提高半钢子午线轮胎均匀性措施

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1、鲍旭清提高半钢子午线轮胎均匀性措施2 3 提高半钢子午线轮胎均匀性措施 鲍旭清 ( 安徽佳通轮胎有限公司安徽台肥2 3 1 2 0 2 ) 摘要：分析设计、挤出裁断、成型、硫化工序及柱测设备中影响半钢子午线轮胎均匀性的主要因素，并提出相应解 决措施。设计上尽量保证同一系列轮胎的帘线伸张因数和胎体膨胀因数值相同、合理设计硫化胶囊、选择热收缩率小 的胎体帘线；工艺上减小胎面、胎铡和三角胶尺寸偏差、提高裁断精度避免胎体帘布出现大头小尾及打卷现象、提高成 型设备精度、合理设定成型工艺参数、各部件材科定点分布、严格控制各部件接头量和接头间距以及材料贴合对中度 与胎坯外周 硫化工序防止胎坯变形、控制定塑高

2、度和后充气条件、检查硫化胶囊；提高模具加工精度和装配精度；检 测室温控制为2 0 3 0 、A 理设置检测设备的负荷、轮胎克气压力，转鼓直径和转速；及时校正不平衡量，从而有效提 高了轮胎的均匀性。 关词：半铜子午线轮胎；均匀性 随着家庭轿车的普及，人们对轮胎的认识不 断提高，不仅对轮胎的质量提出了越来越高的要 求，同时对轮胎的均匀性也提出了较高的要求。 因为轮胎的均匀性不仅影响到乘坐的舒适性，还 影响到车辆的使用寿命、轮胎的异常损耗以及耗 油量等。 轮胎的制造过程中有很多因素可能导致成品 产生缺陷。轮胎的组成部件都是条状的橡胶和帘 线，这些部件在成型机上被拼在一起的组合过程 中若发生重叠，会造

3、成重叠部分有多余的帘线或 橡胶；若橡胶条过短，则会造成接头处产生空隙， 导致帘线或橡胶不够；另外，部件偏离中心等其它 不可预料的情况，最终均会致使轮胎各部分刚性 和尺寸的不平衡。影响轮胎均匀性的因素很多， 并且提高不同规格轮胎均匀性的方法也不尽相 同，本文简要介绍了一些提高半钢子午线轮胎均 匀性的措施。 l 设计 1 1 帘线伸张因数蜀和胎体膨胀因数墨 K 。和K 。对轮胎的均匀性有较大的影响。 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K 。和K 2 值相近，同时还 要考虑胎肩部位的形状、文字及装饰线，以保证检 测设备的探头可以很方便地检测到。 K - 采用如下公式计

4、算： K 1 = 南 式中w r 一段成型机鼓宽度； c 外胎内周长； D 一段成型机鼓直径； d 一钢丝圈直径。 K 。取值主要影响到帘线的伸张，一般来讲 8 0 ，7 5 ，7 0 ，6 5 和6 0 系列轮胎K 。分别取0 9 4 66 ， 0 9 4 71 ，0 9 5 91 ，0 9 3 06 和0 9 3 96 较适合。 K 2 一志 式中L 胎坯外周长； L 7 带束层贴合鼓周长 带束层厚度与胎面中心线部位厚度 之和。 飓取值主要影响到一段胎坯与胎面带束环 相互间的贴合，并且影响到打压效果。一般来讲， 如果发现同系列轮胎的均匀性有较大的差异时应 考虑到这一因素。我们为提高1 8

5、5 R 1 4 C 规格轮 胎均匀性时曾对K ：值进行适当调整，取得了很 好效果，轮胎均匀性获得改善。 1 2 胎肩部位的形状、滚花及排气孔 胎肩部位的形状、滚花及排气孔等设计必须 留有足够的空问，以便于检测设备的探头能够很 便捷地探测到，不致于发生误判。 第1 3 届全国轮胎技术研讨会论文集 1 3 硫化胶囊 设计硫化胶囊时充分考虑到以下参数的确 定。首先，肩部设计要采用圆弧过渡，尽量避免用 方肩形。其次，硫化胶囊的径向伸张值( 轮胎胎里 直径与硫化胶囊外直径的比值) 、断面弧长伸张值 ( 轮胎胎里弧长与硫化胶囊断面外弧长比值) 、硫 化胶囊高度( 一般宜取轮胎胎坯的高度) 以及厚度 的设计

