、游标刻线应清晰。 5.2各部分相互作用尺框沿尺身移动应手感平稳，无卡滞现象，紧固锁紧装置稳定可靠；游标棱边至主尺表面距离不大于0.30mm。 6 、计量器具控制 6.1校准条件 校准时室内温度应为（20±5）℃，温度波动不大于1℃/h；被校准量具及标准器同时置于平板，平衡温度时间不少于2h。 6.2测量标准及其它设备 5等量块，塞尺，读数显微镜，表面粗糙度比较样块。 7 、校准项目和校准方法 7.1外观 目力观察。 7.2各部分相互作用 目力观察、手动试验。 7.3标尺的标记宽度和宽度差 用读数显微镜测量主标尺、游标尺的标记至少各3条。（此项仅在对主标尺、游标尺更换后进行）。 7.4测量面的表面粗糙度 用表面粗糙度比较样块比较测量。 7.5示值误差 用5等量块在全量程内均布3点进行。