试论如何提高翻修轮胎的质量

橡胶信息 · 发表于 2011-8-18 11:36:52

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试论如何提高翻修轮胎的质量

轮胎的使用直接关系到汽车的行驶安全，因此，轮胎，尤到汽车的轮胎的质量也就直接关系到人类生命财产安全。在这里，我提出几个在实际工作中影响翻修轮胎质量的问题，与大家共同探讨！

一、各个工序的充气压力对翻胎质量的影响

轮胎充气尺寸是国标或行业标准规定的尺寸，充气后的外直径和断面宽是轮胎结构设计的基本依据。每个轮胎生产工厂可以有不同的结构设计，包括实际的帘布层数、帘布挂胶厚度、隔离胶、油布胶和缓冲层的不同结构参数等其他结构形式。但对同一规格品种的胎体，则必须要达到标准规定的充气尺寸（当然可以有在标准内的误差）。否则就没有什麽互换性可言了。同时这个标准充气尺寸也为车辆或飞机等用胎机械提供了技术性能的保障。从翻胎加工角度上看，正是围绕着这个关键问题来开展我们的翻胎加工研究。

首先从装备上，翻胎机械广泛采用了可以给胎体充气的卡具，不论是可膨胀轮鼓，还是两侧可平移的卡盘都配有转动活接头及配管向胎体定压充气。削磨机、缠绕成型机，贴合成型机在生产同一规格品种时，卡具的规格是相同的，充压也应是相同的。翻胎生产正是从不同轮胎生产厂索取轮胎结构资料，并在可翻胎体上进行核对最终确定削磨加工曲线。这条曲线就是在轮胎充气尺寸下确定的。如果削磨或缠绕成型时我们不去控制对轮胎的充气压力，尽管机械本身的切削或缠绕轨迹是我们设定的，但实际削磨或缠绕成型的结果在胎体上就得不到我们所要求的理论曲线了。充压过大，胎在胎体切削直径恒定的条件下，胎冠被过多地削磨掉，缠绕的胶料厚度也会减少。反之充气压力过小，胎肩就会被同样地过多地削磨掉。更重要的是充气压力的变化会造成磨头或成型压辊对胎体的压力发生相对变化。造成磨削表面粗糙度的变化和对胶料与磨削表面的附着力的变化。应当看到：在削磨加工过程中充气压的控制更为重要。

二、胎体加工表面处理对翻胎质量的影响

胎体从被削磨机加工的第一刀开始到胶料贴合于胎体之上，胎体外面表就掌握在翻胎者手中。对翻胎表面加工有影响的因素很多。如：温度、湿度、卫生清洁情况等。在这里我们只想从加工角度去分析。首先是确保最终切削表面的粗糙度。很明显，经过特殊加工的刀具磨削的橡胶表面的面积大于原有表面积，这就为橡胶粘合增加了总的附着力，表面越过粗糙，表面积较原有表面积就越大。但决不是粗糙程度越大越好，在加工中，如果追求表面过于粗糙，只能通过加大进刀量来实现。切削深度过大，在加工时产生高热，造成胎体切削面的焦烧，使其物理性能下降。从另一个角度上看，过深的切削刀痕在胎体表面划出明显的沿切刀转动方向上的直线沟槽，使得沟槽之间的橡胶形成弧立的，不规则条状突起，其根部与胎体之间的连接显得非常脆弱。这种粗糙度下加工的胎体，在剥离试验中，清楚的看到这些条状突起部分被翻新部分橡胶包容为一体，从切削面上被剥离下来。

上述我们指出了削磨过程中的整体表面粗糙度对翻胎质量的影响，还应当指出在胎体表面局部位置上，因胎体的机械损伤或其它原因造成一些质量缺陷，在整体加工时是不能全部解决掉的。这就需要在整体削磨后至喷浆前对胎体进行局部处理。

打磨工具及设备对胎体表面的质量影响是显而易见的。不正确的打磨转速和不符合规范的磨轮所加工的胎体表面常会出现焦烧或粗糙度不合格，因而影响质量。

合格的切削表面还应作进一步的处理，这就是喷浆要实现的目的。在削磨过程中胎体表面温升局部是很高的，很容易与空气中的氧发生作用，降低表面橡胶的强度。以溶剂、粘合树脂、橡胶为主体原料的胶浆对切削表面进行喷涂可以有效地将切削表面与空气隔开，同时又对该表面进行了降温和化学清理，这层保护膜又将环境影响因素降至最低。应当说明，许多人认为：喷涂胶浆是起粘合作用。实际上应当是对胎体表面的一种保护，最多也仅是一种对生胶的临时性粘合作用。真正的性能的体现还是通过硫化加工而实现的。

