提高半钢子午线轮胎均匀性的措施.doc

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    轮胎成型过程中，成型组件接头过长、过短或部件偏离中心等均会引起轮胎均匀性问题。本文简要分析半钢子午线轮胎均匀性的主要影响因素，并提出提高均匀性的相应措施。
, m, D, Z( c: ?8 ]7 C    1  设计
    1.1  帘线伸张因数(K1)和胎体膨胀因数(K2)
' l$ f8 b+ u$ w' g    K1和K2对轮胎均匀性影响较大。从设计上来讲，在不影响轮胎性能的条件下，要尽量保证同一系列轮胎的K1和K2值相近。K1=WF/(c-D+d)
    式中  WF——一段成型鼓宽度；
    c——外胎内周长；
    D——一段成型鼓直径；
    d——钢丝圈直径。
7 I! Z' e+ o2 a8 B1 y7 e! b' [' m    K1取值主要影响帘线的伸张，一般来讲，80，75，70，6 5和60系列轮胎的K1分别取0.946 6，0.947 1，0.959 1，0.930 6和0.939 6较适合。
9 K2 J" b/ K6 C8 i$ j1 k    K2=L(L‵+2πh)
( L2 H% G8 b" f- E    式中  L——胎坯外周长；
    L‵——带束层贴合鼓周长；
  W/ z" D3 ?" G; g) L) k    h——带束层厚度与胎面中心线部位厚度之和。
    K2取值主要影响一段胎坯与胎面带束环的贴合，并且影响充气效果。一般来讲，如果发现同系列轮胎均匀性差异较大，应考虑到这一因素。
: u$ X+ m* X+ b* ^) J* Y    1.2  带束层结构
    带束层结构主要是指带束层的角度、贴合方向及层数。带束层结构是引起侧向力偏移的主要因素。带束层位置的偏歪和部分宽度发生不规则的变异会引起锥度效应不良。
6 X$ m/ M: \2 T$ `    1.3  帘布反包高度、三角胶高度及胎面长度
    帘布反包高度和三角胶高度影响轮胎的断面水平轴位置和胎侧刚性，从而影响轮胎均匀性。三角胶高度对扁平率较大的低断面轮胎均匀性的影响尤为显著。胎面长度主要对轮胎径向力偏差影响较大。
    1.4  胎体帘线材料
    胎体帘线材料对轮胎均匀性也有一定的影响，一般情况下人造丝最好，聚酯较好，锦纶66较差，锦纶6最差，即轮胎采用热收缩率越低的材料，其均匀性越好。
3 k& g- h* w6 B1 @0 |4 i    1.5  轮胎扁平率
    图1(略)示出了锥度效应与带束层贴合偏移量和轮胎扁平率的关系。从图1(略)可以看出，在相同的偏移量下，扁平率对轮胎均匀性的影响由大到小为80系列、70系列和60系列。
4 [1 d2 h1 x8 y    1.6  硫化胶囊
    设计不合理的硫化胶囊在实际使用中变形不顺畅，导致轮胎定型困难，引发定型不正和胎里打褶等问题，对轮胎均匀性产生不利影响。
& `4 a% D0 m/ N) Z    设计硫化胶囊肘应注意如下问题：首先，肩部设计采用圆弧过渡，尽量避免肩部方形；其次，硫化胶囊的断面弧长伸张值(轮胎断面胎里弧长与硫化胶囊断面外弧长的比值，亦称侧向伸张率)、径向伸张值(轮胎胎里直径与硫化胶囊外直径的比值，亦称周向伸张率)、硫化胶囊高度(一般宜取轮胎胎坯的高度)以及厚度的设计都应以实践为标准。硫化胶囊的伸张率可参考表1进行选取。
    表1  硫化胶囊的伸张率    %
项目        断面弧长伸张率        径向伸张率
乘用车轮胎
) c! n3 X1 z3 k2 w9 x硫化罐        15-30        40-60
硫化机        10-20        10-20
' ?" d9 c  g4 W: `+ R( L3 b! j商用车轮胎
硅化罐        10-25        40-60
硫化机        10-20        10-20
; P5 r* e( W8 e4 C    2  工艺
    2.1  挤出工艺
" y, T, \) C( ~, M( c8 j    半钢子午线轮胎挤出部件中影响均匀性的主要是胎面、胎侧、胎肩垫胶和三角胶。若挤出部件的尺寸超出设计范围或不均匀，则会导致轮胎的径向和周向几何尺寸和质量分布不均匀。
2 u0 T) u0 h% t( m1 b, S* I    2.1.1  胎面和胎侧尺寸偏差
    (1)原因分析