6、都应以实践为标准。硫化胶囊设计不合 理，会使硫化胶囊在实际使用中变形不顺畅，轮胎 定型困难，从而引发定型不正和胎里打褶等问题， 这些都会对轮胎的均匀性造成不利的影响。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 1 4 胎体帘线材料 胎体帘线材料对轮胎的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6 6 较 差，锦纶6 最差。也就是说采用热收缩率越低的 材料轮胎均匀性越好。 1 5 轮胎的扁平率 轮胎的扁平率对均匀性的影响是我们在研究 带束层偏移量对轮胎均匀性的影响时发现的。图 1 示出了带束层的贴合偏移量和轮胎的扁平率与 锥度效应之间的关系。从图1 可以看

7、出，在相同 的偏移量下，扁平率对轮胎均匀性的影响大小规 田1 带束层贴台俄移和轮胎的扁平率与 锥度效应之间的关系 律为：8 0 系列 7 0 系列 6 0 系列。 2 工艺 2 1 挤出工艺 在半钢子午线轮胎的挤出部件中影响到均匀 性的主要是胎面、胎侧、胎肩垫胶和三角胶。若挤 出部件的尺寸超出了设计范围或不均匀，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 1 1 胎面和胎侧尺寸偏差 ( 1 ) 原因分析 流道块、预口型本身的加工误差导致两侧 的排胶量不同；胶料的混炼、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

8、内，成型时造成不均匀拉伸。这些均会导 致轮胎的几何尺寸和质量分布不均匀，从而影响 轮胎的均匀性。 ( 2 ) 解决措施 采用两条或多条不同批次胶料同时喂料； 调整口型板，使两侧的挤出厚度差不超过0 3 m m 、两条胎侧宽度差不超过士3m n 2 、胎冠两侧的 宽度差不超过0 5m m ；胎冠裁断长度控制在 土5m m ，但一般来讲裁断长度应遵循“宜短不宜 长”的原则。 2 1 2 胎面的裁断角度不合理 胎面的裁断角度太大或太小都会对轮胎的均 匀性造成不利的影响。一般胎面裁断角度宜控制 在2 4 2 8 。较为合适。 2 1 3 三角胶尺寸偏差 ( 1 ) 原因分析 口型设计不当或变形使三角胶

9、的宽度和高度 超出公差范围；贴合时定长不准，造成拉伸不均匀 以及接头处的高度发生变化。 ( 2 ) 解决措施 调整口型尺寸和角度，三角胶贴合侧的角度 一般控制在1 1 0 。左右较合适，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差 应控制在士2m m ，三角胶宽度公差宜控制在士 0 5m m 定期校核周长计数器，使定长准确。 鲍旭清提高半钢子午线轮胎均匀性措施 2 2 裁断工艺 ( 1 ) 原因分析 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、接头量超出 公差范围、错位、大头小尾以及在卷取时发生打折 现象，从而导致帘线的角度发生变化。 ( 2 ) 解

10、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；帘布宽度控制在士2 m m ，接头量控制在4 1 根，接头错位控制在土2 m m ；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现象，从而导致帘布打折。 2 3 成型工艺 2 3 1 成型设备精度 成型设备精度对轮胎均匀性的影响较大，如 左右尾座的同轴度、成型机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 的垂直度及其与胎圈定位盘同轴度等。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。 2 3 2 成型工艺参数 对于二次法成型来讲

11、，成型工艺参数主要有 指形片与机鼓之间的距离、成型打压的充气压力、 胎圈定位盘宽度、各部件的供料贴合速度以及各 材料定点分布等。 ( 1 ) 指形片与机鼓之间的距离( s ) 一般S 按下式计算： S W F + h 1 + 2 n 一3 式中h 。内衬层厚度，m m ； h 2 帘布厚度，m m n 帘布层数。 ( 2 ) 胎圈定位盘相关参数 胎圈定位盘的宽度( w ) 主要影响到打压效果 与胎坯外周长，从而进一步影响到轮胎的均匀性。 W 设定一般表2 所示规律。 胎圈定位盘的着合直径及形状通常被忽视， 我们在研究提高1 7 5 7 0 R 1 3 规格轮胎均匀性 时发现原有的胎圈定位盘与一

