1、(上)提高半鋼子午線輪胎均勻性的措施中國橡膠化工網(wǎng)2007-11-28 14:41:50來源:中國橡膠化工網(wǎng)評論(0) 隨著家庭轎車的普及，人們對輪胎的認(rèn)識不斷提高，對輪胎質(zhì)量提出了越來越高的要求，特別是對輪胎均勻性提出了較高的要求。因為輪胎均勻性不僅影響乘坐舒適性，還影響車輛的使用壽命、輪胎的異常損耗以及耗油量等。 輪胎成型過程中，成型組件接頭過長、過短或部件偏離中心等均會引起輪胎均勻性問題。本文簡要分析半鋼子午線輪胎均勻性的主要影響因素，并提出提高均勻性的相應(yīng)措施。 1 設(shè)計 1.1 簾線伸張因數(shù)(K1)和胎體膨脹因數(shù)(K2) K1和K2對輪胎均勻性影響較大。從設(shè)計上來講，在不影響輪胎性能

2、的條件下，要盡量保證同一系列輪胎的K1和K2值相近。K1=WF/(c-D+d) 式中 WF一段成型鼓寬度； c外胎內(nèi)周長； D一段成型鼓直徑； d鋼絲圈直徑。 K1取值主要影響簾線的伸張，一般來講，80，75，70，65和60系列輪胎的K1分別取0.9466，0.9471，0.9591，0.9306和0.9396較適合。 K2=L(L+2h) 式中 L胎坯外周長； L帶束層貼合鼓周長； h帶束層厚度與胎面中心線部位厚度之和。 K2取值主要影響一段胎坯與胎面帶束環(huán)的貼合，并且影響充氣效果。一般來講，如果發(fā)現(xiàn)同系列輪胎均勻性差異較大，應(yīng)考慮到這一因素。 1.2 帶束層結(jié)構(gòu) 帶束層結(jié)構(gòu)主要是指帶束層

3、的角度、貼合方向及層數(shù)。帶束層結(jié)構(gòu)是引起側(cè)向力偏移的主要因素。帶束層位置的偏歪和部分寬度發(fā)生不規(guī)則的變異會引起錐度效應(yīng)不良。 1.3 簾布反包高度、三角膠高度及胎面長度 簾布反包高度和三角膠高度影響輪胎的斷面水平軸位置和胎側(cè)剛性，從而影響輪胎均勻性。三角膠高度對扁平率較大的低斷面輪胎均勻性的影響尤為顯著。胎面長度主要對輪胎徑向力偏差影響較大。 1.4 胎體簾線材料 胎體簾線材料對輪胎均勻性也有一定的影響，一般情況下人造絲最好，聚酯較好，錦綸66較差，錦綸6最差，即輪胎采用熱收縮率越低的材料，其均勻性越好。 1.5 輪胎扁平率 圖1(略)示出了錐度效應(yīng)與帶束層貼合偏移量和輪胎扁平率的關(guān)系。從圖1

4、(略)可以看出，在相同的偏移量下，扁平率對輪胎均勻性的影響由大到小為80系列、70系列和60系列。 1.6 硫化膠囊 設(shè)計不合理的硫化膠囊在實際使用中變形不順暢，導(dǎo)致輪胎定型困難，引發(fā)定型不正和胎里打褶等問題，對輪胎均勻性產(chǎn)生不利影響。 設(shè)計硫化膠囊肘應(yīng)注意如下問題：首先，肩部設(shè)計采用圓弧過渡，盡量避免肩部方形；其次，硫化膠囊的斷面弧長伸張值(輪胎斷面胎里弧長與硫化膠囊斷面外弧長的比值，亦稱側(cè)向伸張率)、徑向伸張值(輪胎胎里直徑與硫化膠囊外直徑的比值，亦稱周向伸張率)、硫化膠囊高度(一般宜取輪胎胎坯的高度)以及厚度的設(shè)計都應(yīng)以實踐為標(biāo)準(zhǔn)。硫化膠囊的伸張率可參考表1進(jìn)行選取。 表1 硫化膠囊的伸