  F( L  Z) t# F- w    流道块、预口型本身的加工误差导致两侧的排胶量不同；螺杆磨损、联动线速度波动导致挤出半成品尺寸不稳定；胶料混炼、喂料不均匀以及口型在使用过程中发生变形等因素造成挤出半成品两侧的厚度和宽度不对称；胎面裁断长度不在公差范围内，成型时造成不均匀拉伸。
    (2)解决措施
    合理设计供胶量，避免发生堵胶和供胶不足等现象；定期测量挤出机螺杆的挤出量和联动线上的胶料收缩率；采用不同批次胶料混合喂料；调整口型板，使两侧的挤出厚度差不超过±0.3mm、两条胎侧宽度差不超过±3 mm、胎面两侧的宽度差不超过±0.5 mm；胎面裁断长度误差控制在±5 mm内，但一般来讲裁断长度应遵循“宜短不宜长”的原则。
    2.1.2  胎面裁断角度不合理
* o8 y7 P! r/ g/ G( }    胎面裁断角度太大或太小都会对轮胎均匀性产生不利影响。胎面裁断角度一般控制在24-28较为合适。
    2.1.3  三角胶尺寸偏差
    (1)原因分析
    口型设计不当或口型变形使三角胶的宽度和高度超出公差范围；贴合时周向定长不准，造成拉伸不均匀以及接头处的三角胶高度发生变化。
    (2)解决措施
6 z" X8 {* \1 ^# `    调整口型尺寸和角度，三角胶贴合的角度一般控制在110°左右较为合适，这样可避免在贴合时发生较大的拉伸；三角胶的半成品贴合高度公差应控制在±2mm，三角胶宽度公差宜控制在±0.5 mm；定期校核周长计数器，以保证周向定长准确。
    2.2  裁断工艺
    (1)原因分析
# \0 y6 P, i& }. M0 h  V    设备自身的裁断精度、自动接头装置或人工操作的误差造成帘布出现裁断宽度和接头量超出公差范围、错位、大头小尾以及在卷取时发生打褶现象，从而导致帘线角度发生变化。
    (2)解决措施
    每周校核一次设定值与实际值的差异，避免斜向导开造成大头小尾现象；帘布宽度差控制在±2 mm，接头量控制在(4±1)根，接头错位控制在±2 mm；衬布要定期进行整理平整；衬布卷取时卷取伺服电机的速度要进行分段设定，避免在卷取时帘布卷出现内紧外松而导致帘布打褶。
/ T( ?0 ^1 G. M3 t    2.3  成型工艺
' D2 I4 j! v1 l6 p    2.3.1  成型设备精度
3 ]; p5 w2 G, T( f; d, J! K    成型设备精度，如左右尾座的同轴度、成型鼓的纵向和横向振动、胎圈定位盘的径向和侧向精度、胎面带束传递环的垂直度、圆度及其与胎圈定位盘的同轴度等，对轮胎均匀性影响较大。应制定一个标准作为更换规格时的检测项目，形成更换标准化。
5 d( e$ u/ ~; d$ o- {% |9 n    2.3.2  成型工艺参数
# @% `$ _  r" Z8 X3 b9 u2 C; W    二次法成型工艺参数主要如下。
5 e6 _, W4 n' a) q- v2 ?* e( r7 q    (1)指形片与机鼓之间的距离(S)
% u$ U( C- ^2 A" R  N3 }0 Z) D    S一般按下式计算：
    S=WF+h1+nh2-3
    式中  h1——内衬层厚度，mm；
    n——帘布层数；
    h2——帘布厚度，mm。
6 y* a( ?" o) B# l, {9 b    (2)胎圈定位盘相关参数
$ `/ A$ \6 T" A. J3 S    胎圈定位盘之间的宽度(W)主要影响到充气效果与胎坯外周长，从而进一步影响到轮胎均匀性。W一般参考表2设定。
    表2  W设定一般规律    mm
) b8 f/ W* w" ?9 L! M" }轮胎系列        W1        W2        W3
80        WF-7        0.84WF        0.707WF
70        WF-7        0.87WF        0.755WF
4 q, i# r6 W7 d* t& K" q65        WF-7        0.883WF        0.774WF
- B! F8 d, B. w60        WF-7        0.895WF        O.790WF
    注，W1，W2和W3分别为二次法成型中一段胎坯胎圈拉伸时、一段胎坯扒胎侧时以及一段胎坯与二段胎坯贴合时胎圈定位盘所处位置的宽度。
/ e, M% Z) {& c# J# C' j* ?    胎圈定位盘的着合直径及形状对轮胎均匀性有影响，尤其是对径向力偏差和侧向力偏差的影响较大。
