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1、轮胎均匀性与工艺参数 米其林最大的秘密 主要内容 1. 均匀性的基本概念与术语 2. 影响均匀性的因素 3. 均匀性与设计参数的关系 4. 均匀性与与工艺参数的关系 l 什么叫轮胎均匀性（UNIFORMITY ）？ 狭义：原意为“均匀”，可以引申为“均一”、“匀称”。具体指的是：给 轮胎一定的充气压力，在一定负荷及转速下，检查轮胎尺寸、质量和 力的不均匀。 广义：还包含胶料均匀性 1. 均匀性的基本概念与术语 1）几何形状: 全钢2mm 轮胎不均匀的表现方式 2） 重量：静平衡力的平衡；动平衡力矩的平衡 跳动 双星标准：零售0.5 胎重 配套0.3胎重 普利司通：300g.cm 静平衡的检验方
2、法 动平衡检验 3 ）刚性 均匀性术语与基本原理 均匀性术语与基本原理 序 号 名 称意 义 1 RFV（RADIAL FORCE VARIATION）径 向力 RFV：轮胎半径方向力变动大小(kgf) 2 LFV（LATERAL FORCE VARIATION）侧 向力 LFV：轮胎侧向力变动的大小(kgf) 3 LFD（LATERAL FORCE EXCURSION） 侧向力偏移 LFD：轮胎侧向力的积分平均值(kgf) 4 TFV（TRACTIVE FORCE VARIATION） 滚动力偏差 TFV：轮胎前后方面力变动大小(kgf) 5CONICITY（锥度） CONICITY：改变轮
3、胎转向也好，方向不变的侧向力的积分平均 值(kgf) 6PLYSTEER（角度效应) PLYSTEER：改变轮胎转向时，方向也变化的侧向力积分平均 值(kgf) 7RRO（RADIAL RUN OUT）径向跳动RRO：轮胎的半径方向的振荡(mm) 8LRO（LATERAL RUN OUT）侧向跳动LRO：轮胎的胎侧振荡(mm) 9BPS（BUMPY SIDE）胎侧不平BPS：轮胎胎侧部位局部的凹凸(mm) 101ST HAR.（FIRST HARMONIC）基谐波1ST HAR.:RFV或LFV一次调和成分变动的大小(kgf) 11HIGH POINT 高点HIGH POINT：1ST HAR
4、的最大处(一般以角度来表示) 12PEAK POINT峰值点PEAK POINT：RFV或LFV变动的最大处(一般以角度来表示) 给轮胎一定的充气压力，在一定负荷、转速下，轮胎半径方 向产生力的波动（单位：N）。 轮胎转动时，在 半径方向产生周 期性力的波动 径向力波动（RFV） A-3721 径向力（RFV）对车辆性能影响 径向跳动 震动大 噪音大 车辆机械部件 受损 径向力的 方向垂直 于行驶面 给轮胎一定的充气压力，在一定负荷、转速下，轮胎轴向方向产 生力的波动（单位：N）。 轮胎转动时， 在轴向方向产 生周期性力的 波动 侧向力波动（LFV） A-3721 侧向力（LFV）对车辆性能影
5、响 汽车发生左右摇摆 、颤动，操纵稳定 性和高速行驶安全 性变差，轮胎使用 寿命下降 侧向力的方向 与旋转轴的的 方向平行 给轮胎一定的充气压力，在一定负荷、转速下，轮胎向一定 轴向方向产生力的波动（单位：N）。=LFDcw+LFDccw/2 轮胎转动时，轴 向方向，偏向一 定方向的力 锥度效应力波动（CON） A-3721 锥度（CON）对车辆性能影响 1、轮胎不跑直线，朝一个 方向跑偏； 2、造成偏磨，轮胎使用寿 命变短。 3、高速安全性能降低 锥度效应力方向 与侧向力的方向 一致，但力偏向 一个方向 PLY（角度效应）：最外层带束层方向决定 PLY=LFDcw-LFDccw/2 角度效应
6、（CON） 使车轮在地面上出现边 滚边滑，从而增加汽车 的行驶阻力及轮胎的磨 损，造成汽车操纵稳定 性变差。 正前束太大，使轮胎外 侧磨损，胎纹磨损形式 为羽毛状。负前束太大 ，使轮胎内侧磨损，胎 纹磨损形状也为羽毛状 。 角度效应对车辆性能影响 2. 影响均匀性的因素 2.1 影响静平衡、动平衡的因素 1）各部件接头位置的集中、部件接 头量大小； 2）胎冠的长度不足或过长；胎肩厚 度左右差异。 3） 胎侧、胎冠接头不良； 4） 胎冠的蛇行、偏心； 5）内衬层厚薄不均（冷却滚温度不 一、卷取电机速度不一、 6）胎面压滚压力，过大。 2）胎冠的长度不足或过长 过长造成 鼓包 过短易造 成局部拉
7、伸 2.2 RFV相关因素 1） 两胎圈之间的帘线长度变异 A. 扣圈盘振动（钢圈夹持环的振动）； B. 成型鼓的纵向、横向振动（成型胶囊纵向振动）； C. 钢丝圈偏心（两侧胎圈大小不一）； D. 帘布贴合不均匀； E. 胎体帘布接头不均匀； F. 反包不均匀；(汽缸不同步、指形片抓布不一致、反包胶 囊进入及新旧不一等） G. 打压引起的帘布变形； H. 胎体的粘性不良； I. 后充气（PCI）不均匀（上下夹盘不对中）。 RFV相关因素 2）胎冠、胎肩部的厚度差异 A. 胎冠的厚度差异； B. 打压引起的胎冠差异； C. 胎冠长度的不足或过长. 3）生胎的变形 4）模具的圆度不良 5）轮胎温度