三、模型法硫化工艺中胎体入模尺寸对翻胎质量的影响

翻胎硫化是整个翻胎工艺中最重要的一个关键工序。胎体和翻新部分的新胶料或予硫化胶条，在同一个温度、时间、压力下相互结合，并形成一定的机械物理性能。除对全过程的硫化体系进行控制外，还有一个重要的问题就是翻胎入模尺寸的控制。

鉴于新胎硫化胚胎是同一流水线加工而成，因此在入模尺寸控制方面是很容易的，特别是目前已广泛采用了轮胎定型硫化机。翻胎加工要在胎体上缠绕或贴合新的材料，翻胎的加工对象胎体本身已是硫化定型的高弹体，且自身尺寸变化较大。为保证翻胎要有一个达到标准的充气尺寸，就应当在模型法加工过程中严格控制其入模尺寸。

在模型法翻胎中，入模尺寸直接影响翻胎的质量。如果入模尺寸过大，胎体在硫化过程中由于模具直径是不变的，原胎体各帘布层位置相对移向胎体回转中心方向。其成品在标准充气压力下，就会造成“实鼓”。在使用中突出的胎冠部分磨损较快，另外由于“实鼓”改变了胎冠的理论曲线，特别对斜胶胎而言相对增加了胎肩部位的剪切变形，其肩部界面层橡胶在剪切、拉伸形变连续作用下，将会疲劳，形成裂口、脱层损坏。我常称之为肩空、肩裂。入模尺寸过大的另一缺陷是，在正常充气的条件下，胎冠表面张力过大，很容易造成胎面花纹崩花和花纹沟裂口。入模尺寸过大不但浪费胶料，同时也给胎体入模造成许多操作上的不便。反之，如果胎体入模尺寸过小同样会造成翻胎的质量问题，在硫化时，胎体局部特别时肩部圆角处易产生缺胶，或因硫化压力不足而造成蜂窝或气泡。另外胎面基部胶过薄，致使花纹沟底部与打磨胎面接触，如贴合了补强层帘布，则会造成该层帘布在花纹沟底内露线。尼龙帘线结构的轮胎在高温硫化后，由于入模尺寸过小胎体膨胀较大，硫化后如不采取定型冷却，势必造成胎体变形。因此不恰当的硫化入模尺寸会直接造成翻新轮胎的产品质量。

正确选择硫化入模尺寸首先要从翻胎模具设计上考虑，胎体在翻新前各部尺寸都已经发生了变化，尽管有烘胎工序保证，但胎体很难恢复到新胎时的结构尺寸（全钢丝子午胎变形较小）。因此在翻胎模具设计时就要较新胎硫化模具的尺寸略大些，特别是直径和断面宽方面。同时也要考虑翻胎模具的花纹深度，花纹沟所占体积，轮胎膨胀量，胎体骨架材料和层级数等诸多参数。

在翻胎加工中如何选模。传统的方法是估计尺寸法，即胎体入模尺寸在直径方向上较模具尺寸小8-15毫米即可，胎体硬度强者可取８毫米，胎体较软者最大可取１５毫米。这种方法误差较大。现代的翻胎硫化生产中常用三种选模法：一是计算法，利用经验公式，修订不同的几何参数，最后计算出胎体硫化入模外直径和胎面胶的最适宜厚度，在翻胎生产中广泛采用。二是硫化内压选模法。此种方法在翻胎工业生产中有很大的争议。原因是硫化内压大小变为参数来计算翻胎硫化的入模尺寸。这样在工艺执行时硫化内压成为变值，不易确定硫化体系。在相同尺寸模具条件下，硫化内压过高，会造成胎体的过分伸张而损伤胎体，另一方面又影响帘布与隔离胶之间，胎冠胶与胎体之间的密着性能。翻胎硫化压力一般是根据胶料性能及工艺条件决定的，确保翻胎入模尺寸，才能保证冠部压力的正常，从而保证硫化的正常。三是断面周长法。此种方法是将胎体断面周长作为基本参数来确定硫化入模尺寸。待翻胎由于结构不同，使用条件不同，即使是同一规格的轮胎在使用一段后，其外径和断面宽也会不相同。从可翻标准上看不论待翻胎体外径和断面宽在一定的范围内如何变化，它的断面周长基本上保持一个定值。因此将翻胎内模断面周长与待硫化胎体断面周长相比较，即可确定硫化入模尺寸。此方法解决了单纯依赖外直径和断面宽的问题，而且在生产中断面周长较易测量。以上三种方法常在汽车翻胎中使用，常以胚胎选模的方法生产。

