趙 海

（寧夏神州輪胎有限公司，寧夏 石嘴山 753400）

輪胎是汽車安全的重要保障，如何讓輪胎具有更好的平衡性能和耐磨性能，是輪胎生產(chǎn)廠家關(guān)注的問(wèn)題。胎面是輪胎重要的組成部件，胎面質(zhì)量與輪胎性能密不可分[1-2]。胎面擠出壓力式口型板包括成套的預(yù)口型板和口型板，每種規(guī)格胎面都需配備一套相同擠出口的預(yù)口型板和口型板。生產(chǎn)不同規(guī)格胎面時(shí)，需同時(shí)更換配套的預(yù)口型板和口型板。預(yù)口型板和口型板屬于易損件，更換成本高，操作繁瑣，生產(chǎn)效率低。

本工作將全鋼子午線輪胎胎面擠出口型板改為強(qiáng)制式口型板，將擠出不同規(guī)格胎面的預(yù)口型板統(tǒng)一，縮短胎面規(guī)格變化時(shí)口型板的更換時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

1 胎面擠出分析

1.1 剪切作用

在擠出機(jī)中，膠料經(jīng)過(guò)流道、預(yù)口型板、口型板時(shí)受剪切作用形成粘性流體并產(chǎn)生入口效應(yīng)（進(jìn)入模具的膠料因收斂而出現(xiàn)流動(dòng)壓力突然增大）和出口膨脹效應(yīng)（離開模具的擠出部件因彈性回復(fù)而呈現(xiàn)橫截面尺寸大于口型尺寸），導(dǎo)致膠料通過(guò)口型板時(shí)兩邊與中間壓力不同，口型板不同部位開型系數(shù)不一致。

1.2 開口寬度

冠側(cè)膠、胎冠膠和基部膠在預(yù)口型板流道入口的開口寬度與其在擠出機(jī)頭流道口的開口寬度一致，才能使預(yù)口型板適用于各種規(guī)格胎面，同時(shí)根據(jù)不同規(guī)格胎面設(shè)計(jì)口型板型膠出口結(jié)構(gòu)以控制胎面各層形狀。

1.3 擠出方式

常見(jiàn)的胎面擠出方式有兩種：壓力式和強(qiáng)制式。壓力式擠出是通過(guò)預(yù)口型板來(lái)控制基部膠的形狀和尺寸，強(qiáng)制式擠出是通過(guò)口型板下板開型來(lái)控制胎面形狀和尺寸（見(jiàn)圖1）。壓力式擠出依賴于預(yù)口型板，導(dǎo)致預(yù)口型板數(shù)量多，擠出效率低；強(qiáng)制式擠出取決于口型板下板形狀，可以大幅減少預(yù)口型板數(shù)量，提高擠出效率。

圖1 胎面口型板下板開型

2 口型設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的胎面缺陷

2.1 破邊

口型板對(duì)應(yīng)邊部厚度的開型系數(shù)小會(huì)導(dǎo)致胎面破邊和基部膠厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，擠出速度無(wú)法提高。

2.2 凸臺(tái)

口型板下板開型系數(shù)大，會(huì)導(dǎo)致基部膠擠出壓力大，擠出時(shí)在胎面和基部膠搭接處出現(xiàn)凸臺(tái)。

2.3 氣孔和脫層

胎肩寬度的開型系數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致擠出胎面氣孔多，密實(shí)度低，胎面質(zhì)量不達(dá)標(biāo)?？谛桶逄ッ婵倢挾乳_型系數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致擠出胎冠與基部膠之間復(fù)合效果不佳，出現(xiàn)脫層。

3 強(qiáng)制式口型板設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 開型原則

由于出口膨脹效應(yīng)，胎面在離開口型板時(shí)，中部厚度明顯增大，壓力提高。這是因?yàn)槭軆蛇吥z料的擠壓，中間膠料縱向迅速膨脹，而橫向變化小?？谛桶彘_型系數(shù)取決于寬度系數(shù)，寬度系數(shù)直接影響胎面的厚度。本工作擬采用強(qiáng)制式擠出方式，固定口型板開型寬度系數(shù)。

3.2 統(tǒng)一預(yù)口型板

將預(yù)口型板統(tǒng)一為3-Y1強(qiáng)制式預(yù)口型板?？谛桶甯倪M(jìn)前每次更換預(yù)口型板的時(shí)間為3 min，每班需更換10次，每天更換預(yù)口型板的時(shí)間為90 min；改進(jìn)后不需要更換預(yù)口型板，工作效率大幅提高。由于預(yù)口型板較重且溫度較高，此舉還減少了工作事故。

3.3 胎面尺寸

胎面結(jié)構(gòu)和尺寸實(shí)例見(jiàn)圖2和表1?？梢钥闯鎏ッ鏋槿鈱咏Y(jié)構(gòu)，需要對(duì)口型板下板開型。采用恒比例開型，寬度開型系數(shù)設(shè)為85%，這樣可以確定胎面總寬度（A）、基部膠總寬度（A1）、胎肩寬度（B）、胎面各部位寬度（Wi）和厚度（Hi）、基部膠各部位寬度（wi）和厚度（hi）。

圖2 胎面結(jié)構(gòu)示意

表1 胎面尺寸 mm

3.4 口型板開型

口型板開型應(yīng)小于胎面尺寸，通過(guò)掃描得到胎面口型板開型圖（見(jiàn)圖3）。按照設(shè)計(jì)參數(shù)用電火花數(shù)控線對(duì)口型板進(jìn)行切割。胎面為中心對(duì)稱圖形，將口型板中心定位后，在胎面開型寬度的一半處畫出切入位置。

圖3 胎面口型板開型圖

4 胎面開型

4.1 胎面膠準(zhǔn)備

將胎面膠通過(guò)Φ250擠出機(jī)送往開煉機(jī)返煉，保證胎面膠混煉均勻，通過(guò)控制冷卻水流量控制返煉溫度。將混煉均勻的膠料送往供膠開煉機(jī)，通過(guò)穩(wěn)定供膠實(shí)現(xiàn)擠出過(guò)程壓力恒定。

4.2 胎面擠出

控制適宜的擠出溫度和擠出線速度，保證胎面擠出過(guò)程穩(wěn)定，然后通過(guò)冷卻水槽使胎面完全冷卻。

4.3 調(diào)整尺寸

將采用圖3口型板的擠出胎面進(jìn)行半成品掃描（見(jiàn)圖4），對(duì)尺寸不符合的點(diǎn)進(jìn)行修理并繼續(xù)試制，待尺寸符合要求后重新計(jì)算開型系數(shù)。

圖4 胎面半成品掃描圖

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析胎面膠經(jīng)過(guò)擠出流道、預(yù)口型板、口型板時(shí)所受的剪切作用，將全鋼子午線輪胎胎面擠出口型板由壓力式改為強(qiáng)制式，通過(guò)采取統(tǒng)一預(yù)口型板、固定口型板開型系數(shù)、恒比例開型等措施，將胎面一次擠出不良率從改進(jìn)前的5%降到改進(jìn)后的3.5%，擠出胎面形狀和尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，擠出過(guò)程穩(wěn)定性好，胎面質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率顯著提高。