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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
找到8项技术成果数据。
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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
找到8项技术成果数据。
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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。
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一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂,由油性剂、极压抗磨剂、乳化剂、pH调节剂、助溶剂、防锈剂、络合剂、消泡剂、杀菌剂、水组成,润滑剂中各组分的重量百分数为:油性剂:13-30%;极压抗磨剂:1-8%;乳化剂:0.5-5%;pH调节剂:3-10%;助溶剂:2-7%;防锈剂;3-14%;络合剂:1.1-4%;杀菌剂:0.1-5%;消泡剂:0.1-2%;水:余量。其中,所述油性剂为油酸三乙醇胺皂,油酸三乙醇胺酯,油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物。所述极压抗磨剂为磷酸三正丁酯和硫磷丁辛伯烷基锌盐的混合物。该润滑剂极压抗磨性能好,能有效延长模具的使用寿命;其组分都能有效的生物降解,对环境友好。
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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢 帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。(1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用 Si-Mn复合脱氧,但由于合金和辅料中存在Al的来源,帘线钢主要的夹杂物为 MnO-Al2O3-SiO2 系和 CaO-ALO3-SiO2 系两类。其中,MnQ-Al2O3-SiO2 为脱氧反应产 物,CaO-Al2O3-SiO2为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变, 大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变 化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液 成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成 分为SiO厂MnO,几乎没有ALO3的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含Al 的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以 降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中Al的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价 比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的 影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图1,可以 看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。图1不同硅铁台金后中间包样品夹杂物成分:a.普通硅铁b.低铝硅铁(2)帘线钢精炼渣成分设计技术.炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘 线钢精炼一般采用CaO-SiO2-ALO3渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重 要作用。研究表明精炼渣中相同AI2O3含量的条件下,钢液中[Al]s含量随精炼 渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中Als含量随精炼渣中AI2O3含量 增加而增加。当精炼渣的碱度为1.0时,钢液中[Al]s随渣中AI2O3含量增加亦 呈增加趋势,[Al]s增量有限。同时,夹杂物中AI2O3和MnO含量取决于渣-钢 间的氧势,如氧势高,则夹杂物中MnO含量高。反之,当系统氧势低时,渣中 CaO和ALO3会有少部分被还原进入钢液,夹杂物CaO和ALO,含量增加,MnO含 量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进 入钢液后将形成含大量CaO、ALO3的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成 分将精炼渣的碱度控制在CaO/SiOzWl,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还 应根据精炼过程的渣钢比,所使用台金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。