    胎圈定位盘的形状对轮胎均匀性也有较大的影响。胎圈定位盘的示意见图2(略)。E区形状设计遵循的原则是保证轮胎胎圈与胎圈定位盘之间配合良好。经对比分析发现，在正区设计一段平台[见图2(b)(略)]对提高轮胎均匀性效果较好。W一般比轮胎胎圈宽度大2 mm。D′取值太大会导致侧向力偏差过大，太小又会导致径向力偏差过大。一般情况下，D′=d-2(h1+e+h2)，其中e代表防擦布厚度。
    (3)成型反包
. K6 U, {& H# g4 ]" N7 H0 p    成型反包胶囊的设计及有关工艺参数的确定应以反包是否紧实为前提。因为反包效果会影响胎圈之间线长的变异，若变异较大就会对轮胎均匀性产生很大影响(特别是径向力偏差)。成型反包胶囊应伸到机鼓内一定深度(一般为20 mm左右)。对反包充气要留有适当的保压时间(高压和低压)，以确保反包紧实。
     (4)贴合速度
    轮胎各部件贴合速度不仅影响产能，还影响轮胎的质量，其中带束层的贴合速度影响较大。因此在确定各部件的贴合速度时应先测量材料的拉伸量，在保证贴合质量的前提下适当提高贴合速度。
  _9 |" a" D" h$ `    2.3.3  各部件的定点分布
$ h1 C2 t; r- I/ u$ Y8 S    轮胎是由多个部件组成的，各部件的接头有可能发生重叠，多个部件接头重叠在一起对轮胎均匀性会产生很大的影响。
    为了避免接头重叠，采取材料定点分布的方法，主要采取三点分布法(各主要材料分布互成120°)和四点分布法(见图3)(略)。通常采取四点分布法，因为这样可使各材料在圆周上的分布尽量均匀，并且可以很方便地找出轮胎均匀性波形图上各点在轮胎上对应的位置。对具有2层甚至3层胎体帘布或具有冠带层的轮胎来说，其定点可分布在I-Ⅳ区间内，一般在Ⅲ或区间较为合适，这是由于帘布的接头有使胎体向“内缩”的倾向，正好可以克服胎面和胎侧接头“凸出”的倾向。以此4点为基础来改变各材料的定点分布的原则是：材料分布力求均匀化；材料接头力求相互制约，相互取长补短。
    2.3.4  部件材料的接头量和接头间距
3 M9 X3 v. g, |2 L3 k* S    (1)接头量
$ b# z, R' s+ c3 b( @" C各材料接头量的确定一般遵循表3所示规律。
$ h) g4 O- s# X% E1 F& C    表3各材料接头量
9 f1 C* N( K7 i0 H8 T: L; G项目        接头量
内衬层        5-8 mm
帘布层        (4±1)根
$ Y+ ?9 S; n, g2 \; F- P# u6 ]胎侧        0-3 mm
6 M% r# _& U- @* ]# \6 d胎面        -2-0 mm
带束层        -1-0根
1 T- R9 x$ M/ Q2 `- e" \冠带层
  S# F- z! D  a端冠带层        100(1-)/40(2层)
全冠带层        60(1-)/40(2层)
* h) I" K% @7 _+ b2 l     (2)接头间距
    各材料接头间距控制应遵循分布均匀的原则。对单层胎体结构的轮胎，胎体帘布接头与其它接头间距为100mm时对轮胎的均匀性无太大的影响。
    带束层接头间距的控制也很重要，我公司增大带束层的接头间距、把单条轮胎带束层接头数量控制在两个左右、实现带束层的零根对接后，使各规格轮胎均匀性平均提高了1%-2%。
" F; u! s# l- E; x  [; Y    2.3.5  接头角度
; S+ l7 i5 B' O) y* N* N    合理设定各材料接头角度可以进一步提高轮胎材料分布的均匀性。
    (1)内衬层与帘布之间的夹角控制在10-15°时，轮胎均匀性较好。
    (2)胎侧的裁断角度一般宜控制在60°左右，胎侧与帘布之间的夹角由0°调整为15°。
- J) T& a# h# f4 z6 i& X    (3)全冠带层的裁断角度是一个需要经常改善调整的项目，但一般取30，45和60°等。

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2006-11-30 21:09 上传

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橡胶学习者

好东西,谢谢

104111010

工艺控制还是关键啊！

yokon２０００

部件的尺寸的合理在于设计，尺寸的稳定在于生产管理。

104111010

对！

laolang

下次有这样的好东西不要再发啦，除非公司是你家的，小心告你泄密！！！

zhuyansisi

谢谢你，你发的贴真是太好了。

佳妮

haotie

lp_7984

的确是好文章，很有参考价值

tom1216

好东西啊~~~~