5、張率 %項目斷面弧長伸張率徑向伸張率乘用車輪胎硫化罐15-3040-60硫化機10-2010-20商用車輪胎硅化罐10-2540-60硫化機10-2010-20 2 工藝 2.1 擠出工藝 半鋼子午線輪胎擠出部件中影響均勻性的主要是胎面、胎側(cè)、胎肩墊膠和三角膠。若擠出部件的尺寸超出設(shè)計范圍或不均勻，則會導(dǎo)致輪胎的徑向和周向幾何尺寸和質(zhì)量分布不均勻。2.1.1 胎面和胎側(cè)尺寸偏差 (1)原因分析 流道塊、預(yù)口型本身的加工誤差導(dǎo)致兩側(cè)的排膠量不同；螺桿磨損、聯(lián)動線速度波動導(dǎo)致擠出半成品尺寸不穩(wěn)定；膠料混煉、喂料不均勻以及口型在使用過程中發(fā)生變形等因素造成擠出半成品兩側(cè)的厚度和寬度不對稱；胎面裁斷長

6、度不在公差范圍內(nèi)，成型時造成不均勻拉伸。 (2)解決措施 合理設(shè)計供膠量，避免發(fā)生堵膠和供膠不足等現(xiàn)象；定期測量擠出機螺桿的擠出量和聯(lián)動線上的膠料收縮率；采用不同批次膠料混合喂料；調(diào)整口型板，使兩側(cè)的擠出厚度差不超過0.3mm、兩條胎側(cè)寬度差不超過3 mm、胎面兩側(cè)的寬度差不超過0.5 mm；胎面裁斷長度誤差控制在5 mm內(nèi)，但一般來講裁斷長度應(yīng)遵循“宜短不宜長”的原則。 2.1.2 胎面裁斷角度不合理 胎面裁斷角度太大或太小都會對輪胎均勻性產(chǎn)生不利影響。胎面裁斷角度一般控制在24-28較為合適。 2.1.3 三角膠尺寸偏差 (1)原因分析 口型設(shè)計不當(dāng)或口型變形使三角膠的寬度和高度超出公差范

7、圍；貼合時周向定長不準(zhǔn)，造成拉伸不均勻以及接頭處的三角膠高度發(fā)生變化。 (2)解決措施 調(diào)整口型尺寸和角度，三角膠貼合的角度一般控制在110左右較為合適，這樣可避免在貼合時發(fā)生較大的拉伸；三角膠的半成品貼合高度公差應(yīng)控制在2mm，三角膠寬度公差宜控制在0.5 mm；定期校核周長計數(shù)器，以保證周向定長準(zhǔn)確。 2.2 裁斷工藝 (1)原因分析 設(shè)備自身的裁斷精度、自動接頭裝置或人工操作的誤差造成簾布出現(xiàn)裁斷寬度和接頭量超出公差范圍、錯位、大頭小尾以及在卷取時發(fā)生打褶現(xiàn)象，從而導(dǎo)致簾線角度發(fā)生變化。 (2)解決措施 每周校核一次設(shè)定值與實際值的差異，避免斜向?qū)ч_造成大頭小尾現(xiàn)象；簾布寬度差控制在2

8、mm，接頭量控制在(41)根，接頭錯位控制在2 mm；襯布要定期進(jìn)行整理平整；襯布卷取時卷取伺服電機的速度要進(jìn)行分段設(shè)定，避免在卷取時簾布卷出現(xiàn)內(nèi)緊外松而導(dǎo)致簾布打褶。 2.3 成型工藝 2.3.1 成型設(shè)備精度 成型設(shè)備精度，如左右尾座的同軸度、成型鼓的縱向和橫向振動、胎圈定位盤的徑向和側(cè)向精度、胎面帶束傳遞環(huán)的垂直度、圓度及其與胎圈定位盤的同軸度等，對輪胎均勻性影響較大。應(yīng)制定一個標(biāo)準(zhǔn)作為更換規(guī)格時的檢測項目，形成更換標(biāo)準(zhǔn)化。 2.3.2 成型工藝參數(shù) 二次法成型工藝參數(shù)主要如下。 (1)指形片與機鼓之間的距離(S) S一般按下式計算： S=WF+h1+nh2-3 式中 h1內(nèi)襯層厚度，m