(3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物 固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的 变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室 温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹 杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏 漠量评估变形能力的漠型,认为氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,并拟合 了低温下的氧化物杨氏漠量与平均原子体积关系:E = 39811/-次,对Al2O3-SiO2-CaO系和Al2O3-SiO2-CaO系氧化物的低温杨氏漠量进行了计算,如图2 所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏漠量大小成反比,为了降低冷拔过程 的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的SiO2含量和极低的A12O3含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏漠量,A12O3对帘线 钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中A1含量。该成果目前已经成功应用于青岛钢铁控股集团有限责任公司、河钢集团宣化 钢铁有限公司、中天钢铁有限公司等企业,提出帘线钢中夹杂物主要控制方面: 夹杂物尺寸和夹杂物成分,明确了帘线钢中非金属夹杂物成分的控制方向。生产的帘线钢质量明显提升,产品质量稳定性显著提高,达到国际先进水平,对推动我国企业帘线钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了卓越贡献。投资估算和经济效益分析本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,并拟合了低 温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系,明确了帘线钢中非金属夹杂物的控制方向。成果亮点开发了一套帘线钢冶炼控制集成技术,与国内外先进企业技术相比,具有以下创新性:(1)研究了原辅料对钢中非金属夹杂物成分的影响程度。通过实验对 不同原辅料包括精炼渣、台金、脱氧剂等对钢液的影响程度并进行优化,成功的 实现了夹杂物的成分合理控制。(2)生产工艺控制要点技术。合理的控制钢包软 吹流量、时间,适当的耐材选用以及有效的浇铸措施等既提高了企业生产效率, 同时提高了产品质量稳定性,为企业带来了可观的经济效益。
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巨型子午线轮胎高效高品质成型装备关键制造技术与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎是汽车的重要安全部件。2015年,全球轮胎总产量约20亿条,总产值约2000亿美元。巨型子午线轮胎是轮胎的重要类型,其尺寸可达到24英寸~62英寸以上,多用于农业、工程、特种车辆等场合,具有性能好、适应性好等特点。成型工序是轮胎制造的核心关键,决定着轮胎的性能。但是,巨型子午线轮胎尺寸大,胎体薄,整体软,又是小批量多品种生产,从而带来成型时胎体变形大、规格更换繁、胎体定型难的难题,使成型装备制造十分困难。此前,该成型装备技术主要被美国Akron公司和德国Krupp公司垄断。2016年,全球计划新建和改造巨型子午线轮胎成型成套装备约800台套(其中中国约100台套),市场容量约110亿元。福建建阳龙翔科技开发有限公司经多年产学研联合攻关,围绕巨型子午胎成型中的三个难题,攻克成型装备制造关键技术,研发出全新的高效高品质成型装备及其制造技术,并实现了产业化。主要创新成果如下:发明2段联动型的轮胎成型装备和技术。引入“二段法工艺、一次法成型”的思想,采用射流真空吸附技术将2台成型机形成联动,创新开发用于巨型胎坯传递的浮动回转接送机构,突破二次法成型由于工序分散导致胎体接送时出现变形等缺陷的瓶颈,保障胎坯形状不变,性能不变,实现高效率高品质成型制造。发明适应多规格轮胎成型的柔性调节技术。提出“动态变径调节”的思想,突破传统成型机更换制造轮胎规格时变径范围窄、不同步、调节繁的瓶颈,开发超大胀缩比贴合鼓系统及配套的正反包系统,实现在24英寸至54英寸之间的任一规格轮胎互换、快捷、可靠调节。发明巨型胎精密制造的异型成型鼓技术。引入“非同步胀缩”的思想,采用级差斜度瓦座设计方法,开发了多级异型成型鼓系统和技术,突破巨型胎过于柔软导致成型作业时气密封差和定位性差的难题,实现了相邻鼓胀缩无缝对接,密封性强,保障胎坯制造精度。将前述所研究开发的系列技术和配套开发的系列技术,集成应用并实施产业化,开发的轮胎成型装备达到欧盟、美国和中国轮胎优质产品要求,为世界一线品牌轮胎企业和车辆配套。该项目在分别二段联动型的轮胎成型装备、适应多规格轮胎成型的柔性调节技术、面向巨型胎精密制造的异型成型鼓技术等核心制造技术上实现了全方位的突破,获发明专利5项和系列实用新型专利。整体技术自2012年起在龙翔公司、泰山轮胎等单位应用并实施产业化,开发的轮胎装备应用于中国的泰山轮胎、徐州轮胎、贵州轮胎等一线品牌,以及国际著名品牌特瑞堡、普利斯通等公司。生产的巨型子午线轮胎达到欧盟、美国和中国的高标准要求,形成高端装备制造技术创新能力持续提升,助推“龙翔”成长为知名品牌。近三年实现新增产值约10亿元,为客户创造了超过50亿元的效益。其中,项目产品顺利打入美国、意大利等发达国家市场。项目开展中,还参与起草《子午线轮胎一次法成型机》等多项国家行业标准,创造了显著的经济效益和社会效益。