四、开发翻胎设备和工装具的潜能，提高其利用率，确保翻胎质量。

翻胎专用设备经过几十年的发展，特别是近二十年的发展基本上定型。我国翻胎专用设备的设计制造与国外先进水平还有差距，这主要是翻胎工业还不够发达所致。作为翻胎工厂的工程技术专业人员应当重点在开发引进设备上下功夫。充分发挥设备与工装具的全部功能，提高翻胎质量。

磨头是削磨机的重要部件，刀片的锋利程度，自身降温效果都会影响胎体的磨削加工。这应是十分重要的工艺控制点。首先要经常检查刀片的锋利程度，一般磨头上的刀片常被制造成双刃，刃分别在刀片的两边分布，主后角在制造中固定。一边的刀刃工作，另一边就不工作。一边工作的刀刃磨钝后其前角被磨损变圆，这时可以在磨头上起动磨刀装置将刀片的前角磨利，但这时工作的刀刃前角就发生了变化，为了以正常的前角削磨胎体，应当将整个磨头翻转180度角。这样循环工作直至刀刃的后角被磨完为止，再更换刀片。

磨头的冷却也关系到磨胎的效率。一般的削磨机配套有除尘装置，除尘引风机将切削掉的胶粉收集到除尘器内的同时，风力将磨头自然地冷却降温。目前欧洲一些设备制造商开始研究水雾或水蒸气喷射磨头降温法。这种方法马上会使人们想到液体是否会对胎体造成污染，是否会影响胎体打磨面的质量。从设备连续运转角度上分析来判断这种方案的可行性。首先，水雾或低压蒸汽喷射到磨头上可以吸收大量热能，同时在离心力的作用下被甩离磨头，并由除尘器的引风系统吸走，只要在磨头降温操作时用防护罩将磨头封闭起来即可。此外，在一个降温操作之后，重新对胎体进行磨削时，切掉的胶粉会将磨头自行清理干净，不必担心其它污染。应当注意的是不要在磨削加工胎体进行一半时作上述降温工作。

五、关于可膨胀轮鼓开发及利用。

从轮胎设计上有三种不同的轮辋与其相配，特别是中型轮胎的翻新常会遇到深式轮辋和无内胎轮辋上使用的轮胎，而我们常用的可膨胀轮鼓是与平底轮辋相匹配的专用夹具。因此将上述两种胎趾倾斜角为5度和胎趾倾斜角为7-10度又增至25度的深式轮辋用胎和无内胎轮辋用胎安装在可膨胀鼓上，就会造成因线接触而漏气掉压，即会影响翻胎质量。严格讲应当改变可膨胀轮鼓的结构与其不同类型的轮胎相配，这样会安全和保险。但也因费用增加而使成本上升。我们看到胎踵至胎趾与轮辋的着合面倾斜角度，视轮辋不同而异。能否在可膨胀轮鼓两边加上不同角度的三角形环状密封圈来解决两种非平底轮辋上用胎的翻胎装夹问题，回答是肯定的。

在可膨胀轮鼓上另一开发就是利用着合宽度上的定位变化来扩大较宽可膨胀轮鼓的使用范围，来翻新较小着合宽度的轮胎。同样会取得方便、低成本的效果。可膨胀轮鼓常被设计成12块扇型铸件在径向可移动。其宽度是一系列定值。在轴向上，两边设计成平地轮辋的形状。只要我们在两边定位上减小其宽度，并保证胎体的对称度不变。又在轮胎着合宽度上按系列取值。就可以完成宽轮鼓的扩大使用。当然可以结合修改胎踵至胎趾与轮辋的着合面倾斜角度，增加金属定位配件来改变着合面宽度来加工较小规格的无内胎翻胎。可见翻胎设备及工装具的开发利用是十分广泛的。只要我们认真去研究问题，就可以提高翻胎质量又降低制造成本。

本文简单地讨论了翻胎生产中几个值得注意的问题。因本人水平有限，难免有许多不足之处，还请同志们批评指正。本文一些观点是翻胎研究过程中较突出的课题，还需大家共同商榷，以便求得共识。

黄猛 · 发表于 2011-9-1 08:37:30

谢谢楼主分享很有用

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