9、m； n簾布層數(shù)； h2簾布厚度，mm。 (2)胎圈定位盤相關(guān)參數(shù) 胎圈定位盤之間的寬度(W)主要影響到充氣效果與胎坯外周長，從而進(jìn)一步影響到輪胎均勻性。W一般參考表2設(shè)定。 表2 W設(shè)定一般規(guī)律 mm輪胎系列W1W2W380WF-70.84WF0.707WF70WF-70.87WF0.755WF65WF-70.883WF0.774WF60WF-70.895WFO.790WF 注，W1，W2和W3分別為二次法成型中一段胎坯胎圈拉伸時、一段胎坯扒胎側(cè)時以及一段胎坯與二段胎坯貼合時胎圈定位盤所處位置的寬度。胎圈定位盤的著合直徑及形狀對輪胎均勻性有影響，尤其是對徑向力偏差和側(cè)向力偏差的影響較大。 胎

10、圈定位盤的形狀對輪胎均勻性也有較大的影響。胎圈定位盤的示意見圖2(略)。E區(qū)形狀設(shè)計遵循的原則是保證輪胎胎圈與胎圈定位盤之間配合良好。經(jīng)對比分析發(fā)現(xiàn)，在正區(qū)設(shè)計一段平臺見圖2(b)(略)對提高輪胎均勻性效果較好。W一般比輪胎胎圈寬度大2 mm。D取值太大會導(dǎo)致側(cè)向力偏差過大，太小又會導(dǎo)致徑向力偏差過大。一般情況下，D=d-2(h1+e+h2)，其中e代表防擦布厚度。 (3)成型反包 成型反包膠囊的設(shè)計及有關(guān)工藝參數(shù)的確定應(yīng)以反包是否緊實為前提。因為反包效果會影響胎圈之間線長的變異，若變異較大就會對輪胎均勻性產(chǎn)生很大影響(特別是徑向力偏差)。成型反包膠囊應(yīng)伸到機鼓內(nèi)一定深度(一般為20 mm左右

11、)。對反包充氣要留有適當(dāng)?shù)谋簳r間(高壓和低壓)，以確保反包緊實。 (4)貼合速度 輪胎各部件貼合速度不僅影響產(chǎn)能，還影響輪胎的質(zhì)量，其中帶束層的貼合速度影響較大。因此在確定各部件的貼合速度時應(yīng)先測量材料的拉伸量，在保證貼合質(zhì)量的前提下適當(dāng)提高貼合速度。 2.3.3 各部件的定點分布 輪胎是由多個部件組成的，各部件的接頭有可能發(fā)生重疊，多個部件接頭重疊在一起對輪胎均勻性會產(chǎn)生很大的影響。 為了避免接頭重疊，采取材料定點分布的方法，主要采取三點分布法(各主要材料分布互成120)和四點分布法(見圖3)(略)。通常采取四點分布法，因為這樣可使各材料在圓周上的分布盡量均勻，并且可以很方便地找出輪胎均勻性波形圖上各點在輪胎上對應(yīng)的位置。對具有2層甚至3層胎體簾布或具有冠帶層的輪胎來說，其定點可分布在I-區(qū)間內(nèi)，一般在或區(qū)間較為合適，這是由于簾布的接頭有使胎體向“內(nèi)縮”的傾向，正好可以克服胎面和胎側(cè)接頭“凸出”的傾向。以此4點為基礎(chǔ)來改變各材料的定點分布的原則是：材料分布力求均勻化；材料接頭力求相互制約，相互取長補短。 2.3.4 部