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子午线轮胎纤维帘布全自动裁断机(轮胎帘布全自动裁断机)
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎帘布全自动裁断机技术投资分析: 该系统由帘布导开、中间储布、定长裁断(拉缝)、自动吸取对接、贴胶和自动两工位卷取等子系统组成。定长裁断(拉缝)和自动吸取对接两个子系统采用全数字伺服驱动控制技术,实现了精确定长和拉缝、平稳裁断、自动测边、准确吸取和对接等功能。采用高精度旋转编码器,准确跟踪裁刀、吸盘的旋转,精确锁定。导开和储布、贴胶和卷取采用变频调速,恒张力控制,平稳送布和卷取。系统采用三菱PLC全过程连锁控制,丰富的人机界面功能,操作灵活、简便。 数字伺服驱动S型起停;激光开关切换控制模式的转换;光电码盘与高精度计数模块的使用解决设备的变角度控制;光电料位开关控制帘布的导开与卷取。主要技术参数: ?帘布定长(含拉缝)误差±1mm; ?在定长裁断规格为300mm时,14刀/分钟; ?帘布边缘检测误差±1mm; ?吸取对接帘布重叠宽度为3mm±1mm; ?裁刀架和对接架变角度移动定位,角度误差±0.5度,且自动锁紧。技术的应用领域前景分析: 该成果专利申请号是:200410038276.5轮胎帘布全自动裁断机效益分析: 本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:无备注:无
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轮胎及橡胶制品的性能仿真与优化设计
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
轮胎及橡胶制品技术简介 我们对子午线轮胎CAD/CAE与优化设计做了较为系统的研究。在此基础上,提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎"动态仿真综合分析系统CASDS (Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)",为轮胎带束层材料的优化提供了可靠的参考。本项目应用于轮胎整体结构、油封、空气弹簧、轮胎内衬层等橡胶产品的开发。模拟分析了子午线轮胎在实际工作时的几种典型状态,完成主动轮胎、从动轮胎工作时不同载荷情况下的动态模型的仿真模拟,以及轮胎在牵引力作用下将动未动的平衡临界状态等。通过大量的仿真实验研究,找到了一条对带束层结构进行改进有效途经,得出一种新的带束层结构,获得了实用新型专利和发明专利。 提出了一种应用于子午线轮胎三维有限元分析的细致轮胎模型分析法,模型可充分考虑具有不同防滑深度的细致的花纹块。针对全钢巨型工程子午线轮胎内衬层的要求与特点以及目前国内生产幅宽大、厚度大的橡胶片材的生产设备,研制了一种超宽幅橡胶片材(2。8米)挤出机头。采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/LS-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 技术指标 根据企业要求确定。 应用范围 橡胶新产品生产前的设计、生产过程中产品质量控制、产品缺陷分析等。 市场分析 对于优化橡胶产品结构、控制生产过程质量、改进产品缺陷、提高产品性能具有重要意义。 合作方式 面谈。
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航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
航空子午线轮胎圆形钢丝圈缠绕装备。 本项目面向对象为军用飞机轮胎、民用飞机轮胎和载重子午胎轮胎,主要针对航空轮胎及载重子午胎用新型钢丝圈及缠绕设备,研制生产满足高速、重载和大冲击条件下使用的航空子午胎及载重子午胎用的新型钢丝圈及缠绕设备,填补国内空白。该项技术将打破国外对我国航空子午线轮胎的技术封锁,生产新型圆形截面钢圈及缠绕设备,且成本远低于国外同类产品。对提高自主轮胎性能,打破国外航空轮胎的垄断,促进我国航空轮胎子午化进程,提升载重轮胎技术水平有重要意义。
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子午线轮胎注射式硫化胶囊模具
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明公开了一种子午线轮胎注射式硫化胶囊模具,包括上模、下模、芯模,其特征是:在上、下模与芯模形成的模具内型腔上方,设置与模具内型腔相通的注射孔,在模具内型腔下方,设置与模具内型腔相通的抽真空通道,模具内型腔中排气筋线与模具呈一体形式,上、下模外腔中设置使导热介质的导流隔板,导流隔板为多块,呈辐射状排列。本发明结构合理,注胶方便、快速,工作效果好。