8、不均 A. 胶囊厚薄不均； B. 机械手装胎不正。 影响LFV的相关因素 A、材料的蛇行（内衬、帘布、胎侧、BEC 、冠带、胎 冠、带束层）； B、带束层（特别是第2带束层）的蛇行： A.成型时的贴合精度； B.带束层宽度不良； C. 带束鼓与传递环不对中； F. 带束层的粘合性不良； C、 接头错位，出角； D、打压导致的变异； E、模具的上下段差； F、机械手抖动，生胎变形导致偏心硫化 G、鼓架（配鼓片后）左右错位造成横向跳动超标； H、轮胎存放和搬运时挤压变形； I、 硫化模具密合不良. 带束层蛇形带束层大头小尾 带束层接头错边 F、机械手抖动，生胎变形导致偏心硫化 1) 带束层（特别是
9、最外带束层）的偏心 A. 成型时的贴合精度； B. 带束层宽度不良； C. 带束鼓, 夹持块, 传递环不对中； D.一段胎匹与二段的R.B.F的嵌合不良； E. 由打压导致的变动； F. 带束层的粘合性不良； 影响CON相关因素 2) 成型左右偏移（胎侧、带束层、胎面左右 偏移，灯标不准确）； 3) 指形片距离偏斜，造成抓取蛇行及反包后 蛇行。 4) 带束层边胶、胎冠、压滚的偏心； 5) 胎面与胎侧左右厚度有差别； 6)模具上下段差； 7)带束层两层方向同向； 8) 硫化定型压力大。 影响CON相关因素 8.1mm 8.9mm 95mm 100mm 胎面肩厚、肩宽左右差别大 1、帘布密度不均；
10、 2、各材料接头量（尤其S/W胎侧复合件和 胎面两翼接头） 3、成型胶囊漏气 4、胎翼打压时变形，凹凸。两边胎侧厚度 变异，帘布打压变形 影响LRO、BPS相关因素 主要影响因素总结 3. 均匀性与设计参数的关系 3.1 平宽与辅鼓周长：影响帘线伸张与弯曲； 3.2 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。 3.3 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。 3
11、.4 胎体帘线材料：热收缩率越低的材料，其均匀性越好。 3.5 轮胎扁平率：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。 3.6 接地面积：通过花纹形状、周节排列等措施，减少滚动过程 中接地面积的波动。 花纹块边缘与接地印痕角度要大于45度 胎胚周长过大造成硫化胎面非正常流动 印字、标识 线标准： 21mm、 60mm 印字、标识 线：35mm、 75mm 项目断面弧长伸张率径向伸张率 乘用车轮胎 硫化罐 15-3040-60 硫化机 10-2010-20 商用车轮胎 硅化罐 10-2540-60 硫化机 10-2010-20 1.6 硫化胶囊：设计不合
12、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。 选择合适的硫化胶囊断面弧长伸张值(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。 4. 均匀性与与工艺参数的关系 4.1 挤出工艺 挤出部件尺寸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。 1 ） 胎面和胎侧尺寸偏差 (1) 原因分析 流道块、预口型
13、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） 裁断角度不
14、合理 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。 胎面、内衬层、胎侧斜裁可以有效改善动平衡 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 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。 4.2 裁断工艺 (1)原因分析 设备自身的裁断
15、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(41)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。 4.3 成型工艺 1） 成型设备精度 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
16、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。 成型过程传递环夹冠整体偏歪 (2)成型反包 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。 R r Rr (3) 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。 (4) 各部件的定点分布 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。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。 定点分布的原则是：材料分布力求均匀化；材料