12、段胎坯着合太紧， 便将其胎圈定位盘的直径调小了2m m ，结果发 现该规格轮胎的均匀性提高了3 4 ，尤其对 裹2w 设定一般规律 m m 注：l ，：和3 分别为二次法成型时一段胎坯与二段胎 坯在从充气到打压的组合过程中胎圈定位盘所处位置的宽度。 径向力偏差和侧向力偏差的贡献较大。 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 。E 区的形状设 计遵循原则是保证轮胎胎圈与胎圈定位盘之间有 良好的配合。经对比分析发现在E 区设计一段 平台 图2 ( b ) 时效果较好。宽度( w ) 一般可控 制在轮胎胎圈宽度加2r a m 。H 取值太大会导致 侧向力偏差不良，太小又

13、会导致径向力偏差不良。 一般情况下，H 一钢圈直径一2 ( 内衬层厚度+ 防 擦布厚+ 帘布厚度) 。 图2 胎圈定位盘示意 E 一一段半成品轮胎胎圈与胎圈定位盘的着台区。 ( 3 ) 成型反包 反包硫化胶囊的设计及有关工艺参数的确定 都应以反包是否紧实为前提。因为反包效果会影 响到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( 特别是对径向力偏差) 。 反包硫化胶囊应伸到机鼓内一定的距离( 一般为 2 0m m 左右) 。对反包充气高、低压要留有适当 的保压时间，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，而且还 影响到轮胎的质量，特别是环带的贴合

14、速度影响 较大。因此在确定各部件的贴合速度时应先测量 出材料的拉伸量，在遵循保证质量的前提下适当 提高速度。以我公司为例，生产内衬层、胎体帘 布、胎侧、带束层、端冠带层全冠带层和胎面的贴 合速度分别为35 ，30 ，40 ，15 ，60 70 和30 第1 3 届全国轮胎技术研讨会论文集 r m 。 2 3 3 各部件材料的定点分布 ( 1 ) 原因分析 由于轮胎是由多个部件组成的，不可避免会 存在各部件的接头发生重叠现象。多个部件接头 重叠在一起会对轮胎均匀性产生很大的影响。 ( 2 ) 解决措施 各轮胎生产公司所采取的定点分布不尽相 同，主要有三点分布法( 各主要材料分布互成 1 2 0

15、。) 和四点分布法。一般采取四点分布法的较 多( 见图3 ) ，因为这样可使各材料在圆周上的分 布尽量均匀，并且可以很方便的找出各点的位置。 对于具有两层甚至三层胎体帘布和冠带层的轮胎 来说，其定点的分布可在I 区间内定位，一般 在或区间较为合适，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 侧接头的“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。对 各材料定点分布重新进行适当调整以提高轮胎的 均匀性是经常的，可取得较明显的效果。 内衬层 层 围3 四点分布法 2 3 4 部件材料的接头量和接头

16、间距 ( 1 ) 接头量 各材料接头量一般有表3 所示规律。从表3 可以看出，冠带层的接头量依贴合方式的不同而 有所变化。在有条件的情况下对全冠带采用无接 头的形式最好。 ( 2 ) 接头间距 各材料接头间距控制应遵循分布均匀的原 则。对于单层胎体帘布结构的轮胎，其胎体帘布 表3 各材料接头量规律 的接头间距在1 0 0m m 内时对轮胎的均匀性没有 太大的影响。 带束层接头间距的控制也很重要，我公司采 用四辊压延机挤出带束层并采用荷兰产V M I 裁 断机裁断后，使带束层的接头间距得到增大，单条 轮胎带束层接头数量控制在两个左右，同时也实 现了带束层的零根对接，使各规格轮胎的均匀性 平均整体提高了1 2 。 2 3 5 接头角度 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。我们对上海精元公司生产 的二段成型机的供料及裁刀进行如下改进后明显 提高了轮胎的均匀性。