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橡胶制品非线性有限元分析及结构优化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,CAD/CAE 已经日益成为国内外橡胶企业从事产品研发不可缺少的手段和工具。轮胎和其它橡胶制品的辅助设计已经成为各公司和高校研究的热点。产品结构的有限元分析和最优化设计是实现产品性能提升和创新的必然途径。本项目是在通用大型非线性有限元分析软件的基础上,从事轮胎充气状态和稳态滚动状态,以及热力耦合等多物理场下的有限元分析,可对轮胎进行应力场.温度场分析,材料强度进行评判。应用该成果可为轮胎设计和其它橡胶制品设计提供可靠.准确的结构参数和性能预测,并可依据使用条件进一步优化产品结构,使其结构和材料实现最佳匹配,提高产品质量。另外,利用有限元分析技术还可对橡胶制品的硫化过程进行计算机仿真,得到硫化过程中的温度场分布,计算得到橡胶制品各部位的硫化程度,进而优化硫化工艺条件或指导调整橡胶配方设计,实现橡胶硫化和工艺条件的最佳匹配,充分发挥材料的性能,提高产品质量。 自 2000 年开始,课题组一直从事轮胎和其它橡胶制品的非线性有限元分析和结构优化,先后与多家橡胶企业和轮胎公司合作。产品分析案例包括轮胎(全钢子午胎.半钢子午胎.斜交巨型工程胎).空气弹簧.橡胶履带.橡胶减振件的动态.静态刚度分析,以及橡胶密封制品等的性能分析和结构优化。 项目背景: 20 世纪 70 年代以来,随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也有了迅猛发展。各大轮胎公司.研究院所和高等院校投入了大量的人力和物力对子午线轮胎进行深入的有限元分析研究,以期进一步提高子午线轮胎的性能。 有限元分析,即使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的.简单.独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的,因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上,由此产生了一个方程组,这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高,元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高,只有计算时间不断提高。 有限元分析可被用来分析比较复杂的,用一般的代数方法无法足够精确地分析的系统,它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来求解在分析时出现 的巨量的方程组。 有限元分析通常借助计算机软件完成,著名工程软件有 MSC.NASTRAN,MSC MARC, ADINA,LS-DYNA,ANSYS, ABAQUS 等。 子午线轮胎的材料和结构都比较复杂,又有非线性的特点,给轮胎有限元分析带来巨大的困难。轮胎的橡胶材料具有大变形和近似不可压缩的超弹性,帘线-橡胶复合材料实质上是由作为增强相的帘线在基体相橡胶中排列组成的刚柔相辅的复合材料,呈现明显的各向异性。对子午线轮胎而言,胎体帘线呈径向分布,带束层帘线斜向排列,通常将这种材料看作正交各向异性材料或各向异性材料。轮胎的大位移、小应变具有明显的非几何线性,轮胎与轮辋以及轮胎与地面接触非线性边界条件等都是轮胎有限元分析的难点。 关键技术和创新点: 课题组曾多次与国内多个大型轮胎公司进行过类似合作,借助非线性有限元分析手段对全钢载重子午线轮胎.半钢子午线轮胎.斜交巨型工程轮胎进行了分析,帮助企业解决了设计中存在的困难,优化了轮胎结构,取得了显著的经济效益。 多年来,课题组针对不同的轮胎形成了一套行之有效的策略,对轮胎分析中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性采取了合理有效计算方法,解决了轮胎有限元分析的重点和难点问题。另外,不断借鉴国外先进的轮胎有限元分析技术,诸如:新的橡胶本构模型、加强筋单元、复合材料壳单元等。 1.技术原理与应用技术 采用国际上公认的非线性求解能力最好的大型有限元软件 ABAQUS。另外,采用近年来国际上先进的单元形式-加强筋单元,可分别得到基体和钢丝帘线的受力和变形情况。 2.整体技术方案 1)通过试验获得橡胶.钢丝帘线的材料参数 2)建立轮胎的几何模型 3)建立轮胎的材料模型 4)确定有限元分析的计算参数 5)计算结果的后处理和分析 3.关键技术点及技术解决方案 1)橡胶、钢丝帘线的材料测试试验的方法确定和材料参数的准确获得采用精度高的拉力测试设备和选用合理本构模型,建立全钢子午线轮胎的材料数据库。 2)轮胎非线性有限元模型的合理建立,针对不同轮胎的单元的合理运用。 根据经验合理建立几何模型,确定合理的计算参数,并合理简化计算模型。 社会经济效益: 早期的轮胎生产完全凭经验进行,并无理论可言。最先提出的自然平衡轮廓理论就带有明显的想象和经验色彩。另一方面,轮胎结构设计理论的发展是与轮胎力学分析理论的发展息息相关的。随着轮胎力学分析理论从网络理论、薄膜理论、层合理论、薄壳理论发展到有限元分析理论,轮胎结构设计理论也从自然平衡轮廓理论、最佳滚动轮廓理论发展到动态模拟最佳轮廓理论以及第二代预应力和动平衡轮廓设计理论等十多种理论。 这些理论都是针对轮胎的某些特定功能或特定规格的轮胎进行改进而提出的,并没有“普适定律”。有些理论从严格意义上来说并不能称之为理论,应当称之为技术,只是某些公司出于宣传的需要,把它“上升”到理论的高度。这些理论的共同特点就是计算机技术和有限元法的共同运用,通过分析轮胎结构的力学性能,实现对轮胎整体结构的优化,并运用仿真 的方式来进一步检验和优化,逐步达到满意的程度。 汽车工业的飞速发展为轮胎工业的发展提供了更大的推动力,也对其提出了更高的要求。而轮胎作为一种由多种材料复合而成的复杂结构,没有普适的理论或者经验公式直接用于指导其设计。因此,有限元理论必然将在轮胎分析设计中发挥越来越重要的作用,具有极大市场潜力和经济效益,为提升赛轮产品的设计手段.产品质量具有极大的意义。